CN114875398A - 一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层及制备方法 - Google Patents

一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层及制备方法，属于合金涂层制备技术领域。该难熔高熵合金涂层由以下重量份的原料组成：难熔高熵合金元素70‑90份，超细纳米稀土微粒5‑15份，耐腐蚀元素3‑10份，润滑相2‑5份；难熔金属元素制备的难熔高熵合金，不但具有优异的力学性能、热稳定性，同时，还具有较好的耐磨性，在高温环境中具有巨大的应用潜能；本发明通过在基材表面喷涂粘结层，可用于连接高熵合金涂层与基材，提高两者连接牢靠性，同时，由于在该粘结层为多孔结构，当高熵合金涂层喷涂时，合金液会渗入各个纳米孔内，从而使高熵合金涂层在宏观性能上体现出较低的摩擦系数以及磨损率，不易开裂，且致密性优良。

Description

一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层及制备方法
技术领域
本发明属于合金涂层制备技术领域，具体是涉及一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层及制备方法。
背景技术
高熵合金自提出以来因其优异的各项性能而广受关注，尤其是它的的室/高温力学性能和功能特性。此外难熔高熵合金不但具有优异的室/高温力学性能、热稳定性，而且还具有较好的韧性、强度和耐磨性能，同时与高温合金具有良好的物理相容和热匹配度，具有能替代陶瓷高温防护涂层的潜力。在高熵合金中加入(Al、Cr、Ni)耐腐蚀元素，能够在金属表面形成致密氧化膜，能显著提高其耐腐蚀性能。超细纳米稀土氧化物弥散强化是提高合金力学性能(尤其是高温性能)的重要手段，在难熔高熵合金中引入硬质第二相粒子，通过第二相强化可明显提高其硬度、高温性能、耐磨损性能。因此经稀土元素改性后的高熵合金涂层具有广泛的应用前景和领域。
目前高熵合金涂层的制备主要以3D打印、喷涂、电镀为主，一般情况下工艺繁琐复杂，能量消耗较大，制备时间较长，因此寻求一种更为简便、能耗低的涂层制备方法成为当下亟待解决的实际问题。激光熔覆是指通过同步或预置材料的方式，将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆层的工艺方法，可显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性，从而达到表面改性或修复的目的，满足材料表面特定性能要求的同时可节约大量的材料成本。同时激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明专利提供了一种沉积效率高、材料利用率高、各项性能优异的耐磨难熔高熵合金涂层及制备工艺。通过本发明制备的构件强度高、高温性能好、耐磨性能和耐腐蚀性能突出，有广泛的应用前景。
本发明的技术方案是：一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层及制备方法，由以下重量份的原料组成：难熔高熵合金元素70-90份，超细纳米稀土微粒5-15份，耐腐蚀元素3-10份，润滑相2-5份。
进一步地，所述润滑相为软质金属或氟化物，所述耐腐蚀元素是由Al、Cr、以及Ni按照重量比为1:1:1混合而成，添加超细纳米稀土氧化物弥散强化是提高合金力学性能，尤其是高温性能的重要手段，在难熔高熵合金中引入硬质第二相粒子，通过第二相强化可明显提高其硬度、高温性能、耐磨损性能，通过添加耐腐蚀元素，能够在金属表面形成致密氧化膜，能显著提高其耐腐蚀性能。
进一步地，所述难熔高熵合金元素由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中任意四种以上的金属元素等摩尔比混合组成，难熔高熵合金不但具有优异的力学性能、热稳定性，同时，还具有较好的耐磨性，在高温环境中具有巨大的应用潜能。
进一步地，所述超细纳米稀土微粒的制备过程为：
(1)按照质量比为1:3:4的比例将稀土单质或稀土氧化物、柠檬酸以及无水乙醇添加至行星式高能球磨机中中，在450-500r/min的条件下初步球磨15-20h，得到混合凝胶；
(2)在60-70℃的温度下，将上述混合凝胶晶化处理20-25h后，将晶化后的悬浊液倒入离心设备中，以4500-5000r/min的转速下离心处理5-6min，得到悬浊液；
(3)将上述悬浊液加入干燥箱内，在温度为45-50℃的温度调件下干燥完全，按照质量比为1:1的比例向干燥后的物料中加入氯化钠固体颗粒进行二次研磨，其中，氯化钠固体颗粒的粒径为0.2-0.5μm；
(4)将上述二次研磨产物放入容器中，用去离子水冲洗3-5次，最后放入干燥箱内，在50-55℃的温度调件下干燥完全后得到超细纳米稀土微粒，通过机械化学方法制备超细纳米的稀土微粒，其粒径范围小，可避免稀土元素添加至难熔高熵合金时会在晶界内产生局部偏聚的问题，同时，通过添加氯化钠固体颗粒，其分散在球磨材料中间，在球磨过程中起到支点的作用，使稀土微粒粒径在纳米范围内还可进行破碎，降低其破碎难度，同时，使稀土微粒所受压力或剪切力也会更加不均匀，有利于颗粒的进一步破碎、细化，提高材料的致密性。
上述稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、原材料制备
利用PREP技术制备难熔高熵合金元素粉末，再将难熔高熵合金元素粉末进行筛分，并对其进行干燥预处理；
S2、混粉及基体处理
S2-1、在步骤S1中制得的难熔高熵合金元素粉末中加入超细纳米稀土微粒、耐腐蚀元素粉末以及润滑相，然后在球磨机中进行混粉；
S2-2、将基材表面打磨光滑，去除基材表面油污，然后做喷砂处理，再进行超声清洗，干燥后备用；
S3、涂层制备
预先清理工作仓，加入制备好的粉末原料，设置合适的熔覆参数及路径，然后放入基板，在通入保护气体后输入程序，启动熔覆/喷涂机器后形成涂层，然后进行激光重熔以平整表面；
S4、表面处理
涂层加工完成后，待自然冷却到室温，取出试样清理表面杂质和未熔粉末，然后进行表面平整抛光，再经热处理、渗氮处理程序后利用线切割机切成标准大小留作后续测试。
进一步地，S3步骤中耐磨难熔高熵合金涂层成型参数为：激光功率为800-1200W，光斑直径为1mm，扫描速度为900-2000mm/s，熔覆搭接率为50-70％，送粉速度为0.2-0.3r/min，保护气气体流量为3-5L/min。
进一步地，所述步骤S2-2中，对干燥后的基材表面进行改性处理，具体处理过程为：第一，将质量分数为75％的丙酮和质量分数15％的乙酸纤维素在容器中混合，并通过超声磁力搅拌20min，得到粘结液；第二，向上述粘结液中充入惰性气体，直至容器内的压力增至0.2-0.4MPa，然后，减压至大气压，再重复加压-减压3-5次，在粘结液中形成纳米微气泡；第三，将上述含有纳米微气泡的粘结液喷涂至基材表面形成多孔粘结层，通过在基材表面喷涂粘结层，可用于连接高熵合金涂层与基材，提高两者连接牢靠性，同时，由于在该粘结层为多孔结构，当高熵合金涂层喷涂时，合金液会渗入各个纳米孔内，进一步提高高熵合金涂层连接的牢靠性，从而使高熵合金涂层在宏观性能上体现出较低的摩擦系数以及磨损率，不易开裂，且致密性优良。
进一步地，所述微气泡的粒径为15-20μm，且所述多孔粘结层的厚度为60-80μm。
进一步地，所述步骤S1中，难熔高熵合金粉末筛分后，粒径范围为0.1-0.5μm，通过该粒径范围的难熔高熵合金粉末的筛分，使制备的涂层致密性高、不易偏析和开裂，整体性能优良。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
(1)通过本发明制备的稀土改性耐磨难熔高熵合金涂层与基材有良好的结合力，结合强度≥90N，各种缺陷和未熔粉末极少，涂层厚度均匀可控，一般在300-800μm之间，偏差控制在10％以内，且致密度≥95％。
(2)通过本发明制备的稀土改性耐磨难熔高熵合金涂层硬度高，耐磨性能极佳，其表面硬度≥1200HV，800摄氏度时摩擦系数≤0.4，高温下磨损率低于4.0×10-5mm3N-1m-1，且高温下氧化增重小于2.0mg/cm2。
(3)本发明通过机械化学方法制备超细纳米的稀土微粒，其粒径范围小，可避免稀土元素添加至难熔高熵合金时会在晶界内产生局部偏聚的问题，同时，通过添加氯化钠固体颗粒，其分散在球磨材料中间，在球磨过程中起到支点的作用，使稀土微粒粒径在纳米范围内还可进行破碎，降低其破碎难度，同时，使稀土微粒所受压力或剪切力也会更加不均匀，有利于颗粒的进一步破碎、细化，提高材料的致密性。
(4)本发明通过在基材表面喷涂粘结层，可用于连接高熵合金涂层与基材，提高两者连接牢靠性，同时，由于在该粘结层为多孔结构，当高熵合金涂层喷涂时，合金液会渗入各个纳米孔内，进一步提高高熵合金涂层连接的牢靠性，从而使高熵合金涂层在宏观性能上体现出较低的摩擦系数以及磨损率，不易开裂，且致密性优良。
(5)本发明提供的制备方法具有工艺简单，效率高，成形质量好，粉体材料利用率高，成型件各项性能优异等优点。
附图说明
图1是本发明的实施例1中利用最优参数通过激光熔覆制备的稀土改性耐磨难熔高熵合金涂层实物图；
图2是本发明的实施例2中利用最优参数通过激光熔覆制备的稀土改性耐磨难熔高熵合金涂层实物图；
图3是本发明的实施例1中利用最优参数通过激光熔覆制备的稀土氧化物改性耐磨难熔高熵合金涂层在600℃下的磨损痕迹；
图4是本发明的实施例2中利用最优参数通过激光熔覆制备的稀土氧化物改性耐磨难熔高熵合金涂层在800摄氏度下的磨损痕迹。
具体实施方式
实施例1
一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层，由以下重量份的原料组成：WMoTaNb合金粉末80份、Y2O310份，耐腐蚀元素Al 10份，润滑相CaF2 3份，各原料纯度≥99.95％。
上述稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备，包括以下步骤：
S1、原材料制备
取WMoTaNb高熵合金棒材，利用PREP技术制备难熔高熵合金粉末，再将粉末进行筛分，并对其进行干燥预处理，其中参数设置为等离子弧电流1500A，电压为150V，金属电极转速为12000r/min，筛分后的粉末粒径≤50μm.
S2、混粉及基体处理
S2-1、在步骤S1中制得的难熔高熵合金粉末中加入Y2O3粉末、耐腐蚀元素Al粉末以及BaF2，然后在行星球磨机中进行混粉，参数设置球料比为5:4，球磨时间不小于4h；
S2-2、以Inconel 718合金板材作为基材，将基材表面打磨光滑，去除基材表面油污，然后做喷砂处理，再进行超声清洗，干燥后备用；
S3、涂层制备
预先清理工作仓，加入制备好的粉末原料，设置合适的熔覆参数及路径，然后放入基板，在通入保护气体后输入程序，启动熔覆机器，设置熔覆参数激光功率为800W，扫描速度为900mm/s，熔覆搭接率为50％，送粉速度为0.2r/min，光斑直径为1mm，扫描策略为单道往复，保护气气体流量为3L/min。
S4、表面处理
涂层加工完成后，待自然冷却到室温，取出试样清理表面杂质和未熔粉末，然后进行表面平整抛光，再经热处理等程序后利用线切割机切成标准大小留作后续测试；
上述超细纳米稀土微粒的制备过程为：
(1)按照质量比为1:3:4的比例将Ni单质、柠檬酸以及无水乙醇添加至行星式高能球磨机中中，在450r/min的条件下初步球磨15h，得到混合凝胶；
(2)在70℃的温度下，将上述混合凝胶晶化处理20h后，将晶化后的悬浊液倒入离心设备中，以4500r/min的转速下离心处理5min，得到悬浊液；
(3)将上述悬浊液加入干燥箱内，在温度为45℃的温度调件下干燥完全，按照质量比为1:1的比例向干燥后的物料中加入氯化钠固体颗粒进行二次研磨，其中，氯化钠固体颗粒的粒径为0.2μm；
(4)将上述二次研磨产物放入容器中，用去离子水冲洗3次，最后放入干燥箱内，在50℃的温度调件下干燥完全后得到超细纳米稀土微粒，通过机械化学方法制备超细纳米的稀土微粒，其粒径范围小，可避免稀土元素添加至难熔高熵合金时会在晶界内产生局部偏聚的问题，同时，通过添加氯化钠固体颗粒，其分散在球磨材料中间，在球磨过程中起到支点的作用，使稀土微粒粒径在纳米范围内还可进行破碎，降低其破碎难度，同时，使稀土微粒所受压力或剪切力也会更加不均匀，有利于颗粒的进一步破碎、细化，提高材料的致密性。
实施例2
一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层，由以下重量份的原料组成：WMoTaNb合金粉末80份、Y2O310份，耐腐蚀元素Al 10份，润滑相CaF2 3份，各原料纯度≥99.95％。
上述稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备，包括以下步骤：
S1、原材料制备
取WMoTaNb高熵合金棒材，利用PREP技术制备难熔高熵合金粉末，再将粉末进行筛分，并对其进行干燥预处理，其中参数设置为等离子弧电流1500A，电压为150V，金属电极转速为12000r/min，筛分后的粉末粒径≤50μm.
S2、混粉及基体处理
S2-1、在步骤S1中制得的难熔高熵合金粉末中加入Y2O3粉末、耐腐蚀元素Al粉末以及BaF2，然后在行星球磨机中进行混粉，参数设置球料比为5:4，球磨时间不小于4h；
S2-2、以Inconel 718合金板材作为基材，将基材表面打磨光滑，去除基材表面油污，然后做喷砂处理，再进行超声清洗，干燥后备用；
S3、涂层制备
预先清理工作仓，加入制备好的粉末原料，设置合适的熔覆参数及路径，然后放入基板，在通入保护气体后输入程序，启动熔覆机器，设置熔覆参数激光功率为1000W，扫描速度为1500mm/s，熔覆搭接率为60％，送粉速度为0.25r/min，光斑直径为1mm，扫描策略为单道往复，保护气气体流量为3L/min；
S4、表面处理
涂层加工完成后，待自然冷却到室温，取出试样清理表面杂质和未熔粉末，然后进行表面平整抛光，再经热处理等程序后利用线切割机切成标准大小留作后续测试；
上述超细纳米稀土微粒的制备过程为：
(1)按照质量比为1:3:4的比例将Ni单质、柠檬酸以及无水乙醇添加至行星式高能球磨机中中，在480r/min的条件下初步球磨18h，得到混合凝胶；
(2)在70℃的温度下，将上述混合凝胶晶化处理23h后，将晶化后的悬浊液倒入离心设备中，以4800r/min的转速下离心处理5.5min，得到悬浊液；
(3)将上述悬浊液加入干燥箱内，在温度为48℃的温度调件下干燥完全，按照质量比为1:1的比例向干燥后的物料中加入氯化钠固体颗粒进行二次研磨，其中，氯化钠固体颗粒的粒径为0.3μm；
(4)将上述二次研磨产物放入容器中，用去离子水冲洗4次，最后放入干燥箱内，在53℃的温度调件下干燥完全后得到超细纳米稀土微粒，通过机械化学方法制备超细纳米的稀土微粒，其粒径范围小，可避免稀土元素添加至难熔高熵合金时会在晶界内产生局部偏聚的问题，同时，通过添加氯化钠固体颗粒，其分散在球磨材料中间，在球磨过程中起到支点的作用，使稀土微粒粒径在纳米范围内还可进行破碎，降低其破碎难度，同时，使稀土微粒所受压力或剪切力也会更加不均匀，有利于颗粒的进一步破碎、细化，提高材料的致密性。
实施例3
一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层，由以下重量份的原料组成：WMoTaNb合金粉末80份、Y2O310份，耐腐蚀元素Al 10份，润滑相CaF2 3份，各原料纯度≥99.95％。
上述稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备，包括以下步骤：
S1、原材料制备
取WMoTaNb高熵合金棒材，利用PREP技术制备难熔高熵合金粉末，再将粉末进行筛分，并对其进行干燥预处理，其中参数设置为等离子弧电流1500A，电压为150V，金属电极转速为12000r/min，筛分后的粉末粒径≤50μm.
S2、混粉及基体处理
S2-1、在步骤S1中制得的难熔高熵合金粉末中加入Y2O3粉末、耐腐蚀元素Al粉末以及BaF2，然后在行星球磨机中进行混粉，参数设置球料比为5:4，球磨时间不小于4h；
S2-2、以Inconel 718合金板材作为基材，将基材表面打磨光滑，去除基材表面油污，然后做喷砂处理，再进行超声清洗，干燥后备用；
S3、涂层制备
预先清理工作仓，加入制备好的粉末原料，设置合适的熔覆参数及路径，然后放入基板，在通入保护气体后输入程序，启动熔覆机器，设置熔覆参数激光功率为1200W，扫描速度为2000mm/s，熔覆搭接率为70％，送粉速度为0.3r/min，光斑直径为1mm，扫描策略为单道往复，保护气气体流量为3L/min；
S4、表面处理
涂层加工完成后，待自然冷却到室温，取出试样清理表面杂质和未熔粉末，然后进行表面平整抛光，再经热处理等程序后利用线切割机切成标准大小留作后续测试；
上述超细纳米稀土微粒的制备过程为：
(1)按照质量比为1:3:4的比例将Ni单质、柠檬酸以及无水乙醇添加至行星式高能球磨机中中，在500r/min的条件下初步球磨20h，得到混合凝胶；
(2)在70℃的温度下，将上述混合凝胶晶化处理25h后，将晶化后的悬浊液倒入离心设备中，以5000r/min的转速下离心处理6min，得到悬浊液；
(3)将上述悬浊液加入干燥箱内，在温度为50℃的温度调件下干燥完全，按照质量比为1:1的比例向干燥后的物料中加入氯化钠固体颗粒进行二次研磨，其中，氯化钠固体颗粒的粒径为0.5μm；
(4)将上述二次研磨产物放入容器中，用去离子水冲洗5次，最后放入干燥箱内，在55℃的温度调件下干燥完全后得到超细纳米稀土微粒，通过机械化学方法制备超细纳米的稀土微粒，其粒径范围小，可避免稀土元素添加至难熔高熵合金时会在晶界内产生局部偏聚的问题，同时，通过添加氯化钠固体颗粒，其分散在球磨材料中间，在球磨过程中起到支点的作用，使稀土微粒粒径在纳米范围内还可进行破碎，降低其破碎难度，同时，使稀土微粒所受压力或剪切力也会更加不均匀，有利于颗粒的进一步破碎、细化，提高材料的致密性。
实施例4
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：
合金涂层的材料由以下重量份的原料组成：WMoTaNbV合金粉末80份、Y2O3 10份，耐腐蚀元素Al 10份，润滑相CaF2 10份，各原料纯度≥99.95％；
实施例5
本实施例与实施例4基本相同，不同之处在于：
合金涂层的材料由以下重量份的原料组成：WMoTaNbVTi合金粉末80份、Y2O3 10份，耐腐蚀元素Al 10份，润滑相CaF2 10份，各原料纯度≥99.95％。
实施例6
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：
合金涂层的材料由以下重量份的原料组成：WMoTaNbVTiZr合金粉末80份、Y2O3 10份，耐腐蚀元素Al 10份，润滑相CaF2 10份，各原料纯度≥99.95％。
实施例7
本实施例与实施例6基本相同，不同之处在于：
合金涂层的材料由以下重量份的原料组成：WMoTaNbVTiZrHf合金粉末80份、Y2O310份，耐腐蚀元素Al 10份，润滑相CaF2 10份，各原料纯度≥99.95％。
实施例8
本实施例与实施例7基本相同，不同之处在于：
合金涂层的材料由以下重量份的原料组成：WMoTaNbVTiZrHfCr合金粉末80份、Y2O310份，耐腐蚀元素Al 10份，润滑相CaF2 10份，各原料纯度≥99.95％。
实施例9
本实施例与实施例8基本相同，不同之处在于：
合金涂层的材料由以下重量份的原料组成：WMoTaNbVTiZrHfCr合金粉末80份、Y2O310份，耐腐蚀元素Cr 10份，润滑相CaF2 10份，各原料纯度≥99.95％。
实施例10
本实施例与实施例9基本相同，不同之处在于：
合金涂层的材料由以下重量份的原料组成：WMoTaNbVTiZrHfCr合金粉末80份、Y2O310份，耐腐蚀元素Ni 10份，润滑相CaF2 10份，各原料纯度≥99.95％。
实施例11
本实施例与实施例10基本相同，不同之处在于：
步骤S2-2中，对干燥后的基材表面进行改性处理，具体处理过程为：第一，将质量分数为75％的丙酮和质量分数15％的乙酸纤维素在容器中混合，并通过超声磁力搅拌20min，得到粘结液；第二，向上述粘结液中充入惰性气体，直至容器内的压力增至0.2MPa，然后，减压至大气压，再重复加压-减压3次，在粘结液中形成纳米微气泡；第三，将上述含有纳米微气泡的粘结液喷涂至基材表面形成多孔粘结层，通过在基材表面喷涂粘结层，可用于连接高熵合金涂层与基材，提高两者连接牢靠性，同时，由于在该粘结层为多孔结构，当高熵合金涂层喷涂时，合金液会渗入各个纳米孔内，进一步提高高熵合金涂层连接的牢靠性，从而使高熵合金涂层在宏观性能上体现出较低的摩擦系数以及磨损率，不易开裂，且致密性优良；微气泡的粒径为15μm，且多孔粘结层的厚度为60μm。
实施例12
本实施例与实施例11基本相同，不同之处在于：
步骤S2-2中，对干燥后的基材表面进行改性处理，具体处理过程为：第一，将质量分数为75％的丙酮和质量分数15％的乙酸纤维素在容器中混合，并通过超声磁力搅拌20min，得到粘结液；第二，向上述粘结液中充入惰性气体，直至容器内的压力增至0.4MPa，然后，减压至大气压，再重复加压-减压5次，在粘结液中形成纳米微气泡；第三，将上述含有纳米微气泡的粘结液喷涂至基材表面形成多孔粘结层，通过在基材表面喷涂粘结层，可用于连接高熵合金涂层与基材，提高两者连接牢靠性，同时，由于在该粘结层为多孔结构，当高熵合金涂层喷涂时，合金液会渗入各个纳米孔内，进一步提高高熵合金涂层连接的牢靠性，从而使高熵合金涂层在宏观性能上体现出较低的摩擦系数以及磨损率，不易开裂，且致密性优良；微气泡的粒径为20μm，且多孔粘结层的厚度为80μm。

Claims (10)

1.一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层，其特征在于，由以下重量份的原料组成：难熔高熵合金元素70-90份，超细纳米稀土微粒5-15份，耐腐蚀元素3-10份，润滑相2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层，其特征在于，所述润滑相为软质金属或氟化物，所述耐腐蚀元素是由Al、Cr、以及Ni按照重量比为1:1:1混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层，其特征在于，所述难熔高熵合金元素由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中任意四种以上的金属元素等摩尔比混合组成。
4.根据权利要求1所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层，其特征在于，所述超细纳米稀土微粒的制备过程为：
(1)按照质量比为1:3:4的比例将稀土单质或稀土氧化物、柠檬酸以及无水乙醇添加至行星式高能球磨机中中，在450-500r/min的条件下初步球磨15-20h，得到混合凝胶；
(2)在60-70℃的温度下，将上述混合凝胶晶化处理20-25h后，将晶化后的悬浊液倒入离心设备中，以4500-5000r/min的转速下离心处理5-6min，得到悬浊液；
(3)将上述悬浊液加入干燥箱内，在温度为45-50℃的温度调件下干燥完全，按照质量比为1:1的比例向干燥后的物料中加入氯化钠固体颗粒进行二次研磨，其中，氯化钠固体颗粒的粒径为0.2-0.5μm；
(4)将上述二次研磨产物放入容器中，用去离子水冲洗3-5次，最后放入干燥箱内，在50-55℃的温度调件下干燥完全后得到超细纳米稀土微粒。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原材料制备
利用PREP技术制备难熔高熵合金元素粉末，再将难熔高熵合金元素粉末进行筛分，并对其进行干燥预处理；
S2、混粉及基体处理
S2-1、在步骤S1中制得的难熔高熵合金元素粉末中加入超细纳米稀土微粒、耐腐蚀元素粉末以及润滑相，然后在球磨机中进行混粉；
S2-2、将基材表面打磨光滑，去除基材表面油污，然后做喷砂处理，再进行超声清洗，干燥后备用；
S3、涂层制备
预先清理工作仓，加入制备好的粉末原料，设置合适的熔覆参数及路径，然后放入基板，在通入保护气体后输入程序，启动熔覆/喷涂机器后形成涂层，然后进行激光重熔以平整表面；
S4、表面处理
涂层加工完成后，待自然冷却到室温，取出试样清理表面杂质和未熔粉末，然后进行表面平整抛光，再经热处理、渗氮处理程序后利用线切割机切成标准大小留作后续测试。
6.根据权利要求5所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，S3步骤中耐磨难熔高熵合金涂层成型参数为：激光功率为800-1200W，光斑直径为1mm，扫描速度为900-2000mm/s，熔覆搭接率为50-70％，送粉速度为0.2-0.3r/min，保护气气体流量为3-5L/min。
7.根据权利要求5所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2-2中，对干燥后的基材表面进行改性处理，具体处理过程为：第一，将质量分数为75％的丙酮和质量分数15％的乙酸纤维素在容器中混合，并通过超声磁力搅拌20min，得到粘结液；第二，向上述粘结液中充入惰性气体，直至容器内的压力增至0.2-0.4MPa，然后，减压至大气压，再重复加压-减压3-5次，在粘结液中形成纳米微气泡；第三，将上述含有纳米微气泡的粘结液喷涂至基材表面形成多孔粘结层。
8.根据权利要求7所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述微气泡的粒径为15-20μm，且所述多孔粘结层的厚度为60-80μm。
9.根据权利要求5所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，难熔高熵合金粉末筛分后，粒径范围为0.1-0.5μm。
10.根据权利要求5所述的一种稀土元素改性的耐磨难熔高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述超细纳米稀土微粒的粒径为0.2-0.5μm。
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