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铝镁锂钛组成的高熵合金粉末及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-03 10:08:32

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 续培文 | 2023-11-03 10:08:32

本发明涉及高熵合金领域,特别涉及一种由铝镁锂钛组成的高熵合金粉末及其制备方法。一种铝镁锂钛组成的高熵合金粉末,其特征在于由Al粉,Ti粉,Mg块或粒,以及Li块或粒原料制备而成,按下述二种方式之一配置原料:①原子百分数Al:Mg:Li:Ti=25:25:(25+x):(25‑x),x取值范围0‑15;②原子百分数Al:Mg:Li:Ti=25:(25+y):25:(25‑y),y取值范围0‑15。该方法制备的高熵合金粉末具有成本低、密度低的特点。

本发明的目的是提供一种铝镁锂钛组成的高熵合金粉末及其制备方法,该方法制备的高熵合金粉末具有成本低、密度低的特点。为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:一种铝镁锂钛组成的高熵合金粉末,其特征在于由Al粉,Ti粉,Mg块或粒,以及Li块或粒原料制备而成,按下述二种方式之一配置原料:①原子百分数Al:Mg:Li:Ti=25:25:(25+x):(25-x),x取值范围0-15;②原子百分数Al:Mg:Li:Ti=25:(25+y):25:(25-y),y取值范围0-15。

由于高熵合金优良的力学性能,使其成为一种有良好应用前景的结构材料,轻质高强的高熵合金在航空航天领域中有着广阔的发展空间,因此发展轻质高熵合金极具现实意义

学校建有材料复合新技术国家重点实验室、光纤传感技术与网络国家工程研究中心、硅酸盐建筑材料国家重点实验室、国家水运安全工程技术研究中心、水路交通控制全国重点实验室、绿色智能江海直达船舶湖北省工程研究中心等48个国家级和省部级科研基地,建有内河智能航运交通运输行业协同创新平台、汽车零部件技术湖北省协同创新中心、安全预警与应急联动技术湖北省协同创新中心3个省部级协同创新平台。学校获批交通强国建设试点单位,入选首批国家知识产权示范高校、第二批高等学校科技成果转化和技术转移基地,与地方政府和行业企业共建异地科研机构、产学研合作服务平台、校企科技合作平台等科技合作与成果转化机构150个。近五年来,学校获国家自然科学奖1项、国家技术发明奖2项、国家科技进步奖3项,其中特等奖1项、二等奖5项;获省部级科技一等奖及以上奖励129项,其中以第一完成单位获52项。获授权发明专利8871项,作为第一专利权人获得中国专利奖4项。在世界顶尖学术期刊Science发表论文5篇、Nature发表论文2篇。

1)本发明提出的高熵合金,Mg、Li含量较高,Ti含量较低,因而具有更低的密度(理论密度低于2.37g/cm 3);

2)本发明提出的高熵合金成分只含有Al、Mg、Li、Ti四个元素,而且晶体结构相差很大(Al为面心立方结构、Li为体心立方结构、Mg和Ti为密排六方结构),但是按本发明提出的成分配比,仍然能够形成塑性最好的单相面心立方固溶体;由于不含价格昂贵的元素,所以本发明提出的高熵合金价格较低,便于广泛应用。

3)本发明的制备方法中,球磨的Mg、Li原料,采用Mg块或粒,采用Li块或粒,避免了Mg粉和Li粉作为原料时带入的大量氧化物夹杂,因为Mg和Li为非常活泼的金属元素,且粉末的比表面积大,所以Mg粉和Li粉极易与空气中的氧反应而在粉末中产生大量的氧化物;而采用块或粒状Mg和Li作为球磨原料,只有表面非常少量的氧化物。

4)本发明的粉末制备方法简便、易行,容易进行大规模生产。

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