2022101307628金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN114561565B
(45)授权公告日2022.07.26
(21)申请号202210130762.8(51)Int.Cl.
(22)申请日2022.02.12C22C1/10(2006.01)
C22C26/00(2006.01)
(65)同一申请的已公布的文献号C22C30/00(2006.01)
申请公布号CN114561565AC23C14/18(2006.01)
(43)申请公布日2022.05.31C23C14/35(2006.01)
(73)专利权人太原理工大学B22F1/18(2022.01)
地址030024山西省太原市万柏林区迎泽C22C1/02(2006.01)
西大街79号审查员霍亮琴

(72)发明人王永胜于盛旺韩昌幸王乃旭
周兵马永高洁黑鸿君
吴艳霞
(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限
公司14101
专利代理师王思俊

权利要求书1页说明书5页附图2页
(54)发明名称
金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料的制
备方法
(57)摘要
金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料的制
备方法，属于金属基复合材料制备领域。其特征
是带有原位加热样品台的真空涂层制备设备将
金刚石颗粒表面进行高熵合金金属化处理，使其
表面生成高熵合金涂层。其中涂层的合金成分为
Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W、Mo七中元素中的任意四种元
素或五种元素或六种元素以等原子比例配比所
得的合金成分。所得的涂层与金刚石颗粒表层原
位生成碳化物膜，同时高熵合金覆盖在碳化物膜
上，保证了其与金刚石的结合强度。本发明获得
的金刚石颗粒增强高熵合金复合材料的性能如
强度、硬度、耐磨性、导热性等均得到有效提高。
CN114561565B
CN114561565B权利要求书1/1页

1.金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
第一步，将金刚石颗粒先用稀释的碱溶液和酸溶液将金刚石煮沸清洗去油；后用去离
子水清洗3‑5次将其表面净化处理清洗至中性，取出并干燥；
第二步，用配备有原位加热样品台的真空涂层制备设备，将金刚石颗粒置于样品台，对
金刚石颗粒表面进行高熵合金金属化涂层处理，得到改性金刚石颗粒；高熵合金金属选取
Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W、Mo元素中的任意四种、或者五种、或者六种元素以等原子比例配比所得
的合金成分；
第三步，将第二步得到的改性金刚石颗粒作为增强相，加入元素种类与高熵合金金属
涂层相同的高熵合金基体中，采用高温真空熔炼炉进行熔炼，高温真空熔炼炉抽真空至1.5
×10‑3Pa以下，充氩气至0.5个大气压，通过电磁搅拌使金刚石颗粒分散均匀并熔炼6‑8次
后浇筑、冷却，制备出金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料。
2.根据权利要求1所述的金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料的制备方法，其特征是：

所述碱溶液为浓度5wt.%的NaOH；酸溶液为30wt.%HNO3溶液。
3.根据权利要求1所述的金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料的制备方法，其特征是：
在金刚石颗粒表面进行高熵合金金属化涂层处理中，置于样品台上的金刚石颗粒被加热至
400℃‑900℃。
4.根据权利要求1所述的金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料的制备方法，其特征是：
在金刚石颗粒表面进行高熵合金金属化涂层处理中，置于样品台上的金刚石颗粒每隔
10min‑30min，机械或电磁振动30s至1min。

2
CN114561565B说明书1/5页

金刚石颗粒增强的高熵合金复合材料的制备方法

技术领域
[0001]本发明属于金属基复合材料领域，具体涉及金刚石颗粒增强的高熵合金基复合材
料的制备方法。

背景技术
[0002]金刚石是迄今为止世界上已发现的最硬的材料，同时由于其具有优异的硬度、刚
度、耐磨性和热稳定性能，因而被广泛应用于各种切磨工具中，如磨具、刀具、模具及量具
等。工业上常将金刚石颗粒作为增强相来提高材料的力学性能、导热性能等，如金刚石颗粒
增强的铝基复合材料。但是，金刚石与传统金属之间的润湿性极差、热膨胀系数差别大，因
此，这类复合材料通常存在界面问题，导致其性能降低。为此，优化提高金刚石与基体之间
界面结合性能成为改善这类复合材料宏观性能的关键之一。常用表面改性法在金刚石颗粒
表面涂敷或包覆一层改性层，用以改善金刚石颗粒与基体之间界面结合性能。目前，金刚石
颗粒表面改性的方法有很多，如化学镀、电镀，真空微蒸发镀、化学气相沉积、磁控溅射等。
如专利（CN110438457A）、文献（中国有色金属学报DOI：10.11817/
j.ysxb.1004.0609.2021‑42057）等通过磁控溅射、多弧离子镀工艺镀等工艺在金刚石表
面制备Mo、W、Cr、Ti、Z