一种高熵合金耐磨复合材料、制备方法及应用与流程

本发明涉及耐磨复合材料技术领域，具体而言，涉及一种高熵合金耐磨复合材料、制备方法及应用。

背景技术：

高熵合金具有高强度、高硬度、耐高温氧化、良好的塑性和优异的耐磨性等特点，是工具钢潜在的基体材料之一。基于金属基复合材料的优势，通过添加硬质颗粒，大幅提升高熵合金基体耐磨性，具有非常重要的工程意义。

在目前可见的硬质相增强高熵合金复合材料中(专利201810617341.1，201810508772.4，201810770406.6，201810008864.6，201811145610.5，201810617466.4，20161003430.7，201610030517.4等)，硬质相主要包括微纳米级别的碳化物(tic、wc、nbc、sic)、氮化物(bn)、硼化物(tib2)、氧化物(tio、sc2o3)和金刚石等，常见的制备方法包括真空熔炼法、激光镀覆法、机械合金化法、3d打印等。

现有的高熵合金及复合材料仍亟需行之有效的方法以使得耐磨性获得更大的提升。

鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高熵合金耐磨复合材料、制备方法及应用。

本发明是这样实现的：

一种高熵合金耐磨复合材料的制备方法，其包括如下步骤：将高熵合金基体与经过表面金属化预处理的外加混杂增强相的均匀混合物进行烧结，制得高熵合金耐磨复合材料。

为了解决现有技术存在的问题，发明人首先从增强相的添加方式考虑，现有的添加方式分为内生法和外加法两种，内生法制备的增强颗粒细小，与基体冶金结合好，具有较低的热膨胀系数，但细微颗粒容易发生团聚，造成材料局部成分不均，而且难以生成尺寸大于微米级的增强相颗粒，在材料磨损过程中增强颗粒容易被大面积切削，这对想大幅提升高熵合金硬度及耐磨性是不利的。而外加法中，直接添加硬质颗粒，造成外加颗粒与基体材料间有残余空隙的存在，颗粒与基体的亲和力低，导致力学性能较差。

对于制备方法而言，现有技术中利用真空熔炼法添加非金属增强颗粒时，因铸造过程中会产生热膨胀和冷凝，且存在材料间密度、热膨胀系数和物料界面差异等因素，容易导致铸态的高熵合金晶粒尺寸较大，内部成分偏析显著，材料内应力过大，空隙以及缩孔等缺陷较多；激光镀覆方法更适合用于表层增强效应的复合材料制备；3d打印则对粉末形貌和流动性要求很高，投入成本较大；常规的粉末冶金工艺中，通常需要先进行模压成形，该过程粉末与模壁间存在摩擦，且硬质颗粒有很高的硬度，制得的生坯中存在较高的孔隙缺陷，加之后续烧结时间较长，材料内组织长大现象明显，从而降低了材料的力学性能。

如何通过适当的工艺，改善增强相的均匀分布及增强相与高熵合金基体的界面亲和力，减少复合材料中的界面缺陷，进而大幅提升高熵合金基体的耐磨性，是高熵合金复合材料制备的关键所在。

本发明对增强颗粒表面经金属化预处理，能够极大地改善增强颗粒与基体直接接触时，因界面存在空隙且结合不牢的问题，增强界面冶金结合，进而提升复合材料的质量，减少使用过程中增强颗粒脱落等现象，间接提升了材料耐磨性。

本发明还提供了5种元素组成的高熵合金基体，以经表面金属化预处理的陶瓷颗粒和金刚石微粉共同作为增强相，采用放电等离子烧结(sps)为制备手段，制备得到一种高熵合金耐磨复合材料。

本发明采用陶瓷颗粒和金刚石微粉共同作为外加混杂增强相，在空间上，由“金刚石微粉-陶瓷颗粒-试样”的成分组成，协同构建了“微观-介观-宏观”的尺寸差异效应，使得混杂增强颗粒在三维方向均被基体交叉包覆，在复合材料内部形成良好的成分过渡和循环，进而提升高熵合金耐磨复合材料硬度的各向同性，保证其性能的稳定性。通过多维结构，使高熵合金耐磨复合材料的耐磨性能大幅提升。

增强颗粒表面经金属化预处理，能够极大地改善增强相与基体间的界面结合力，减少增强颗粒脱落现象，间接提升材料耐磨性。本发明利用sps烧结方法可缩短材料制备流程，提高效率，制得的复合材料具有抗磨损、性能稳定等优点，在耐磨材料中具有广泛的应用前景。

外加混杂增强相和高熵合金基体的混合方式为v型混料机干混，混合时间为30-300min，优选为60-180min，转速控制在80-200r/min，优选为100-150r/min。

在本发明应用较佳的实施例中，上述高熵合金基体的分子式为axfecocrni，其中，a为al、cu或ti，0＜x≤2。

在本发明应用较佳的实施例中，上述x为0.2-1.5。

本发明提供的方法可以满足上述分子式的常规基体制备高熵合金耐磨复合材料。

在本发明应用较佳的实施例中，上述单质金属粉的纯度≥99.5％，粒度为100-500μm。

在本发明应用较佳的实施例中，上述单质金属粉的粒度为150-350μm，单质金属粉的形状为球形或近球形。

若单质金属粉的粒度太小，则不利于快速的球磨混合，机械合金化的时间延长。若采用超过500μm的金属单质，球磨得到几十微米的高熵合金混合粉的时间将大幅延长。由于球磨原料中含有al等元素，长时间的球磨容易产生极高的温度，给安全生产带来隐患。

对陶瓷颗粒和金刚石微粉进行金属化预处理包括用粘结剂将增强颗粒调制成混合物，然后依次对混合物进行烘干、真空烧结、冷却后分离分散；增强颗粒为合金粉末、陶瓷颗粒和金刚石微粉的组合物。

在本发明应用较佳的实施方式中，合金粉末为高熵合金基体的金属合金粉末。

在本发明应用较佳的实施方式中，粘结剂为水玻璃、石蜡和聚乙烯醇中的任意一种。

在本发明应用较佳的实施方式中，将混合物分散平铺在石墨纸上，在干燥箱中烘干后，置于真空烧结炉中进行烧结，混合物随炉冷却后用研钵将颗粒分离。

在本发明应用较佳的实施方式中，粘结剂与增强颗粒的质量比为1:100-1:20。

在本发明应用较佳的实施方式中，混合物的烘干温度为50-80℃，烧结条件为：抽真空至10-100pa，以80-150℃/min的升温速率，升温至850-1050℃，保温30-180min。

在本发明应用较佳的实施例中，上述对金刚石微粉进行金属化预处理包括采用包含一种或几种对应高熵合金基体成分的金属合金粉末对增强颗粒的表面进行镀覆烧结。

在本发明应用较佳的实施例中，上述金刚石微粉为微米级金刚石微粉，陶瓷颗粒为毫米级陶瓷颗粒。通过微米级金刚石微粉与毫米级陶瓷颗粒匹配，既可以防止单独添加金刚石微粉时，增强相与基体强韧匹配差的问题，也可改善单独添加陶瓷颗粒时，硬度范围提升单一及受限的不足。通过毫米级别与微米级别的配合，可以增加复合材料的结构复杂性。若只加毫米级别颗粒或微米级别颗粒，发明人发现只能增加部分区域的结构，存在缺陷。采用不同尺寸颗粒和不同硬度梯度配伍可以产生柔韧性匹配最好的效果，在大幅提高复合材料强韧匹配及耐磨性的基础上，能够很好地保证复合材料组织的各向同性和性能稳定性。

在本发明应用较佳的实施例中，上述金属化预处理后陶瓷颗粒的粒度为1-3mm，优选为1.2-2.5mm；金属化预处理后金刚石微粉的粒度为10-50μm，优选为20-40μm。

在本发明应用较佳的实施例中，上述陶瓷颗粒为zta陶瓷颗粒、碳化物陶瓷颗粒或氮化物陶瓷颗粒。采用碳化物陶瓷颗粒或氮化物陶瓷颗粒会显著提升高熵合金耐磨复合材料的硬度。

在本发明应用较佳的实施例中，上述zta陶瓷颗粒颗粒中所含zro2成分的质量百分含量为20-80％，优选为25-60％。

在本发明应用较佳的实施例中，上述高熵合金耐磨复合材料中，外加混杂增强相占高熵合金耐磨复合材料的质量百分数为5-40％，其中，陶瓷颗粒占高熵合金耐磨复合材料的质量百分数低于40％，优选为2.5-35％；金刚石微粉占高熵合金耐磨复合材料的质量百分数低于40％，优选为2.5-30％。

本发明设置外加混杂增强相的占比在5-40％之间，若超过50％，则不是以高熵合金为基体，而是以外加混杂增强相为基体，常用于刀具、锯片等硬性材料。而本申请针对的是高熵合金基体，应用于水电厂的管道耐磨件或机构件。

在本发明应用较佳的实施例中，上述制备外加高熵合金基体时，将5种高熵合金基体元素的单质金属粉混合，置于行星式高能球磨机中进行球磨，设置球磨介质为无水乙醇，球磨介质的添加量为高熵合金混合粉质量的10-25％；优选为12-20％。

由于5种高熵合金基体元素中含有al、cu或ti，若不加球磨介质进行干磨，在高速球磨颗粒撞击下容易导致球磨温度过高而对安全生产造成威胁。选择无水乙醇作为球磨介质以方便升温蒸发去除球磨介质。

在本发明应用较佳的实施例中，上述球磨过程中的球料比为3-10:1；优选为5-8:1。

在本发明应用较佳的实施例中，上述设置球磨的转速为200-500r/min；优选为250-400r/min。

在本发明应用较佳的实施例中，上述球磨设置为正反转间歇式交替运行，有效球磨时间为10-70h；优选为30-60h。球磨的工艺参数根据高熵合金基体的元素含量占比进行适应性调整。

高熵合金基体粉末在制备时，高熵合金基体粉末的储存、称重、配比和罐体的封装过程均在充满高纯保护气体的手套箱中完成，之后利用夹具将罐体移动并固定在行星式高能球磨机上，手套箱中保证水含量＜100ppm，氧含量＜100ppm。保护气体为氩气或氦气。

在本发明应用较佳的实施例中，上述进行烧结为对均匀混合物进行放电等离子烧结，以制得高熵合金耐磨复合材料。

放电等离子烧结包括：将均匀混合物置于石墨模具中，进行放电等离子烧结。

在本发明应用较佳的实施例中，设置烧结腔的真空度小于20pa。设置烧结压力为20-50mpa；优选为20-30mpa。放电等离子烧结是以80-120℃/min的升温速率升温至800-1200℃，保温3-20min；优选的，放电等离子烧结是以90-105℃/min的升温速率升温至850-1050℃，烧结压力20-30mpa，保温时间3-12min。

烧结的工艺条件是根据外加混杂增强相以及高熵合金基体的理论熔点进行适应性调节。

在本发明应用较佳的实施例中，上述高熵合金基体的分子式为axfecocrni，其中，a为al、cu或ti，0＜x≤2；优选的，x为0.2-1.5。

由上述制备方法制得的高熵合金耐磨复合材料，最大尺寸范围为直径0mm＜φ≤100mm，高0＜h≤30mm。

由制备方法制得的高熵合金耐磨复合材料或高熵合金耐磨复合材料在制备完整构件或大型耐磨构件的增强体模块中的应用。

在本发明应用较佳的实施例中，上述完整构件为热模具、切削刀具、钻头或管道，大型耐磨构件为磨辊、衬板或锤头。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种高熵合金耐磨复合材料、制备方法及应用。本发明提供了高熵合金基体，以经表面金属化预处理的外加混杂增强相作为增强相，烧结制备得到一种高熵合金耐磨复合材料。本发明对增强颗粒表面进行金属化预处理，能够极大地增益sps烧结过程中增强相与基体间的界面冶金结合效果，改善因界面缺陷导致的增强颗粒脱落现象，间接提升了材料耐磨性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1的制备工艺流程图；

图2为本发明实施例1中复合材料与对应基体的试样照片及增强颗粒与界面结合效果对比图(a图为复合材料试样照片，b图为基体的试样照片)；

图3为本发明实施例1与对比例1中复合材料试样的微观形貌对比图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供了一种高熵合金耐磨复合材料的制备方法，制备工艺参照图1所示，其包括如下依次进行的步骤：

(1)检查充满高纯氩保护气体的手套箱，保证水含量＜100ppm，氧含量＜100ppm。在手套箱中，按照分子式alfecocrni配比，分别称取纯度为99.5％、平均粒度为300μm的近球形铝、铁、钴、铬和镍的单质金属粉65g。在罐体中添加12.5g无水乙醇作为球磨介质，设置球料比为6:1，罐体封装后，利用夹具将罐体移动并固定在行星式高能球磨机上。开始球磨，设置球磨的转速为300r/min，正反转间歇式交替运行，有效球磨时间为50h，粉末干燥后制得高熵合金基体粉末。

(2)对增强颗粒进行表面金属化预处理，具体为：按外加混杂硬质颗粒占复合材料的质量百分数为35％计算，称取zro2有效成分含量为40％、粒度为1.5-2.5mm的zta陶瓷颗粒27g，zta陶瓷颗粒呈不规则形状；称取粒度为30μm的金刚石微粉8g，并按照粘结剂与混合增强颗粒的质量比1:20，加入1.75g水玻璃作为粘结剂搅拌均匀，然后加入适量高熵合金基体合金粉成混合物，将混合物置于干燥箱中，设置温度为80℃保温24h后，置于真空烧结炉中进行颗粒表面金属粉末镀覆烧结，烧结条件为：抽真空至20pa，以100℃/min的升温速率，升温至900℃，保温120min制得外加混杂硬质颗粒。

将步骤(1)制得的高熵合金基体粉末和步骤(2)中外加混杂硬质颗粒置于v型混料机中干混，混合时间为120min，设置转速为120r/min，得到均匀混合物粉末。

(3)将步骤(2)中的均匀混合物粉末放入石墨模具内，抽真空至烧结腔的真空度小于20pa，烧结压力为30mpa，以105℃/min的升温速率升温至950℃，保温5min后，试样随炉冷却后获得外加混杂硬质颗粒增加相的高熵合金耐磨复合材料。

(4)步骤(3)制得的高熵合金耐磨复合材料试样参照图2所示，图2中的a图为高熵合金耐磨复合材料试样，b图为同等工艺条件下制得的alfecocrni高熵合金基体试样。

利用mmh-5型三体磨料磨损试验机，同时对步骤(3)制得的高熵合金耐磨复合材料试样及在同等工艺条件下制得的alfecocrni高熵合金基体试样进行三体磨损性能测试。每2小时对试样进行一次超声波清洗、烘干、称重，共试验10小时，每次磨损后的试样重量依次为：g0、g1、g2、g3、g4、g5，通过对比试样最终的失重率来表征试样的抗磨损性能。

失重率＝(总失重/g0)×100％，总失重＝g0–g5。

测试结果如表1所示，由表1可知，高熵合金基体试样的磨损失重率是复合材料的6.7倍，即复合材料的抗磨性是基体材料的6.7倍，本实施例制备得到高熵合金耐磨复合材料的磨损性能得到大大提升。

表1实施例1的试样称重数据表。

实施例2

本实施例提供了一种高熵合金耐磨复合材料的制备方法，其包括如下依次进行的步骤：

(1)检查充满高纯氩保护气体的手套箱，保证水含量＜100ppm，氧含量＜100ppm。在手套箱中，按照分子式al0.2fecocrni配比，称取纯度为99.5％、平均粒度为100μm的近球形铝、铁、钴、铬、镍的单质金属粉70g，添加12.5g无水乙醇作为球磨介质，球料比为8:1，罐体封装后，利用夹具将罐体移动并固定在行星式高能球磨机上。开始球磨，设置球磨转速为400r/min，正反转间歇式交替运行，有效球磨60h，粉末干燥后制得高熵合金基体粉末。

(2)对增强颗粒进行表面金属化预处理，具体为：按外加混杂硬质颗粒占复合材料的质量百分数为30％计算，称取zro2有效成分含量为30％、粒度为2-3mm的不规则形状zta陶瓷颗粒20g；称取粒度为20μm的金刚石微粉10g，并按照粘结剂与混合增强颗粒的质量比1:25，加入0.83g水玻璃作为粘结剂搅拌均匀，然后加入适量高熵合金基体合金粉成混合物，将混合物置于干燥箱中，设置温度为60℃保温24h后，置于真空烧结炉中进行颗粒表面金属粉末镀覆烧结，烧结条件为：抽真空至30pa，以105℃/min的升温速率，升温至900℃，保温100min制得外加混杂硬质颗粒。

将步骤(1)制得的高熵合金基体粉末和步骤(2)制得的外加混杂硬质颗粒置于v型混料机中干混，混合时间90min，转速100r/min，得到均匀混合物粉末。

(3)将步骤(2)中的均匀混合物粉末放入石墨模具内，抽真空至烧结腔的真空度小于20pa，烧结压力为20mpa，以110℃/min的升温速率升温至1050℃，保温5min后，试样随炉冷却后获得外加混杂硬质颗粒增强的高熵合金耐磨复合材料。

(4)利用mmh-5型三体磨料磨损试验机，同时对步骤(3)制得的高熵合金耐磨复合材料试样及在同等工艺条件下制得的al0.2fecocrni高熵合金基体试样进行三体磨损性能测试。每2小时对试样进行一次超声波清洗、烘干、称重，共试验10小时，每次磨损后的试样重量依次为：g0、g1、g2、g3、g4、g5，通过对比试样最终的失重率来表征试样的抗磨损性能。

失重率＝(总失重/g0)×100％，总失重＝g0–g5。

测试结果如表2所示，由表2可知，高熵合金基体试样的磨损失重率是复合材料的5.30倍，即复合材料的抗磨性是基体材料的5.30倍，磨损性能得到大大提升。

表2实施例2的试样称重数据表。

实施例3

本实施例提供了一种高熵合金耐磨复合材料的制备方法，其包括如下依次进行的步骤：

(1)检查充满高纯氩保护气体的手套箱，保证水含量＜100ppm，氧含量＜100ppm。在手套箱中，按照分子式tifecocrni配比，称取纯度为99.5％、粒度为200μm的近球形钛、铁、钴、铬、镍的单质金属粉80g，添加10g无水乙醇作为球磨介质，球料比为5:1，之后进行罐体封装，利用夹具将罐体移动并固定在行星式高能球磨机上，进行球磨，球磨转速为500r/min，正反转间歇式交替运行，有效球磨30h，粉末干燥后制得高熵合金基体粉末。

(2)对增强颗粒进行表面金属化预处理，具体为：按外加混杂硬质颗粒占复合材料的质量百分数为20％计算，称取zro2成分含量为20％、粒度为2-2.5mm的不规则形状zta陶瓷颗粒12.5g；称取粒度为30μm的金刚石微粉7.5g。并按照粘结剂与混合增强颗粒的质量比1:30，加入0.67g聚乙烯醇作为粘结剂搅拌均匀，然后加入适量高熵合金基体合金粉成混合物，将混合物置于干燥箱中，设置温度为80℃保温24h后，置于真空烧结炉中进行颗粒表面金属粉末镀覆烧结，烧结条件为：抽真空至20pa，以105℃/min的升温速率，升温至950℃，保温80min制得外加混杂硬质颗粒。

将步骤(1)制得的高熵合金基体粉末和步骤(2)中的外加混杂硬质颗粒置于v型混料机中干混，混合时间120min，转速150r/min，得到均匀混合物粉末。

(3)将步骤(2)中的均匀混合物粉末放入石墨模具内，抽真空至烧结腔的真空度小于20pa，烧结压力为30mpa，以90℃/min的升温速率升温至1000℃，保温5min后，试样随炉冷却后获得外加混杂硬质颗粒增强的高熵合金耐磨复合材料。

(4)利用mmh-5型三体磨料磨损试验机，同时对上述复合材料试样及在同等工艺条件下制得的tifecocrni高熵合金基体试样进行三体磨损性能测试，每2小时对试样进行一次超声波清洗、烘干、称重，共试验10小时，每次磨损后的试样重量依次为：g0、g1、g2、g3、g4、g5，通过对比试样最终的失重率来表征试样的抗磨损性能。

失重率＝(总失重/g0)×100％，总失重＝g0–g5。

测试结果如表3所示，由表3可知，高熵合金基体试样的磨损失重率是复合材料的3.89倍，即复合材料的抗磨性是基体材料的3.89倍，磨损性能得到大大提升。

表3实施例3的试样称重数据表。

实施例4

本实施例提供了一种高熵合金耐磨复合材料的制备方法，其包括如下依次进行的步骤：

(1)检查充满高纯氩保护气体的手套箱，保证水含量＜100ppm，氧含量＜100ppm。在手套箱中，按照分子式ti1.5fecocrni配比，称取纯度为99.5％、粒度为400μm的近球形钛、铁、钴、铬、镍的单质金属粉60g，添加12.5g无水乙醇作为球磨介质，球料比为5:1，之后进行罐体封装，利用夹具将罐体移动并固定在行星式高能球磨机上，进行球磨，球磨转速为300r/min，正反转间歇式交替运行，有效球磨55h，粉末干燥后制得高熵合金基体粉末。

(2)对增强颗粒进行表面金属化预处理，具体为：按外加混杂硬质颗粒总占比为复合材料的40wet.％计算，称取zro2成分含量为60％、粒度为1.5-1.8mm的不规则形状zta陶瓷颗粒35g；称取粒度为10μm的金刚石微粉5g。并按照粘结剂与混合增强颗粒的质量比1:20，加入2g聚乙烯醇作为粘结剂搅拌均匀，然后加入适量高熵合金基体合金粉成混合物，将混合物置于干燥箱中，设置温度为100℃保温20h后，置于真空烧结炉中进行颗粒表面金属粉末镀覆烧结，烧结条件为：抽真空至20pa，以100℃/min的升温速率，升温至1000℃，保温60min制得外加混杂硬质颗粒。

将步骤(1)的高熵合金基体粉末与步骤(2)制得的外加混杂硬质颗粒置于v型混料机中干混，混合时间200min，转速100r/min，得到均匀混合物粉末。

(3)将上述混合粉末放入石墨模具内，抽真空至烧结腔的真空度小于20pa，烧结压力为25mpa，以80℃/min的升温速率升温至950℃，保温10min后，试样随炉冷却后获得外加混杂硬质颗粒增强的高熵合金耐磨复合材料。

(4)利用mmh-5型三体磨料磨损试验机，同时对上述复合材料试样及在同等工艺条件下制得的ti1.5fecocrni高熵合金基体试样进行三体磨损性能测试，每2小时对试样进行一次超声波清洗、烘干、称重，共试验10小时，每次磨损后的试样重量依次为：g0、g1、g2、g3、g4、g5，通过对比试样最终的失重率来表征试样的抗磨损性能。

失重率＝(总失重/g0)×100％，总失重(g)＝g0–g5。

测试结果如表4所示，由表4可知，高熵合金基体试样的磨损失重率是复合材料的7.73倍，即复合材料的抗磨性是基体材料的7.73倍，磨损性能得到大大提升。

表4实施例4的试样称重数据表。

实施例5

本实施例提供了一种高熵合金耐磨复合材料的制备方法，其包括如下依次进行的步骤：

(1)检查充满高纯氩保护气体的手套箱，保证水含量＜100ppm，氧含量＜100ppm。在手套箱中，按照分子式cu0.5fecocrni配比，称取纯度为99.5％、粒度为500μm的近球形铜、铁、钴、铬、镍的单质金属粉90g，添加19.3g无水乙醇作为球磨介质，球料比为3:1，之后进行罐体封装，利用夹具将罐体移动并固定在行星式高能球磨机上，进行球磨，球磨转速为500r/min，正反转间歇式交替运行，有效球磨70h，粉末干燥后制得高熵合金基体粉末。

(2)对增强颗粒进行表面金属化预处理，具体为：按外加混杂硬质颗粒总占比为复合材料的10wet.％计算，称取zro2成分含量为30％、粒度为1-1.2mm的不规则形状碳化钨颗粒3g；称取粒度为20μm的金刚石微粉7g，并按照粘结剂与混合增强颗粒的质量比1:50，加入0.2g石蜡作为粘结剂搅拌均匀，然后加入适量高熵合金基体合金粉成混合物，将混合物置于干燥箱中，设置温度为50℃保温20h后，置于真空烧结炉中进行颗粒表面金属粉末镀覆烧结，烧结条件为：抽真空至40pa，以90℃/min的升温速率，升温至900℃，保温80min制得外加混杂硬质颗粒。

将步骤(1)的高熵合金基体粉末与步骤(2)的外加混杂硬质颗粒置于v型混料机中干混，混合时间300min，转速100r/min，得到均匀混合物粉末。

(3)将上述混合粉末放入石墨模具内，抽真空至烧结腔的真空度小于20pa，烧结压力为25mpa，以120℃/min的升温速率升温至1000℃，保温5min后，试样随炉冷却后获得外加混杂硬质颗粒增强的高熵合金耐磨复合材料。

(4)利用mmh-5型三体磨料磨损试验机，同时对上述复合材料试样及在同等工艺条件下制得的cu0.5fecocrni高熵合金基体试样进行三体磨损性能测试，每2小时对试样进行一次超声波清洗、烘干、称重，共试验10小时，每次磨损后的试样重量依次为：g0、g1、g2、g3、g4、g5，通过对比试样最终的失重率来表征试样的抗磨损性能。

失重率＝(总失重/g0)×100％，总失重＝g0–g5。

测试结果如表5所示，由表5可知，高熵合金基体试样的磨损失重率是复合材料的1.57倍，即复合材料的抗磨性是基体材料的1.57倍，磨损性能得到提升。

表5实施例5的试样称重数据表。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于，步骤(2)中外加混杂硬质颗粒zta陶瓷颗粒和金刚石微粉均不进行表面金属化预处理，其余添加量、粒度等工艺参数与实施例1相同。

实验结果表明，若增强颗粒表面不进行金属化预处理，而直接与高熵合金基体粉末混合进行sps烧结，会因不具备良好导电性的增强颗粒阻碍增强颗粒与基体之间，合金粉末之间的有效连接和烧结，基本上很难实现复合材料制备。从图3中的(a)图可以看出，实施例1的烧结试样，在增强颗粒与基体之间形成干净、致密的连接界面，基体合金也烧结完全，而从图3中的(b)图可以看出，对比例1的烧结试样，在增强颗粒与基体之间无法形成连接，存在大量空隙，基体部分则保持原始粉末形态，无固相烧结过程发生。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于，步骤(2)中外加混杂硬质颗粒zta陶瓷颗粒不进行表面金属化预处理，金刚石微粉进行金属化预处理，而其余添加量、粒度等工艺参数与实施例1相同。试验结果如下。

实验结果表明，外加混杂硬质颗粒zta陶瓷颗粒不进行表面金属化预处理，而只对金刚石微粉进行金属化预处理会降低复合材料的抗磨损性能。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于，步骤(2)中外加混杂硬质颗粒金刚石微粉不进行表面金属化预处理，zta陶瓷颗粒进行金属化预处理，而其余添加量、粒度等工艺参数与实施例1相同。试验结果如下。

实验结果表明，外加混杂硬质颗粒zta陶瓷颗粒不进行表面金属化预处理，而仅对zta陶瓷颗粒进行金属化预处理，会降低复合材料的抗磨损性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。