一种新型TiMnFeCoNi高熵形状记忆合金及其制备方法

本发明涉及金属功能材料，特别涉及一种新型timnfeconi高熵形状记忆合金及其制备方法。

背景技术：

1、高熵形状记忆合金的概念由乌克兰国家科学院的firstov等人于2014年首次提出，设计初衷是为了解决记忆合金中存在的不可逆塑性变形所导致的合金疲劳及记忆性能退化的问题。目前高熵形状记忆合金均采用熔炼方法制得，直接得到的合金组织不均匀，且性能不理想，往往需要后续热处理进一步以提升合金性能，制备过程复杂繁琐且经济型不高。另外现存大多数高熵形状记忆合金硬度在400hv左右，数值较低，实用性较差。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种新型timnfeconi高熵形状记忆合金及其制备方法引入全新合金元素及制备工艺，提出了一种放电等离子烧结制备等摩尔比timnfeconi高熵形状记忆合金的方法，制备出的timnfeconi高熵形状记忆合金具有良好的形状记忆性能及超弹性，同时具有优异的硬度及抗压强度等力学性能。此外，放电等离子烧结的制备方法能够得到均匀致密合金组织，无需后续热处理步骤，经济型较高。

2、为了解决上述技术问题，本发明公开了一种新型timnfeconi高熵形状记忆合金及其制备方法，包括如下步骤：（1）称量一定重量的五种纯金属粉末；

3、（2）对五种纯金属粉末进行球磨，选定400r/min球磨转速与40h球磨时间，同时加入酒精分散剂，实现机械合金化；（3）利用放电等离子烧结的方法，选择适当的烧结参数及保温时间，对高熵合金粉末进行烧结；

4、根据本发明一实施方式，其中上述五种纯金属粉末为ti（99.99%）、mn（99.99%）、fe（99.99%）、co（99.99%）、ni（99.99%），等摩尔配比，重量分别为1.75g（20at.%）、1.95g（20at.%）、2.00g（20at.%）、2.15g（20at.%）、2.15g（20at.%），粒度为100-300μm。

5、根据本发明一实施方式，其中上述球磨罐材质为不锈钢，研磨球材质为不锈钢，球料比为5：1。

6、根据本发明一实施方式，其中上述球磨机转速为400r/min，球磨时间为40h，每10h倒一次料，并加入0.4ml的酒精当作分散剂。

7、 根据本发明一实施方式，其中上述烧结参数中烧结温度为750~1150℃，升温速率为50℃/min，烧结压力为40 mpa，真空度为40pa。保温时间为10~30min。

8、与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：

9、当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上的所有技术效果。

技术特征：

1.一种新型timnfeconi高熵形状记忆合金及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求书1所述新型timnfeconi高熵形状记忆合金及其制备方法，其特征在于，所述五种纯金属粉末为ti（99.99%）、mn（99.99%）、fe（99.99%）、co（99.99%）、ni（99.99%），等摩尔配比，重量分别为1.75g（20at.%）、1.95g（20at.%）、2.00g（20at.%）、2.15g（20at.%）、2.15g（20at.%），粒度为100-300μm。

3.根据权利要求书1所述新型timnfeconi高熵形状记忆合金的制备方法，其特征在于，球磨罐材质为不锈钢，研磨球材质为不锈钢，球料比为5：1。

4.根据权利要求书1所述新型timnfeconi高熵形状记忆合金及其制备方法，其特征在于，球磨机转速为400r/min，球磨时间为40h，每10h倒一次料，并加入0.4ml的酒精当作分散剂。

5.根据权利要求书1所述新型timnfeconi高熵形状记忆合金及其制备方法，其特征在于，所述烧结参数中烧结温度为750~1150℃，升温速率为50℃/min，烧结压力为40 mpa，真空度为40pa。所述保温时间为10~30min。

技术总结
本发明公开了一种新型高熵形状记忆合金的制备方法，属于合金材料技术领域。本发明提供的合金为等摩尔比TiMnFeCoNi高熵形状记忆合金，五种元素均为3d过渡族金属元素，价格低廉，储量丰富。本发明提供的高熵形状记忆合金具有FCC和BCC双相结构，以及少量的金属间化合物析出相，可以获得良好的形状记忆性能及超弹性。放电等离子烧结制备的合金组织致密，省去了后续热处理步骤，经济性较高。同时，本发明的高熵形状记忆合金的硬度及抗压强度分别为546HV和2131MPa，室温压缩形状记忆回复和超弹回复分别为5.83%和11.76%。

技术研发人员：邹芹,李艳国,宋锦涛
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/24