一种CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末及其制备方法与用途
本发明提供了一种CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末及其制备方法与用途，所述CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末包括内核及包裹所述内核的外壳，所述内核包括Cr3C2，所述外壳包括CoCrNi。在特定的中熵合金CoCrNi的配合下，所述Cr3C2额外补充了Cr元素，增强了所得复合粉末中致密氧化铬的生成，使得复合粉末展现出了极高的抗氧化能力；本发明得到的复合粉末成分均匀、流动性好，因所述复合粉末为一体式核壳结构，能有效降低在形成涂层的过程中的损耗与分流，且形成的涂层成分均匀、组织致密，进一步保证了CoCrNi/Cr3C2涂层的抗氧化性效果。
发明专利
CN202210927478.3
2022-08-03
CN117548671A
2024-02-13
B22F1/18(2022.01)
中国科学院过程工程研究所
杜令忠;孙小明;武志鹏;兰昊;黄传兵;张伟刚
100190 北京市海淀区中关村北二街1号
北京品源专利代理有限公司
赵颖
北京;11
1.一种CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末，其特征在于，所述CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末包括内核及包裹所述内核的外壳，所述内核包括Cr3C2，所述外壳包括CoCrNi；所述CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末中，以Ni及Cr3C2的总质量为100％计，Cr3C2的质量分数为40～60wt％。 2.根据权利要求1所述的CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末，其特征在于，优选地，所述CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末中，Co、Cr及Ni的摩尔比为(1～2):(1～2):(1～2)。 3.一种如权利要求1或2所述的CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤： (1)将Co粉末与Cr粉末于第一保护气氛下球磨，得到CoCr合金粉末； (2)将步骤(1)所得CoCr合金粉末与Ni包覆Cr3C2粉末混合均匀，且所述Ni包覆Cr3C2粉末中，Cr3C2的质量分数占40～60wt％，然后在第二保护气氛下进行热扩散处理，得到CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末。 4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述Co粉末与Cr粉末的摩尔比为(1～2):(1～2)； 优选地，步骤(1)所述Co粉末与Cr粉末的纯度均大于99％； 优选地，步骤(1)所述Co粉末与Cr粉末的粒径均为100～400目； 优选地，步骤(1)所述第一保护气氛包括氮气和/或惰性气体。 5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨的转速为100～400rpm； 优选地，步骤(1)所述球磨的球料质量比为(1～15):1； 优选地，步骤(1)所述球磨的时间为2～48h。 6.根据权利要求3-5任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述CoCr合金粉末中的Co及Cr的摩尔量与所述Ni包覆Cr3C2粉末中的Ni的摩尔量之比为(1～2):(1～2):(1～2)； 优选地，步骤(2)所述热扩散处理的温度为800～1000℃； 优选地，步骤(2)所述热扩散处理的时间为2～6h； 优选地，步骤(2)所述第一保护气氛包括氢气和/或氩气； 优选地，所述氢气的纯度大于4N。 7.根据权利要求3-6任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)还包括，对得到的CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末依次进行破碎、筛分及干燥； 优选地，所述筛分的筛孔尺寸为100～325目； 优选地，所述干燥为真空干燥； 优选地，所述干燥的温度为60～150℃； 优选地，所述干燥的时间为2～4h。 8.根据权利要求3-7任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： (1)将摩尔比为(1～2):(1～2)的Co粉末与Cr粉末于氮气和/或惰性气体下球磨2～48h，得到CoCr合金粉末；所述Co粉末与Cr粉末的纯度均大于99％，粒径均为100～400目；所述球磨的转速为100～400rpm，球料质量比为(1～15):1； (2)按照Co、Cr、Ni的摩尔量之比为(1～2):(1～2):(1～2)进行配料，将步骤(1)所得CoCr合金粉末与Ni包覆Cr3C2粉末混合均匀，其中，Ni包覆Cr3C2粉末中，Cr3C2的质量分数占40～60wt％，然后在氢气和/或氩气下，于800～1000℃进行热扩散处理2～6h，再依次进行破碎，在筛孔尺寸为100～325目下筛分后，于60～150℃下真空干燥2～4h，得到CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末。 9.一种CoCrNi/Cr3C2涂层，其特征在于，所述CoCrNi/Cr3C2涂层含有权利要求1或2所述的CoCrNi中熵合金/碳化铬陶瓷复合粉末。 10.一种根据权利要求9所述的CoCrNi/Cr3C2涂层的制造方法，其特征在于，所述CoCrNi/Cr3C2涂层采用大气等离子喷涂制造； 优选地，所述大气等离子喷涂使用的氩气的流量为30～50L/min； 优选地，所述大气等离子喷涂使用的氢气的流量为1.4～5L/min； 优选地，所述大气等离子喷涂的电流为450～600A； 优选地，所述大气等离子喷涂的电压为50～70V； 优选地，所述大气等离子喷涂的喷涂距离为70～110mm。