Fe-Co-Ni-Cu-Zn高熵合金及其制备方法与流程

本申请涉及材料制备，特别涉及一种fe-co-ni-cu-zn高熵合金及其制备方法。

背景技术：

1、高熵合金是由五种及五种以上的等原子或非等原子比的金属元素组成的固溶体合金材料，高熵合金因其结构与传统合金的差异性，有以下几个独特效应：高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和“鸡尾酒效应”，也使其获得了许多吸引人的性能，如力学性能、抗腐蚀性能、独特的电磁学性能等。

2、目前高熵合金制备方法主要包括电弧感应熔炼、热喷涂、激光熔覆、机械压铸等物理方法，现有方法实验操作过程难度大，加工路线复杂，调控效果有限。使用电化学沉积进行高熵合金的调控是一种成本低，操作简单的制备方法，相比于其它调控方法，其可以在复杂几何形状的基底进行调控hea的元素比例与化学成分，操作简便，加工环境要求低，不需要复杂的设备和昂贵的原料，为工程应用提供了极大的便利。此外，电化学沉积通过改变沉积参数(时间、温度等)，能容易地控制高熵合金的元素组成、组织形貌和性能等。因此，通过电化学沉积参数的调节为调控高熵合金化学成分提供了可能。

3、但现有方法实验周期长，操作过程难度大，生产成本高，加工路线复杂，加工环境要求高，调控效果有限。

技术实现思路

1、鉴于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷提供一种易操作且调控高熵合金化学成分较佳的fe-co-ni-cu-zn高熵合金及其制备方法。

2、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

3、本申请的目的之一，提供了一种fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，包括下述步骤：

4、配置电解液，所述电解液包括以下组分可溶性铁盐、钴盐、镍盐、铜盐、锌盐、络合剂、缓冲剂、还原剂及附加盐；

5、对所述电解液的沉积电位及沉积温度进行调节；

6、对调节后的所述电解液进行电镀处理，得到化学成分可调控的fe-co-ni-cu-zn高熵合金。

7、在其中一些实施例中，在配置电解液的步骤中，具体包括下述步骤：

8、将去离子水加热并维持温度至30℃-90℃，再加入络合剂、缓冲剂、附加盐、可溶性铁盐、钴盐、镍盐、铜盐、锌盐搅拌至溶解，陈化0.5-10h后，得到所述电解液。

9、在其中一些实施例中，所述的可溶性铁盐包括硫酸亚铁，所述钴盐包括硫酸钴，所述镍盐包括硫酸镍，所述铜盐包括硫酸铜，所述锌盐包括硫酸锌，所述络合剂包括柠檬酸或柠檬酸三钠，所述还原剂包括次亚磷酸钠或抗坏血酸，所述缓冲剂包括硼酸，所述附加盐包括氯化钾。

10、在其中一些实施例中，所述硫酸亚铁为5.0-200.0g/l、所述硫酸钴为5.0-180.0g/l、所述硫酸镍为5.0-150g/l、所述氯化钾为5.0-100.0g/l、所述硫酸铜为0.1-50.0g/l、所述硫酸锌为0.2-60.0g/l、所述柠檬酸三钠为1.0-50.0g/l、所述次亚磷酸钠为0.1-20g/l、所述柠檬酸为10.0-200.0g/l、所述硼酸为2.0-80.0g/l。

11、在其中一些实施例中，在对所述电解液的沉积电位及沉积温度进行调节的步骤中，具体包括下述步骤：

12、在所述电解液中加入强酸性溶液，并使得所述电解液的电沉积电位范围为0.5-3.5v，沉积温度为30-80℃。

13、在其中一些实施例中，所述的强酸性溶液包括但不限于为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液中的一种，所述硫酸溶液的浓度0.1-6mol/l。

14、在其中一些实施例中，在对调节后的所述电解液进行电镀处理，得到化学成分可调控的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的步骤中，具体包括下述步骤：

15、用电极棒为阳极，导电基底作为阴极，使用恒电位电镀0.1-50min，即得到化学成分可调控的fe-co-ni-cu-zn高熵合金。

16、在其中一些实施例中，所述导电基底包括钛或铜或银，所述电极棒包括石磨棒或铅或钛或铂。

17、在其中一些实施例中，所述导电基底在使用之前还包括下述步骤：

18、采用砂纸进行抛光处理，再进行超声处理10-30min，然后使用浓度为0.5-3mol/l硫酸溶液浸泡处理0.5-10h，再依次用纯水、乙醇冲洗，烘干。

19、本申请的目的之二，提供了一种fe-co-ni-cu-zn高熵合金，由所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法制备得到。

20、在其中一些实施例中，所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金各金属元素的比例在1％～50％之间。

21、本申请采用上述技术方案，其有益效果如下：

22、本申请提供的fe-co-ni-cu-zn高熵合金及其制备方法，包括配置电解液，对所述电解液的沉积电位及沉积温度进行调节；对调节后的所述电解液进行电镀处理，得到化学成分可调控的fe-co-ni-cu-zn高熵合金，本申请上述fe-co-ni-cu-zn高熵合金及其制备方法，将电化学沉积方法应用于高熵合金的制备过程，制备出金属元素共沉积，具有磁学和良好电学性能的高熵合金；同时，上述制备方法操作简便，低成本和低能耗可以调控合金组织的方法，适用与高熵合金的工业与规模化生产。

技术特征：

1.一种fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.如权利要求1所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，在配置电解液的步骤中，具体包括下述步骤：

3.如权利要求1或2所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，所述的可溶性铁盐包括硫酸亚铁，所述钴盐包括硫酸钴，所述镍盐包括硫酸镍，所述铜盐包括硫酸铜，所述锌盐包括硫酸锌，所述络合剂包括柠檬酸或柠檬酸三钠，所述还原剂包括次亚磷酸钠或抗坏血酸，所述缓冲剂包括硼酸，所述附加盐包括氯化钾。

4.如权利要求3所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，所述硫酸亚铁为5.0-200.0g/l、所述硫酸钴为5.0-180.0g/l、所述硫酸镍为5.0-150g/l、所述氯化钾为5.0-100.0g/l、所述硫酸铜为0.1-50.0g/l、所述硫酸锌为0.2-60.0g/l、所述柠檬酸三钠为1.0-50.0g/l、所述次亚磷酸钠为0.1-20g/l、所述柠檬酸为10.0-200.0g/l、所述硼酸为2.0-80.0g/l。

5.如权利要求1所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，在对所述电解液的沉积电位及沉积温度进行调节的步骤中，具体包括下述步骤：

6.如权利要求5所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，所述的强酸性溶液包括但不限于为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液中的一种，所述硫酸溶液的浓度0.1-6mol/l。

7.如权利要求1所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，在对调节后的所述电解液进行电镀处理，得到化学成分可调控的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的步骤中，具体包括下述步骤：

8.如权利要求7所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，所述导电基底包括钛或铜或银，所述电极棒包括石磨棒或铅或钛或铂。

9.如权利要求8所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法，其特征在于，所述导电基底在使用之前还包括下述步骤：

10.一种fe-co-ni-cu-zn高熵合金，其特征在于，由权利要求1至9任一项所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金的制备方法制备得到。

11.如权利要求10所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金，其特征在于，所述的fe-co-ni-cu-zn高熵合金各金属元素的比例在1％～50％之间。

技术总结本申请提供的Fe‑Co‑Ni‑Cu‑Zn高熵合金及其制备方法，包括配置电解液，对所述电解液的沉积电位及沉积温度进行调节；对调节后的所述电解液进行电镀处理，得到化学成分可调控的Fe‑Co‑Ni‑Cu‑Zn高熵合金，本申请上述Fe‑Co‑Ni‑Cu‑Zn高熵合金及其制备方法，将电化学沉积方法应用于高熵合金的制备过程，制备出金属元素共沉积，具有磁学和良好电学性能的高熵合金；同时，上述制备方法操作简便，低成本和低能耗可以调控合金组织的方法，适用与高熵合金的工业与规模化生产。技术研发人员：杨良滔,周杰,张翊,刘青,张志林,吴景龙,梁栋受保护的技术使用者：深圳先进技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/5/12