[发明专利]一种核用高熵合金及其制备方法

权利要求书

1.一种核用高熵合金，其特征在于，包括Fe、Cr、Ni、Al及Zr元素，各元素的含量以原子百分比计，所述Fe、Cr、Ni及Al元素的含量均为(23-24.5)at.％，Zr元素的含量为(2-8)at.％。

2.根据权利要求1所述的核用高熵合金，其特征在于，所述Fe、Cr、Ni及Al元素的含量均为24.39at.％，Zr元素的含量为2.44at.％。

3.根据权利要求1所述的核用高熵合金，其特征在于，所述高熵合金由纯度为99.9的高纯Fe、99.8的电解Ni、99.7％电解Cr、99.5％电解Al及99.4的核级海绵Zr，按照化学式Fe-Cr-Ni-Al-Zr_0.1配制而成。

4.根据权利要求1所述的核用高熵合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)配料：选取Fe、Cr、Ni、Al及Zr元素，且各元素按照给定的原子百分比配制得到高熵合金原料；

2)熔炼：将配制好的高熵合金原料放入水冷铜坩埚内，采用真空非自耗电弧熔炼炉进行熔炼，并翻转熔炼5-6次以保证成分均匀，得到核用高熵合金铸锭；

3)真空封装：将步骤2)熔炼好的核用高熵合金铸锭装入石英管中，进行真空封装；

4)退火：将真空封装好的高熵合金铸锭放入箱式电阻炉中，真空条件下加热至1423K并保温8小时，保温结束后随炉冷却以均匀化退火，得到高熵合金。

5.根据权利要求4所述的核用高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中各元素给定的原子百分比为Fe、Cr、Ni及Al元素的含量均为(23-24.5)at.％，Zr元素的含量为(2-8)at.％。

6.根据权利要求4所述的核用高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)，在配制高熵合金原料时需要对各原材料进行清洗。

7.根据权利要求4所述的核用高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的各元素分别采用纯度为99.9的高纯Fe、99.8的电解Ni、99.7％电解Cr、99.5％电解Al及99.4的核级海绵Zr，按照化学式Fe-Cr-Ni-Al-Zr_0.1进行配制。

8.根据权利要求4所述的核用高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中非自耗电弧炉熔炼在真空度小于6×10^-3Pa、氩气保护下进行熔炼。

9.根据权利要求4所述的核用高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3)，具体包括：

3.1)将步骤1)熔炼好的核用高熵合金铸锭分别用丙酮、无水乙醇清洗除去表面的油污后装入石英管；

3.2)预先在低温下将石英管烘烤除气，密封前用高纯Ar气反复清洗三次；

3.3)再用扩散泵抽真空处理，当真空度达到10^-4Pa量级时，完成石英管的密封。