專利名稱：超硬復(fù)合材料及其制成方法
專利說明超硬復(fù)合材料及其制成方法 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超硬復(fù)合材料，更特別涉及此材料應(yīng)用的結(jié)合金屬的組成。
背景技術(shù)：
超硬復(fù)合材料從1920年初期開始發(fā)展以來，因其具有高硬度、耐高溫性、耐磨耗性等特性，即被視為相當(dāng)成功的復(fù)合材料并廣為工業(yè)界所采用。超硬復(fù)合材料以碳化物超硬復(fù)合材料為最大宗，可約略分為兩大類(1)碳化鎢(WC)為主的超硬復(fù)合材料，以及(2)碳化鈦(TiC)為主的超硬復(fù)合材料。一般的超硬復(fù)合材料是由兩種完全不同的組成所構(gòu)成一種為熔點與硬度都非常高但容易脆裂的碳化物等陶瓷相顆粒所組成如碳化鎢、碳化鈦、碳化釩、碳化鈮、碳化鉻、碳化鉭等碳化物及碳氮化物、硼化物、氧化物；另一種則為硬度低韌性高的結(jié)合金屬(binder metals)。碳化鎢超硬復(fù)合材料使用的結(jié)合金屬大都以鈷(Co)為主。而碳化鈦超硬合金則通常以鎳或鎳鉬合金作為結(jié)合金屬。此復(fù)合材料制作的技術(shù)系采用粉末冶金法，即在燒結(jié)溫度下，結(jié)合金屬形成液相或與碳化物形成共晶液相，利用毛細(xì)現(xiàn)象將碳化物顆粒包覆及內(nèi)聚收縮，獲得高燒結(jié)密度。為更提高燒結(jié)密度，亦可采加壓燒結(jié)法(press sintering)，或燒結(jié)后再熱均壓法(hot isostatic pressing)，因此超硬復(fù)合材料可以由碳化物顯現(xiàn)其高硬度與耐磨耗性，而結(jié)合金屬則提供所需的韌性。
上述兩大類的超硬復(fù)合材料常應(yīng)用在切削刀具、模具、工具與耐磨耗組件上，包括車刀、銑刀、絞刀、刨刀、鋸片、鉆頭、沖頭、剪切模、成型模、抽制模、擠型模、手表零件、原子筆珠等。其中以碳化鎢超硬復(fù)合材料的應(yīng)用最為廣泛，依據(jù)不同的應(yīng)用要求，超硬復(fù)合材料的選擇范圍也因而相當(dāng)廣泛，通常結(jié)合金屬含量愈低，強(qiáng)化材料的含量愈高，硬度及耐磨性都會增加，但相反，韌性及耐沖擊性也跟著降低，較易破裂。因此對于要求硬而耐磨的應(yīng)用，強(qiáng)化材料的含量須提高，而對于韌性要求較高的應(yīng)用，強(qiáng)化材料的含量就得降低。此外，對于腐蝕環(huán)境下的耐磨組件或高溫下應(yīng)用的組件，其耐蝕性或耐氧化性等特性也都需一并考慮。隨著時代的進(jìn)步，人類生活水平日益提高，不管是傳統(tǒng)工業(yè)或高科技產(chǎn)業(yè)，對于各種零組件的需求及生產(chǎn)與日俱增，如何提高生產(chǎn)效率、延長壽命及降低成本已成為刀具、模具、工具及耐磨構(gòu)件必然的發(fā)展趨勢。然而，傳統(tǒng)碳化鎢、碳化鈦等碳化物超硬復(fù)合材料的韌性、耐溫性、耐磨性、耐蝕性、抗黏性在不同的應(yīng)用場合下仍常嫌不足。
傳統(tǒng)的碳化鎢超硬復(fù)合材料使用的結(jié)合金屬以鈷為主，少數(shù)為鐵、鎳或鐵鈷鎳的合金。日本專利JP 8,319,532提出具抗腐蝕性的沖頭材料是以碳化鎢為主，使用的結(jié)合金屬是鎳基材料，含量百分比為5～15wt％，其中鎳基的結(jié)合金屬除了鎳外，還包含額外的3～13wt％ Cr3C2。在日本專利JP10,110,235中，碳化鎢超硬復(fù)合材料的結(jié)合金屬以鐵為主，還含有釩、鉻、碳化鉻與碳化釩。在美國專利US 6,030,912中，作為WC+W2C的結(jié)合金屬成分為鐵、鈷、鎳中的一種或多種金屬，含量為0.02～0.1wt％及一種或多種周期表中的IVA、VA和VIA等過渡金屬元素的碳化物、氮化物和碳氮化物，含量為0.3～3wt％。在美國專利US 6,241,799中，以鈷和/或鎳作為碳化鎢的燒結(jié)金屬，為了抑制碳化鎢晶粒在燒結(jié)過程中產(chǎn)生晶粒成長的現(xiàn)象，結(jié)合金屬的配方為鈷最多含90wt％、鎳最多含90wt％、鉻含量介于3～15wt％之間、鎢與鉬的最高含量分別為30wt％及15wt％。
目前碳化鎢超硬復(fù)合材料需求量最大的地區(qū)為中國大陸，因此中國大陸有相當(dāng)多的專利被提出來，大部分的需求都是高強(qiáng)度、高硬度、高韌性及高耐磨耗性。如中國專利CN 1,548,567以高錳鋼作為碳化鎢的結(jié)合金屬，高錳鋼的成分為14～18wt％的錳、3～6wt％的鎳、0.9～1.9wt％的碳與74.1～82.1wt％的鐵，這種碳化鎢材料具有高強(qiáng)度、高硬度及高耐磨耗性。也有許多是在結(jié)合金屬中加入碳化物的專利，如中國專利CN 1,554,789是將4～6wt％鈷與0.3～0.6wt％碳化鉭作為結(jié)合金屬，并將此結(jié)合金屬與碳化鎢粉體混合燒結(jié)，可得較高耐磨性與高韌性的碳化鎢復(fù)合材料。再如中國專利CN 1,718,813是以7～9wt％的鈷+0.1～0.5wt％的碳化釩+0.3～0.7wt％的碳化鉻作為結(jié)合金屬，并與碳化鎢燒結(jié)，可得較高強(qiáng)度、高硬度、高韌性的碳化鎢復(fù)合材料。
由上述列舉的專利及綜觀以往的現(xiàn)有技術(shù)，可知歷來所使用的結(jié)合金屬，仍不脫以單一金屬元素作為主要元素(>50wt％)或兩個金屬元素作為主要元素(即該兩元素的含量總和占大部分的比例)的合金配方，其中再摻雜少量的金屬元素或碳化物等陶瓷相。為改進(jìn)該結(jié)合金屬，本發(fā)明使用多元高熵合金或高亂度合金(high-entropy alloys)作為結(jié)合金屬，此合金即如中國臺灣發(fā)明專利第193729號所披露的，其合金成分范圍為含有5至11種主要金屬元素，且每一種主要金屬元素的摩爾數(shù)與該合金的總摩爾數(shù)比系介于5％至30％之間；且此高熵合金的觀念及成效亦已由該專利的發(fā)明人葉均蔚于2004年在以下所發(fā)表的研究論文中首次提出AdvancedEngineering Materials，第6卷，第5期，第299至303頁，對高熵合金的定義為含有5種以上主要元素，且每一種主要元素的摩爾數(shù)與該合金的總摩爾數(shù)比系介于5％至35％之間。該發(fā)明系借助高熵合金特有的高熵效應(yīng)、緩慢擴(kuò)散效應(yīng)、晶格扭曲效應(yīng)及雞尾酒復(fù)合效應(yīng)，使其結(jié)合金屬能獲得耐溫的微結(jié)構(gòu)及硬度來提高整體陶瓷相復(fù)合材料的硬度及耐溫耐磨性。另外，利用其緩慢擴(kuò)散效應(yīng)，可使得該發(fā)明的結(jié)合金屬在燒結(jié)為液相時，原子不易傳輸擴(kuò)散，可抑制碳化鎢、碳化鈦等陶瓷相晶粒成長，進(jìn)而避免燒結(jié)體硬度、韌性、耐溫及耐磨性下降。此外，利用結(jié)合金屬中的部分元素與碳結(jié)合，更可額外地產(chǎn)生碳化物以增加硬度，又利用鎳、鉻元素的添加可提高耐蝕性，又利用鉻、鋁、硅元素的添加可提高抗氧化性，又利用銅元素的添加可提高潤滑性。因此通過適當(dāng)?shù)暮辖鹪O(shè)計及配比，可以發(fā)揮不同的性能而增長使用壽命。相對而言，傳統(tǒng)的結(jié)合金屬主要元素較少，在成分設(shè)計的變化性方面較差，性能也較為局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種超硬復(fù)合材料的制成方法，包括混合至少一種陶瓷相粉末及多元高熵合金粉末，形成混合物；壓胚混合物；以及燒結(jié)混合物，以形成超硬復(fù)合材料；其中多元高熵合金為5至11種主要元素的合金，且每種主要元素占多元高熵合金的5至35摩爾％。
本發(fā)明提供一種超硬復(fù)合材料，包括(a)至少一種陶瓷相粉末；以及(b)多元高熵合金；其中多元高熵合金為5至11種主要元素的合金，且每種主要元素占該多元高熵合金的5至35摩爾％。


圖1為本發(fā)明實施例的實驗流程； 圖2為本發(fā)明實施例的多元高熵合金A1-A8粉體的X光衍射分析圖； 圖3為本發(fā)明實施例的多元高熵合金B(yǎng)2粉體經(jīng)不同球磨時間的X光衍射分析圖； 圖4為本發(fā)明實施例的多元高熵合金B(yǎng)1-B3與WC粉體混合球磨后的混合粉體的X光衍射分析圖； 圖5為本發(fā)明實施例的各個燒結(jié)試片的硬度對不同測量溫度的變化曲線； 圖6為本發(fā)明實施例的高熵合金C1粉末的X光衍射分析圖； 圖7為本發(fā)明實施例的高熵合金D1粉末的X光衍射分析圖； 圖8為本發(fā)明實施例的高熵合金E1粉末的X光衍射分析圖；以及 圖9為本發(fā)明實施例的高熵合金F1粉末的X光衍射分析圖。
具體實施方式

本發(fā)明提出多元高熵合金作為碳化鎢、碳化鈦等陶瓷相的結(jié)合金屬，改進(jìn)超硬復(fù)合材料的性能，以提高不同應(yīng)用的使用壽命。本發(fā)明的發(fā)明人之一葉均蔚曾開發(fā)高亂度多元合金(又稱多元高熵合金)，如中國臺灣發(fā)明專利第193729號所披露的，其合金成分范圍為含有5至11種主要金屬元素，且每一種主要金屬元素的摩爾數(shù)與該合金的總摩爾數(shù)比介于5％至30％之間。此外，該專利發(fā)明人葉均蔚亦已將高熵合金的觀念及成效于2004年首次提出研究論文發(fā)表在Advanced Engineering Materials，第6卷，第5期，第299至303頁，在該論文中對高熵合金的定義為含有5種以上主要元素，且每一種主要元素的摩爾數(shù)與該合金的總摩爾數(shù)比介于5％至35％之間。此高熵合金的形成法可為熔解鑄造法、鍛造法、或粉末冶金法。由于此合金具有高熵效應(yīng)、緩慢擴(kuò)散效應(yīng)、晶格扭曲效應(yīng)、及雞尾酒復(fù)合效應(yīng)，其微結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度具有很好的耐溫性，在作為結(jié)合金屬時，可改善該復(fù)合材料的耐溫性。此外，其緩慢擴(kuò)散效應(yīng)可使本發(fā)明的結(jié)合金屬在燒結(jié)為液相時，原子不易傳輸擴(kuò)散，可抑制碳化鎢、碳化鈦等陶瓷相晶粒成長，進(jìn)而避免硬度、韌性、耐溫及耐磨性下降。此外，利用結(jié)合金屬中的部分元素與碳結(jié)合，更可額外產(chǎn)生碳化物以增加硬度。添加鎳、鉻元素可提高耐蝕性，而添加鉻、鋁、硅元素可提高抗氧化性。綜合而言，高熵合金可提供不同的特性改進(jìn)及應(yīng)用。
為了改善燒結(jié)性使碳化物的陶瓷相晶粒細(xì)化且均勻散布，本發(fā)明以機(jī)械合金法(mechanical alloying)使燒結(jié)前的粉末混合均勻且細(xì)化。所謂機(jī)械合金法是利用高能量球磨或撞擊制程，使粉末反復(fù)進(jìn)行混合、冷焊、破裂與微粒重新冷焊的變形行為，最后達(dá)到合金化及復(fù)合化的混煉目的。因此本發(fā)明的混合粉末，包括元素態(tài)粉末與金屬碳化物等陶瓷相粉末的混合，或合金粉末與碳化物等陶瓷相粉末的混合，或元素態(tài)粉末與合金態(tài)粉末及碳化物等陶瓷相粉末的混合，經(jīng)機(jī)械合金法即可獲得下列數(shù)項特征(1)可使元素態(tài)粉末形成合金化；(2)可使碳化物等陶瓷相顆粒進(jìn)一步細(xì)化；(3)可形成成分均勻且顆粒細(xì)小的合金粉體，且結(jié)合金屬均勻包覆在每種碳化物等陶瓷相顆粒的外表面。碳化物等陶瓷相粉末可為碳化鎢或碳化鈦，陶瓷相粉末與多元高熵合金的重量比介于5:95至40:60之間。
在燒結(jié)制程方面，本發(fā)明的陶瓷相/多元高熵合金超硬復(fù)合材料與傳統(tǒng)碳化鎢/鈷等超硬復(fù)合材料相似，須先經(jīng)脫脂、除氣再經(jīng)燒結(jié)或液相燒結(jié)，最后爐冷取出，其中亦可先行在較低溫的爐中預(yù)燒結(jié)，取出后經(jīng)切削等作業(yè)加工成適當(dāng)形狀，再回爐最后燒結(jié)。為了進(jìn)一步提高燒結(jié)密度，亦可采加壓燒結(jié)法(press sintering)，或燒結(jié)后再熱均壓法(hot isostatic pressing)。又，其中的脫脂、除氣及燒結(jié)氣氛可采用真空法也可采用氬氣或其混合氣保護(hù)法進(jìn)行。因結(jié)合金屬的不同，燒結(jié)溫度略有差異。在本發(fā)明實施例中，在1300至1500℃可獲得很好的液相燒結(jié)。在本發(fā)明實施例中，燒結(jié)后形成的超硬復(fù)合材料含有上述至少一種陶瓷相粉末以及上述的多元高熵合金，其中該多元高熵合金為5至11種主要元素的合金，且每種主要元素占該多元高熵合金的5至35摩爾％。上述陶瓷相粉末與多元高熵合金的重量比可介于5:95至40:60之間。在本發(fā)明實施例中，超硬復(fù)合材料的硬度介于HV800至2400之間。
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的特征，特舉例于下述的實施例。
實施例1 本實施例的實驗流程如圖1所示，先將多種純金屬或合金粉體利用機(jī)械球磨方式形成多元高熵合金粉體。再將多元高熵合金與碳化鎢粉體依不同比例混合及球磨處理，使之成為均勻混合的復(fù)合材料粉體。而后再將均勻的碳化鎢-多元高熵合金混合粉體經(jīng)過壓胚及高溫?zé)Y(jié)制成超硬復(fù)合材料燒結(jié)體，最后將燒結(jié)體做測試與分析。本實施例系采用鋁、鉻、銅、鐵、錳、鈦與釩七種純金屬粉體制作多元高熵合金粉體。利用田口實驗法L827正交表配制A系列合金，如表一所列。
表一
注表中A1合金中元素含量中小數(shù)點第二位的差異是為了使元素總含量必須為100％。
配置后的粉體經(jīng)過18小時球磨后得到多元高熵合金粉體，各粉體的X光衍射圖及分析如圖2所示，已呈現(xiàn)相當(dāng)程度的合金化現(xiàn)象。而后再與碳化鎢粉體依表二的比例配置、機(jī)械球磨及壓胚燒結(jié)，燒結(jié)所得碳化鎢/多元高熵合金燒結(jié)體的硬度如表二所示。在表二中，通過調(diào)整高熵合金與碳化鎢的比例可得到不同硬度范圍的復(fù)合材料，以提供不同要求的應(yīng)用。
表二 實施例2 本實施例實驗流程亦如圖1所示，將鋁、鉻、鈷、銅、鐵、鎳六種金屬元素粉體混合球磨成多元高熵合金粉體，配置比例為表三所示的B系列合金。其中以B2粉體為例，不同球磨時間與多元高熵合金結(jié)晶構(gòu)造的關(guān)系如圖3的X光衍射分析所示，顯示24小時以上的球磨可得完全的合金化，形成單一FCC相固溶體。
表三
表四為其粉體配置的代號舉例說明，此表中的三種合金經(jīng)與WC粉體混合球磨后的混合粉體所作的X光衍射分析如圖4所示，可看出只呈現(xiàn)WC相與單一FCC相的混合相結(jié)構(gòu)。其余的粉體配置亦呈現(xiàn)同樣的混合相結(jié)構(gòu)。
表四 混合粉體壓胚后的燒結(jié)條件如表五所示 表五 表六舉例說明不同比例的B2粉體與WC粉體壓胚及燒結(jié)后試片的密度、常溫硬度與耐磨耗性，如所預(yù)期，隨WC強(qiáng)硬相含量減少，常溫硬度及耐磨性會有下降的趨勢。圖5為各個燒結(jié)試片在不同溫度下硬度測試所得的硬度隨溫度變化曲線，同樣顯示W(wǎng)C含量愈少時，硬度曲線往下下降的典型現(xiàn)象。其它B系列合金與WC粉體不同比例的燒結(jié)體亦呈現(xiàn)相似的特性，都有其變化的范圍。因此由本系列合金所得的復(fù)合材料硬度呈現(xiàn)不同的范圍，亦顯示可由配比的調(diào)整予以控制硬度，以提供不同要求的應(yīng)用。此外，此高熵合金因為含有高含量的鉻及鎳，呈現(xiàn)優(yōu)秀的耐蝕性，又因為含鋁可形成致密的氧化鋁膜，呈現(xiàn)優(yōu)秀的抗高溫氧化性，因此其超硬復(fù)合材料可用于具有腐蝕性的場合及高溫的場合。
表六 實施例3 本實施例實驗流程亦如圖1所示，將碳、鉻、鎳、鈦、釩元素粉體進(jìn)行球磨形成多元高熵合金，其配置比例為表七所示的C1合金；圖6為高熵合金C1粉末的X光衍射分析，顯示球磨后的粉體完全合金化并形成單一BCC固溶相。
表七
表八為不同比例的C1合金粉體與WC粉體在不同燒結(jié)溫度下的燒結(jié)體密度及常溫硬度。例如碳化鎢-20％ C1合金燒結(jié)體的硬度可達(dá)Hv 1825。而碳化鎢-15％ C1合金燒結(jié)體的常溫硬度更高達(dá)Hv 1972。此硬度范圍的不同亦顯示可由配比的調(diào)整予以控制，以提供不同要求的應(yīng)用。
表八 實施例4 本實施例實驗流程亦如圖1所示，將碳、鉻、鐵、鈦、釩元素粉體進(jìn)行球磨形成多元高熵合金，其配置比例為表九所示的D1合金。圖7為高熵合金D1粉末的X光衍射分析，顯示球磨后的粉體完全合金化并形成單一BCC固溶相。
表九
表十為不同比例的D1合金粉體與WC粉體在不同燒結(jié)溫度下的燒結(jié)體密度及常溫硬度。此硬度范圍的不同亦顯示可由配比的調(diào)整予以控制，以提供不同要求的應(yīng)用。
表十 實施例5 本實施例實驗流程亦如圖1所示，將碳、鉻、鈷、鈦、釩元素粉體進(jìn)行球磨形成多元高熵合金，其配置比例為表十一所示的E1合金；圖8為高熵合金E1粉末的X光衍射分析，顯示球磨后的粉體完全合金化并形成單一BCC固溶相。
表十一
表十二為15wt％E1合金粉體與85wt％WC粉體的復(fù)合粉體壓胚后在不同燒結(jié)溫度下的燒結(jié)體密度及常溫硬度。此硬度范圍的不同亦顯示可由配比的調(diào)整予以控制，以提供不同要求的應(yīng)用。
表十二 實施例6 本實施例實驗流程亦如圖1所示，將碳、鉻、鐵、鎳、鈦、釩元素粉體進(jìn)行球磨形成多元高熵合金，其配置比例為表十三所示的F1合金；圖9為高熵合金F1粉末的X光衍射分析，顯示球磨后的粉體完全合金化并形成單一BCC固溶相。
表十三
表十四為15wt％ F1合金粉體與85wt％ WC粉體的復(fù)合粉體壓胚后在不同燒結(jié)溫度下的燒結(jié)體密度及常溫硬度。此硬度范圍的不同亦顯示可由配比的調(diào)整予以控制，以提供不同要求的應(yīng)用。
表十四 實施例7 本實施例實驗流程亦如圖1所示，所使用的結(jié)合金屬如同實施例2的B2高熵合金粉體，所使用的強(qiáng)化材料則改為碳化鈦粉體，表十五為不同配比下的復(fù)合材料粉體壓胚后在燒結(jié)溫度1385℃下的燒結(jié)體常溫硬度。此硬度范圍的不同亦顯示可由配比的調(diào)整予以控制，以提供不同要求的應(yīng)用。
表十五 實施例8 本實施例實驗流程亦如圖1所示，將鈷、鉻、鐵、鎳、鈦元素粉體進(jìn)行球磨形成多元高熵合金，其配置比例為表十六所示的G1合金。
表十六
表十七為不同比例的合金粉體G1與碳化鈦粉體壓胚后在燒結(jié)溫度1380。C下的燒結(jié)體常溫硬度。此硬度范圍的不同亦顯示可由配比的調(diào)整予以控制，以提供不同要求的應(yīng)用。此外，該高熵合金因為含有高含量的鉻及鎳，呈現(xiàn)出優(yōu)秀的耐蝕性及抗高溫氧化性，可用于具有腐蝕性的場合及高溫的場合。
表十七 實施例9 針對C1W與D1W兩種燒結(jié)體做破壞韌性測量，并與商用碳化鎢做比較，表十八為四種材料的硬度及其破壞韌性KIC?？煽闯鯟1W與D1W兩種燒結(jié)體的硬度皆高于商用碳化鎢，此外，破壞韌性亦高于商用碳化鎢。由此可知，碳化鎢/多元高熵合金超硬復(fù)合材料亦可比傳統(tǒng)商用的碳化鎢超硬復(fù)合材料更具有高硬度及高韌性的優(yōu)點。
表十九
綜合上述，可知本發(fā)明系以多元高熵合金為結(jié)合金屬及以碳化物等陶瓷相為強(qiáng)化材料且經(jīng)過機(jī)械合金法及液相燒結(jié)制成超硬復(fù)合材料。通過適當(dāng)?shù)脑亍⑻沾上嗉爸瞥痰倪x擇，可提供給業(yè)界一種不同硬度、耐磨耗性、耐腐蝕性、耐氧化性、韌性、常溫硬度與高溫硬度的新型超硬復(fù)合材料，以增進(jìn)該超硬復(fù)合材料在不同要求的應(yīng)用。
雖然本發(fā)明已以多個優(yōu)選實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)可作任意的更改與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種超硬復(fù)合材料的制成方法，包括
混合至少一種陶瓷相粉末及多元高熵合金粉末，形成混合物；
壓胚該混合物；以及
燒結(jié)該混合物，以形成超硬復(fù)合材料；
其中該多元高熵合金為5至11種主要元素的合金，且每種主要元素占該多元高熵合金的5至35摩爾％。
2.如權(quán)利要求1所述的超硬復(fù)合材料的制成方法，其中形成該混合物的步驟包括機(jī)械合金法。
3.如權(quán)利要求1所述的超硬復(fù)合材料的制成方法，其中燒結(jié)該混合物的步驟系于真空腔體中進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的超硬復(fù)合材料的制成方法，其中燒結(jié)該混合物的步驟系于氬氣及氫氣的混合氣體下進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1所述的超硬復(fù)合材料的制成方法，其中該陶瓷相粉末包括金屬碳化物。
6.如權(quán)利要求5所述的超硬復(fù)合材料的制成方法，其中該金屬碳化物包括碳化鎢或碳化鈦。
7.如權(quán)利要求1所述的超硬復(fù)合材料的制成方法，其中該多元高熵合金包含的元素系選自周期表碳、鋁、鉻、鈷、銅、鐵、鎳、釩、錳、及鈦元素族群中的多種元素。
8.如權(quán)利要求1所述的超硬復(fù)合材料的制成方法，其中該陶瓷相粉末與該多元高熵合金的重量比介于5:95至40:60之間。
9.一種超硬復(fù)合材料，包括
(a)至少一種陶瓷相粉末；以及
(b)多元高熵合金；
其中該多元高熵合金為5至11種主要元素的合金，且每種主要元素占該多元高熵合金的5至35摩爾％。
10.如權(quán)利要求9所述的超硬復(fù)合材料，其中該陶瓷相粉末包括金屬碳化物。
11.如權(quán)利要求10所述的超硬復(fù)合材料，其中該金屬碳化物包括碳化鎢或碳化鈦。
12.如權(quán)利要求9所述的超硬復(fù)合材料，其中該多元高熵合金包含的元素系選自周期表碳、鋁、鉻、鈷、銅、鐵、鎳、釩、錳、及鈦元素族群中的多種元素。
13.如權(quán)利要求9所述的超硬復(fù)合材料，其中該陶瓷相粉末與該多元高熵合金的重量比介于5:95至40:60之間。
14.如權(quán)利要求9所述的超硬復(fù)合材料，其中該超硬復(fù)合材料的硬度介于HV800至2400之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超硬復(fù)合材料，其制成方法包括混合陶瓷相粉末及多元高熵合金粉末以形成混合物、壓坯混合物、以及燒結(jié)混合物，以制成超硬復(fù)合材料。上述多元高熵合金系含5至11種主要元素的合金，且每種主要元素占多元高熵合金的5至35摩爾％。
文檔編號C22C1/05GK101418394SQ20071016688
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者陳溪山, 楊智超, 葉均蔚, 黃金德 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院