碳納米管(CNTs)是一種具有獨(dú)特管狀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異力學(xué)、電學(xué)及化學(xué)性能的一維納米材料，是制備金屬基復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體。近日，廣東省科學(xué)院智能制造研究所先進(jìn)激光增材制造技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在碳納米管增強(qiáng)激光熔覆高熵合金涂層技術(shù)研究方面取得新進(jìn)展。

目前，碳納米管增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料仍主要采用冷壓燒結(jié)、攪拌鑄造、攪拌摩擦加工、粉末冶金、高壓扭轉(zhuǎn)、離子噴涂等技術(shù)制備。碳納米管的團(tuán)聚問(wèn)題始終是制約其工業(yè)應(yīng)用的主要原因之一，而球磨和超聲分散方法均存在對(duì)工藝參數(shù)要求嚴(yán)苛、耗時(shí)耗能等問(wèn)題。

研究人員針對(duì)CoCrFeNi-CNTs復(fù)合粉末制備、涂層微觀組織演變過(guò)程及摩擦磨損過(guò)程強(qiáng)化機(jī)理展開深入研究，利用自主開發(fā)的激光增減材系統(tǒng)成功制備出碳納米管增強(qiáng)的激光熔覆CoCrFeNi高熵合金復(fù)合涂層。

研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)優(yōu)化機(jī)械混合粉末工藝實(shí)現(xiàn)碳納米管在粉末表面的彌散附著，碳納米管的結(jié)構(gòu)完整性得到保持；激光照射能量使多壁碳納米管的外部碳層結(jié)構(gòu)分解，碳原子固溶分布在涂層內(nèi)，晶界形成層狀的(Cr, Fe)7C3-α共晶，固溶和析出強(qiáng)化作用使涂層的硬度水平提高40%以上；涂層摩擦磨損過(guò)程中，晶間碳化物共晶逐漸在磨損表面沉積而形成致密的碳化物硬化層，提高涂層的耐磨損性能，磨損速率下降近80%。

該研究解決了傳統(tǒng)的fcc單相CoCrFeNi系列高熵合金耐腐蝕性優(yōu)異但硬度和耐磨性能不夠理想的問(wèn)題，促進(jìn)該系列合金的工業(yè)應(yīng)用。

(來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào))