CN115612954B

CN115612954B - 一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法

Info

Publication number: CN115612954B
Application number: CN202211296855.4A
Authority: CN
Inventors: 靳柯; 董亚光; 王本鹏; 薛云飞; 贺新福; 豆艳坤
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT; China Institute of Atomic of Energy
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT; China Institute of Atomic of Energy
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2023-09-26
Anticipated expiration: 2042-10-21
Also published as: CN115612954A

Abstract

本发明涉及一种降低Ti‑V‑Ta‑Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，属于高熵合金制备技术领域。该方法是在Ti‑V‑Ta‑Nb系难熔高熵合金板的两个表面固定纯Zr板或者纯Zr箔，然后在惰性气体保护气氛下进行高温处理，利用Zr的吸收作用使Ti‑V‑Ta‑Nb系难熔高熵合金板中的杂质原子扩散Zr板或Zr箔中并与Zr反应形成Zr‑(CNO)相，从而降低Ti‑V‑Ta‑Nb系难熔高熵合金板中游离态杂质元素的含量，由于Zr‑(CNO)相并不是作为第二相分布在难熔高熵合金板中，而且Zr在难熔高熵合金板表面的扩散层厚度也很小，不会对难熔高熵合金板的组织与力学性能产生不利影响。

Description

一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法

技术领域

本发明涉及一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，属于高熵合金制备技术领域。

背景技术

难熔高熵合金凭借其主元数量多、主元熔点高与晶格畸变大等成分、结构特点从而在宽温域下表现出优异的力学性能，因此得到研究人员的广泛关注。前期研究结果表明，难熔高熵合金经离子辐照后表现出较弱的辐照硬化趋势，在先进核反应堆用高温结构材料领域具有潜在的应用价值。其中，Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金具有优异的室/高温力学性能，且经高温氦离子辐照后表现出与核反应堆候选结构材料V-4Cr-4Ti(质量百分比，wt％)合金相似的抗氦辐照能力，在核反应堆领域应用潜力巨大。

Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金组成元素的化学性质活泼，且Ti元素对合金中残存的C、N、O等杂质原子的亲和力明显高于其他组成元素，因此在真空或惰性气氛保护下进行700～1000℃长时间热处理，杂质原子会快速扩散到Ti原子附近，从而形成Ti-(CNO)相。这些Ti-(CNO)相本身是脆性的，且易于在晶界处分布，从而导致合金的塑性大幅度下降，严重限制了其在高温环境下的工程应用。目前已知的可降低难熔合金杂质含量的方法主要为真空熔炼和稀土元素添加，然而两者都存在一定的不足：真空熔炼虽然能够使合金熔体中的杂质原子以气体形式释放出来，但在合金熔体凝固过程中仍不可避免地吸收熔炼炉炉膛内残存的杂质原子，使其在高温真空环境下服役时仍会面临由富Ti相析出所引起的断裂失效问题；稀土元素的添加能够改变杂质原子的存在形式，即与杂质原子结合形成含稀土第二相并存在于合金内部，虽然能够降低基体中游离态杂质原子的含量，但聚集于晶界处的粗大含稀土第二相会导致合金在后续加工制备过程中出现板材边缘开裂现象。

发明内容

针对目前采用添加稀土元素或者真空熔炼降低难熔合金杂质含量的方法存在的不足，本发明提供一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，该方法是在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面分别设置纯Zr板或纯Zr箔，利用Zr元素与C、N、O等杂质元素的高亲和力，能够在高温热处理过程中使Zr吸收合金板中的杂质元素在纯Zr板或纯Zr箔上形成Zr-(CNO)相，从而达到降低合金板中杂质含量的效果，同时Zr元素在合金板表面的扩层厚度很小，不会对合金板的组织与力学性能产生不利影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，具体包括以下步骤：

先将Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的表面打磨平整并清洗干净，然后将纯Zr板或者纯Zr箔分别固定在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面，再在惰性气体保护气氛下进行高温热处理，在高温热处理的过程中利用Zr的吸收作用使Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板中的杂质原子扩散Zr板或Zr箔中并与Zr反应形成Zr-(CNO)相，从而降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板中游离态杂质元素的含量，得到表面含有Zr包覆层的均匀态Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板；

或者，除去含有Zr包覆层的均匀态Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板表面的Zr包覆层，则得到均匀态Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板。

进一步地，采用热变形的方式将纯Zr板分别固定在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面，具体操作如下：将纯Zr板、Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板以及纯Zr板形成的“三明治结构”置于模具中并密封，之后进行热轧制使纯Zr板与Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板紧密接触，其中，热轧制温度优选为1100～1300℃，每道次变形量优选为10～30％，总变形量优选为50～60％；

采用金属板夹持的方式将纯Zr箔分别固定在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面，具体操作如下：在Zr箔、Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板以及Zr箔形成的“三明治结构”的两侧分别放置一块金属板，通过螺栓螺母将两个金属板固定，从而使Zr箔与Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板紧密接触。

进一步地，金属板选用高纯Mo板、Nb板、Ta板的其中一种。

进一步地，热变形用Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的厚度为8～30mm，纯Zr板的厚度为2～5mm；金属板夹持用Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的厚度为1～3mm，纯Zr箔的厚度为0.03～0.15mm。

进一步地，高温热处理的温度为1200～1500℃，高温热处理的时间为10～50h。

有益效果：

(1)由于Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金的迟滞扩散效应，使该高熵合金的主要组成元素在高温环境下的扩散速率远远低于C、N、O等杂质原子的扩散速率，因此本发明基于Zr元素与该高熵合金中杂质元素的高亲和力，在高熵合金板的两侧设置纯Zr板或纯Zr箔，通过高温热处理可以使Zr吸收高熵合金板中的杂质原子，从而在纯Zr板或纯Zr箔上形成Zr-(CNO)相，从而达到降低高熵合金板中杂质含量的效果，使C、N、O杂质原子的总含量保持在150wppm以下，尤其是O含量能够低于100wppm。另外，本发明利用Zr吸收高熵合金中杂质的过程中，Zr元素在高熵合金表面的扩散层厚度很小(小于100μm)，而且Zr与高熵合金中杂质形成的Zr-(CNO)相主要位于Zr板或Zr箔中，并不是分布在高熵合金内部，所以采用本发明所述方法降低高熵合金中杂质含量的方法不会对高熵合金组织与力学性能产生不利影响。

(2)本发明所制备的表面含有Zr包覆层的均匀态Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板，Zr包覆层的存在能够在核反应堆的高温环境下继续吸收高熵合金板中的杂质，从而提高高熵合金板在高温服役过程中的稳定性。另外，Zr元素具有非常低的热中子吸收截面，Zr包覆层的存在在一定程度上能够提高高熵合金板的抗辐照性能。

(3)采用热变形或者金属板夹持的方式，可以增大纯Zr板/箔与高熵合金板的接触面积，增强Zr的吸收效果。热变形的温度需要保持在两种金属材料的体心立方相区间，确定热变形温度范围为1100～1300℃；由于两种金属材料在高温下的强度存在较大的差异，每道次变形量保持在10～30％，总变形量保持在50～60％，从而能够有效消除两种金属材料之间的间隙；在变形的过程中，两种金属材料由于强度不同会发生不同程度的变形，为保证两种金属材料的紧密接触与高温下Zr对杂质原子的强吸收效果，合金板的厚度为8～30mm，纯Zr板的厚度为2～5mm。金属板夹持所选用的金属板要在高温下保持较高的强度，从而保证Zr箔与Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的接触面积，因此金属板选择纯度不低于99.9wt％的难熔金属Mo、Nb、Ta板；为了确保Zr对杂原子的强吸收效果，金属板夹持用Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的厚度为1～3mm，纯Zr箔的厚度为0.03～0.15mm。

(4)Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金组成元素的熔点较高，高温热处理能够在保证杂质原子快速扩散到纯Zr板或纯Zr箔的同时也使合金的成分和组织均匀化。考虑到合金晶粒尺寸过大会导致合金在工程应用中出现的不均匀变形问题，因此热处理温度不宜过高以及时间不宜过长，确定高温热处理的温度为1200～1500℃，时间为10～50h。

(5)与添加稀土元素降低高熵合金中杂质含量的方法相比，本发明利用Zr吸收杂质以降低高熵合金中杂质含量的方法中，形成的Zr-(CNO)相不会以第二相的形式存在于高熵合金内部，避免了Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金在变形过程中由第二相应力集中导致的裂纹萌生与扩展；与采用真空熔炼降低高熵合金中杂质含量的方法相比，本发明利用Zr吸收高熵合金中杂质的方法，能够更有效降低高熵合金中杂质的含量，提高高熵合金在宽温域下长时间服役时的组织与力学性能稳定性。

综上所述，本发明所述方法操作简单，成本低，而且能够有效降低高熵合金中杂质的含量，使高熵合金在宽温域(400～1100℃)下具有优异组织和力学性能稳定性，能够满足先进核反应堆如大功率高温空间堆、舰艇堆等对高性能结构材料的苛刻要求，具有十分巨大的应用前景。

附图说明

图1为实施例1中不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板的扫描电子显微镜(SEM)图。

图2为实施例1中不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板经过700℃热处理500h后的扫描电子显微镜图。

图3为实施例1中不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板经过900℃热处理500h后的扫描电子显微镜图。

图4为本发明利用Zr的吸收作用降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。

以下实施例中：

依次使用三氧化二铝悬浊液、OPS悬浊液对难熔高熵合金表面进行机械抛光，之后再采用美国FEI Apreo C扫描电子显微镜进行微观组织表征，使用背散射电子信号，发射电压为15kV。依据标准GB/T228.1-2010，采用CMT4105型电子万能试样机对难熔高熵合金进行室温拉伸力学性能测试，样品尺寸为1×3×10mm³的非标工字形件，应变率为1×10^-3/s。利用美国LECO-CS844碳硫分析仪测量难熔高熵合金中的C含量，利用美国LECO-TCH600氮氧氢分析仪测量难熔高熵合金中的N和O含量。

实施例1

切割好的厚度为15·mm的Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板中，杂质元素C含量为78wppm、N含量为64wppm以及O含量为225wppm，则降低该难熔高熵合金板中杂质含量的具体操作如下：

(1)使用砂纸将Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板打磨干净，并利用酒精超声清洗表面；

(2)将纯Zr板、经过步骤(1)处理后的Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板以及纯Zr板形成的“三明治结构”置于不锈钢模具中并进行焊接密封，之后进行热轧制，热轧制温度为1200℃，每道次变形量为15％，总变形量为50％，热轧制完成后进行空冷，冷却至室温后采用电火花线切割或铣床除去不锈钢模具，则实现了两个厚度均为3mm的纯Zr板(纯度99.9wt％)在Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板两个表面的固定，此时记为Zr包覆的热轧态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板；

(3)在氩气保护气氛下，将Zr包覆的热轧态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板加热至1250℃进行热处理36h，在高温热处理的过程中利用Zr的吸收作用使Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板中的杂质扩散至纯Zr板中并与Zr反应形成Zr-(CNO)相(如图4所示)，从而降低Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板中杂质元素的含量，热处理结束后冷却，得到表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板。

对表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板中的杂质含量进行测试，测得C含量为55wppm、N含量为22wppm以及O含量为65wppm。

对表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板进行室温拉伸测试，测得抗拉强度为705±8MPa，断裂延伸率为24±3％。采用磨床除去表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板表面的Zr包覆层后，再进行室温拉伸测试，测得不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板抗拉强度为704±10MPa，断裂延伸率为25±4％。由上述测试结果可知，Zr包覆层的存在对于均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板的力学性能没有造成不利影响。

对不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板(或者简称为均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板)进行形貌表征，从图1中可以看出，均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板的晶粒尺寸为216±18μm，晶界和晶内未发现第二相。

在氩气保护气氛下，将均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板分别置于700℃下热处理500h以及900℃下热处理500h，热处理结束后进行冷却，冷却至室温后再进行形貌表征以及室温拉伸测试。均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板经过700℃热处理500h后，晶粒尺寸为225±21μm，晶界和晶内未发现第二相，如图2所示；抗拉强度为712±8MPa，断裂延伸率为25±2％。均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板经过900℃热处理500h后，晶粒尺寸为249±18μm，晶界和晶内未发现第二相，如图3所示；抗拉强度为707±13MPa，断裂延伸率为24±3％。

基于上述测试结果可知，表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板或者表面不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板，均能够在高温长时间服役过程中满足组织与力学性能稳定性的要求。

实施例2

切割好的厚度为3·mm的Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板中，杂质元素C含量为95wppm、N含量为101wppm以及O含量为462wppm，则降低该难熔高熵合金板中杂质含量的具体操作如下：

(1)使用砂纸将Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板打磨干净，并利用酒精超声清洗表面；

(2)将Mo板、纯Zr箔、经过步骤(1)处理后的Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板、纯Zr箔以及Mo板按顺序叠放在一起，然后通过螺栓和螺母将两个Mo板(厚度为3mm，纯度为99.95wt％)紧固，从而得到层状组合件，相应地实现了两个厚度均为0.05mm的纯Zr箔(纯度99.95wt％)在Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板两个表面的固定；

(3)在氩气保护气氛下，将层状组合件加热至1200℃进行热处理24h，在高温热处理的过程中利用Zr的吸收作用使Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板中的杂质扩散至纯Zr箔中并与Zr反应形成Zr-(CNO)相(如图4所示)，从而降低Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板中杂质元素的含量，热处理结束后冷却并拆掉两块Mo板，得到表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板。

对表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板中的杂质含量进行测试，测得C含量为62wppm、N含量为18wppm以及O含量为58wppm。

对表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板进行室温拉伸测试，测得抗拉强度为721±8MPa，断裂延伸率为23±3％。采用磨床除去表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板表面的Zr包覆层后，再进行室温拉伸测试，测得不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板抗拉强度为715±10MPa，断裂延伸率为24±3％。由上述测试结果可知，Zr包覆层的存在对于均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板的力学性能没有造成不利影响。

对不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板(或者简称为均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板)进行形貌表征，测得均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板的晶粒尺寸为236±22μm，晶界和晶内未发现第二相。

在氩气保护气氛下，将均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板分别置于700℃下热处理500h以及900℃下热处理500h，热处理结束后进行冷却，冷却至室温后再进行形貌表征以及室温拉伸测试，测试结果如下：均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板经过700℃热处理500h后，晶粒尺寸为232±25μm，晶界和晶内未发现第二相，抗拉强度为724±9MPa，断裂延伸率为24±3％；均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板经过900℃热处理500h后，晶粒尺寸为224±18μm，晶界和晶内未发现第二相，抗拉强度为718±6MPa，断裂延伸率为24±2％。

基于上述测试结果可知，表面含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板或者表面不含有Zr包覆层的均匀态Ti₂₀V₃₀Ta₂₀Nb₃₀难熔高熵合金板，均能够在高温长时间服役过程中满足组织与力学性能稳定性的要求。

对比例1

将实施例1步骤(1)处理后的Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板置于不锈钢模具中并进行焊接密封，之后进行热轧制，热轧制温度为1200℃，每道次变形量为15％，总变形量为50％，热轧制完成后进行空冷，冷却至室温后采用电火花线切割或铣床除去不锈钢模具，则获得热轧态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板；在氩气保护气氛下，将热轧态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板加热至1250℃进行热处理36h，则获得均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板。

对均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板中的杂质含量进行测试，测得C含量为68wppm、N含量为42wppm以及O含量为227wppm。

对均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板进行形貌表征以及室温拉伸测试，根据测试结果可知，晶粒尺寸为206±11μm，晶界和晶内未发现第二相，抗拉强度为818±12MPa，断裂延伸率为22±2％。

在氩气保护气氛下，将均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板置于900℃下热处理500h，热处理结束后进行冷却，冷却至室温后再进行形貌表征以及室温拉伸测试。根据测试结果可知，均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅难熔高熵合金板经过900℃热处理500h后，晶粒尺寸为212±18μm，晶粒和晶内均发现颗粒状或短棒状富Ti相，抗拉强度为831±8MPa，而断裂延伸率仅为1％，表明对比例1制备的均匀态Ti₂₅V₂₅Ta₂₅Nb₂₅合金不能在高温环境下长时间服役。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，其特征在于：采用热变形的方式将纯Zr板分别固定在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面，具体操作如下：将纯Zr板、Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板以及纯Zr板形成的“三明治结构”置于模具中并密封，之后进行热轧制使纯Zr板与Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板紧密接触；

3.根据权利要求2所述的一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，其特征在于：采用热变形的方式将纯Zr板分别固定在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面时，热轧制温度为1100～1300℃，每道次变形量为10～30％，总变形量为50～60％。

4.根据权利要求2所述的一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，其特征在于：采用金属板夹持的方式将纯Zr箔分别固定在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面时，金属板选用高纯Mo板、Nb板或Ta板。

5.根据权利要求2或3所述的一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，其特征在于：采用热变形的方式将纯Zr板分别固定在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面时，Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的厚度为8～30mm，纯Zr板的厚度为2～5mm。

6.根据权利要求2或4所述的一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，其特征在于：采用金属板夹持的方式将纯Zr箔分别固定在Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的两个表面时，Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金板的厚度为1～3mm，纯Zr箔的厚度为0.03～0.15mm。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种降低Ti-V-Ta-Nb系难熔高熵合金中杂质含量的方法，其特征在于：高温热处理的温度为1200～1500℃，高温热处理的时间为10～50h。