KR101927611B1 - High- strength and heat-resisting high entropy alloy matrix composites and method of manufacturing the same - Google Patents

High- strength and heat-resisting high entropy alloy matrix composites and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101927611B1
KR101927611B1 KR1020170035200A KR20170035200A KR101927611B1 KR 101927611 B1 KR101927611 B1 KR 101927611B1 KR 1020170035200 A KR1020170035200 A KR 1020170035200A KR 20170035200 A KR20170035200 A KR 20170035200A KR 101927611 B1 KR101927611 B1 KR 101927611B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
forming
metal
alloy
sintering
group
Prior art date
Application number
KR1020170035200A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170124441A (en
Inventor
홍순형
류호진
이빈
이준호
리잘디 무함마드 포한
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to US15/495,411 priority Critical patent/US20170314097A1/en
Publication of KR20170124441A publication Critical patent/KR20170124441A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101927611B1 publication Critical patent/KR101927611B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10Alloys containing non-metals
    • C22C1/1084Alloys containing non-metals by mechanical alloying (blending, milling)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10Alloys containing non-metals
    • C22C1/1094Alloys containing non-metals comprising an after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3804Borides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817Carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40Metallic constituents or additives not added as binding phase

Abstract

본 발명은, 고강도 초내열 고엔트로피 합금기지 복합소재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf 및 Al 로 이루어진 군에서 선택되는 4 이상의 기지 원소; 및 체심입방계 형성 합금 원소;을 포함하는, 고엔트로피 합금기지 복합소재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 강도 및 고온 안정성을 개선하고, 수율을 향상시킬 수 있다.
The present invention relates to a high-strength super-heat-resistant high entropy alloy matrix composite material and a method of manufacturing the same. More particularly, And Al; a base element selected from the group consisting of Al and Al; And a sintering insulator forming alloy element, and a method of manufacturing the same.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve the strength and high-temperature stability of a high entropy alloy matrix composite material and improve the yield.

Description

고강도 초내열 고엔트로피 합금기지 복합소재 및 이의 제조방법{HIGH- STRENGTH AND HEAT-RESISTING HIGH ENTROPY ALLOY MATRIX COMPOSITES AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high-strength super-heat-resistant high entropy alloy matrix composite material and a method of manufacturing the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은, 고강도 초내열 고엔트로피 합금기지 복합소재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high strength super heat resistant high entropy alloy matrix composite material and a manufacturing method thereof.

기존 합금 소재 개발은 Ti, Ni 등 주요 금속을 기반으로 미량 원소 첨가에 의한 강도, 인성, 내열성 및 내식성 등의 특성 향상 효과를 목표로 이루어졌다. 현재 미량 원소 첨가에 의한 합금 소재 개발은 한계에 이르렀다고 판단되고 있다. The development of existing alloy materials is aimed at improving the properties such as strength, toughness, heat resistance and corrosion resistance by adding trace elements based on major metals such as Ti and Ni. At present, development of alloy materials by adding trace elements has reached the limit.

최근 활발히 연구되고 있는 고엔트로피 합금은 4~5가지 이상의 금속원소가 일정 원소비율로 혼합되어 높은 혼합 엔트로피, 원소들의 크기 차이에 따른 격자 뒤틀림, 낮은 확산 속도 등의 효과로 기존 금속에 비해 우수한 기계적 특성이 보고되고 있다.Recently, the entropy alloys have been actively studied. They are composed of 4 to 5 or more metal elements mixed at a constant element ratio, and have high mechanical entropy, excellent lattice warping due to difference in size of elements, Is being reported.

2014년 Science지에 보고된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 경우, 200 MPa·m0.5에 달하는 파괴인성을 보여 티타늄 합금의 세 배에 가까운 물성을 보이고 있어, 기존 구조용 합금을 대체할 수 있는 차세대 극한 환경용 재료로 주목받고 있다.The CoCrFeMnNi entropy alloy reported in Science magazine in 2014 exhibits fracture toughness of 200 MPa · m 0.5 , which is close to three times that of titanium alloys. It is a next-generation extreme environment material that can replace existing structural alloys. It is attracting attention.

고엔트로피 합금의 응용성을 더욱 확대시키기 위해 강화재 첨가를 통한 기계적 물성 향상에 관한 연구가 요구되고 있다. 이를 위해 기존 금속기지에 응용되는 산화물류, 탄화물류를 강화재로 응용한 복합재료 관련 연구가 진행되고 있다. 강화재의 균일한 분산 및 결정구조 미세화를 위해 분말야금 공정을 이용한 연구결과가 보고되고 있으며 분말야금 공정에서는 유성밀 등을 비롯한 고에너지 밀링 공정이 주로 이용된다. In order to further increase the applicability of high entropy alloys, research on improvement of mechanical properties through addition of reinforcement materials is required. For this purpose, researches are being conducted on composite materials using oxidized materials and carbonized materials used as reinforcements in existing metal bases. In order to uniformly disperse the reinforcement material and refine the crystal structure, research results using powder metallurgy process have been reported. In powder metallurgy process, high energy milling process including oil mill is mainly used.

연성이 강한 FCC계 고엔트로피 합금을 이용한 고에너지 밀링 공정의 경우 밀링 과정에서 볼과 용기에 냉간 압접 (cold welding)이 일어나 분말의 수율이 떨어지고 볼에 의한 오염을 야기할 수 있다. In the case of high energy milling process using FCC - based entropy alloy with high ductility, cold welding occurs on balls and containers during milling process, resulting in low yield of powder and contamination by balls.

강화재가 첨가된 복합 고엔트로피 합금의 경우 강화재가 냉간 압접을 야기시키는 반응점이 되기 쉽고, 냉간 압접에 의한 심각한 수율 저하를 불러오고 있다. 분말야금 공정을 이용한 복합 고엔트로피 합금의 냉간 압접 현상을 저하시키기 위한 새로운 기술이 필요한 실정이다.In the case of a composite entropy alloy to which a reinforcing material is added, the reinforcing material tends to be a reaction point causing cold-pressing, and serious yield deterioration is caused by cold-pressing. A new technique is needed to reduce the cold pressing phenomenon of the composite high entropy alloy using the powder metallurgy process.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 합금의 내열성과 기계적 물성을 향상시킴과 동시에 냉간 압접 현상을 저하시켜 수율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고엔트로피 합금기지 복합소재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a high entropy alloy matrix composite material capable of improving the heat resistance and mechanical properties of an alloy and lowering the cold- will be.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 하나의 양상은, Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 4종 이상의 기지 원소; 및 체심입방계 형성 합금 원소; 를 포함하는, 고엔트로피 합금기지 복합소재에 관한 것이다. One aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a base material comprising at least four base elements selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf, ; And sintering additive element; To a high entropy alloy matrix composite material.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재는, 강화재를 더 포함하고, 상기 강화재는, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B 중 적어도 하나 이상을 포함하는 금속 산화물, 금속 규화물, 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 붕화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the high entropy alloy matrix composite material further comprises a reinforcement material, wherein the reinforcement material is at least one of Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Metal silicide, metal carbide, metal nitride and metal boride containing at least one of Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, Or more species.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 강화재는, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재에 대해 0.01 부피% 내지 50 부피%로 포함될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the reinforcing material may be contained in an amount of 0.01 to 50 volume% with respect to the high entropy alloy matrix composite material.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 체심입방계 형성 합금 원소는, VEC(valence electron concentration) 값이 7 이하일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the value of the VEC (valence electron concentration) may be 7 or less.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 체심입방계 형성 합금 원소는, 상기 기지 원소와 상이하며, Al, Cr, Mn, Mo, Nb, Ta, Ti, V 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sintering filler metal forming alloy element is different from the base element and includes at least one element selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Mo, Nb, Ta, Ti, . ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 체심입방계 형성 합금 원소는, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재에 대해 0.01 몰% 내지 90 몰%로 포함될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sintered body forming alloy element may be contained in an amount of 0.01 mol% to 90 mol% with respect to the high entropy alloy matrix composite material.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재의 VEC(valence electron concentration)는 10 이하일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the VEC (valence electron concentration) of the high entropy alloy matrix composite material may be 10 or less.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재는, 석출상을 더 포함하고, 상기 석출상은, Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B 중 적어도 하나 이상을 포함하는 금속 산화물, 금속 규화물, 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 붕화물 및 금속간화합물; 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the high entropy alloy matrix composite material further includes a precipitate phase, and the precipitate phase is at least one of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, A metal oxide including at least one of Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, , Metal silicides, metal carbides, metal nitrides, metal borides and intermetallic compounds; And at least one selected from the group consisting of

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 석출상은, Ni3Nb, TiC, MoC, CrC, Cr23C6, Mo23C6, W23C6, Co23C6, Fe23C6, Mo6C, W6C, Co6C, Ni6C, Ni3Al, Ni3Ti, TiAl 및 CraMobNic(a, b 및 c는 유리수이다)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the precipitated phase may be at least one selected from the group consisting of Ni 3 Nb, TiC, MoC, CrC, Cr 23 C 6 , Mo 23 C 6 , W 23 C 6 , Co 23 C 6 , Fe 23 C 6 , Mo 6 c, W 6 c, Co 6 c, Ni 6 c, Ni 3 Al, Ni 3 Ti, TiAl and Cr a Mo b Ni c comprises at least one selected from the group consisting of (a, b, and c is a rational number) can do.

본 발명의 다른 양상은, Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf 및 Al 로 이루어진 군에서 선택되는 4종 이상의 기지 원소; 및 체심입방계 형성 합금 원소;를 혼합하는 혼합분말을 준비하는 단계; 상기 혼합분말을 기계적 합금화하는 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계; 및 상기 기계적 합금화 분말을 고온 소결하는 단계; 를 포함하고, 상기 기계적 합금화 분말 형성 단계는, 체심입방계 형성 합금 원소가 상기 기지 원소의 적어도 일부와 결합하는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: at least four base elements selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf and Al; And a sintering intermetallization forming alloy element; Forming a mechanical alloying powder that mechanically alloys the mixed powder; And high-temperature sintering the mechanical alloying powder; Wherein the mechanical alloying powder forming step is a method of manufacturing a high entropy alloy matrix composite material, wherein the sintering intermetallization forming alloy element bonds with at least a part of the base element.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계는, 고에너지 볼 밀링 장치를 이용하여 수행되고, 50 % 이상의 수율로 고엔트로피 합금기지 복합소재를 획득할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of forming the mechanical alloying powder is performed using a high energy ball milling apparatus, and a high entropy alloy matrix composite material can be obtained at a yield of 50% or more.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 혼합분말을 준비하는 단계는, 강화재, 석출상 형성 원소 또는 이 둘을 더 첨가할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the mixed powder may further comprise a reinforcement material, a precipitate forming element, or both.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 혼합분말을 준비하는 단계 또는 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계 이후에 석출상 형성 원소를 첨가하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 석출상 형성 원소는, Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a metal alloy, comprising the steps of preparing the mixed powder or forming a mechanical alloying powder, Wherein the precipitation phase forming element is at least one element selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, And at least one selected from the group consisting of Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La,

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 기계적 합금화 분말을 고온 소결하는 단계 이후에 300 ℃ 내지 1500 ℃에서 열처리하여 석출상을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the method may further include a step of subjecting the mechanical alloying powder to high temperature sintering followed by heat treatment at 300 ° C to 1500 ° C to form a precipitate phase.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 기계적 합금화 분말을 고온 소결하는 단계는, 상기 기계적 합금화 분말의 녹는점의 50 % 내지 99 %의 온도에서 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the high-temperature sintering of the mechanical alloying powder may be performed at a temperature of 50% to 99% of the melting point of the mechanical alloying powder.

본 발명은, 고엔트로피 합금기지에 체심입방(BCC)계 형성 합금 원소를 첨가하여 냉간압접의 발생을 낮추어 고엔트로피 합금기지 복합소재의 합성 수율을 높이고, 기계적 물성이 향상된 고엔트로피 합금기지 복합소재를 제공할 수 있다. The present invention relates to a high entropy alloy base compound material having improved mechanical properties by adding a body-centered cubic (BCC) -forming alloy element to a high entropy alloy base to lower the occurrence of cold- .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 따라 제조된 고엔트로피 합금기지 복합소재의 분말의 수율을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고엔트로피 합금기지 복합소재의 XRD(X-ray diffraction) 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에 따라 제조된 고엔트로피 합금기지 복합소재의 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 따라 제조된 고엔트로피 합금기지 복합소재의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 고엔트로피 합금기지 복합소재의 압축강도를 나타낸 그래프이다.
1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a high entropy alloy matrix composite material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows the yields of powders of the entropy alloy base composite material prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.
3 is an X-ray diffraction (XRD) graph of a hyper-entropy alloy matrix composite material produced according to Examples 1 to 3 of the present invention.
4 is a scanning electron microscope (SEM) image of a high entropy alloy matrix composite fabricated according to Example 1 and Example 2 of the present invention.
5 is a graph showing the hardness of the entropy alloy base composite material produced according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the compressive strength of a high entropy alloy matrix composite material manufactured according to Example 1 of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

본 발명은, 고엔트로피 합금기지 복합소재에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 고엔트로피 합금기지 복합소재는, 면심입방 (FCC)구조를 가진 기지 고엔트로피 합금기지에 체심입방 (BCC) 형성 합금 원소를 첨가하여, 분말의 취성을 소량 증가시켜 냉간 압접 현상을 방지하고, 기계적 합금화 과정에서 합금 분말의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한

Figure 112017027821596-pat00001
' 상 및 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물 및 규화물 형성을 비롯한 석출상 형성에 의해서 합금의 기계적 물성과 고온 안정성을 동시에 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a high entropy alloy matrix composite material, wherein the high entropy alloy matrix composite material of the present invention according to an embodiment of the present invention has a body centered cubic (FCC) (BCC) forming alloying element is added to increase the brittleness of the powder by a small amount to prevent the cold pressing phenomenon and to improve the yield of the alloy powder in the mechanical alloying process. Also
Figure 112017027821596-pat00001
The mechanical properties and high temperature stability of the alloy can be improved at the same time by forming a precipitate phase including phases and oxides, carbides, nitrides, borides and silicides.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재는, 기지 원소; 및 체심입방계 형성 합금 원소;를 포함하고, 강화재 및/또는 석출상을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the high entropy alloy matrix composite material includes a base element; And a sintering intermetallization forming alloy element, and may further comprise a reinforcement material and / or a precipitate phase.

본 발명의 일 예로, 상기 기지 원소는 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재의 기지 고엔트로피 합금을 형성하는 것이며, 바람직하게는 면심입방 구조 (FCC)의 합금을 형성하는 원소이다. 예를 들어, 상기 기지 원소는, 면심입방계 구조를 형성하는 원소라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 상기 기지 원소는, Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf 및 Al로 이루어진 군에서 선택된 4종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 CoCrFeNi, CoCrFeMn, CoCrFeCu, CoCrFeMo, 및 CoCrFeV, CoCrFeNb, CuCrFeNi 및 CoCrCuNi 중 어느 하나인 4원계 합금; CoCrFeNiMn, CoCrFeNiCu, CoCrFeNiMn, CoCrFeNiMo, CoCrFeNiV, CuCrFeNiMn, CoCrCuFeNi 및 CoCrFeNiNb 중 어느 하나인 5원계 합금; 및 CoCrFeNiMnMo, CoCrFeNiMnCu, CoCrFeNiMnV 및 CoCrFeNiMnNb 중 어느 하나인 6원계 합금; 일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the base element forms a base high entropy alloy of the high entropy alloy matrix composite material, and is preferably an element forming an alloy of a face centered cubic structure (FCC). For example, the base element can be used without limitation as long as it is an element that forms a surface-to-be-coupled structure. For example, the base element may be any one of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, And at least one selected from the group consisting of Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf and Al and preferably at least one selected from the group consisting of CoCrFeNi, CoCrFeMn, CoCrFeCu, CoCrFeMo and CoCrFeV, CoCrFeNb, CuCrFeNi and CoCrCuNi Quaternary alloys; A quaternary alloy of any one of CoCrFeNiMn, CoCrFeNiCu, CoCrFeNiMn, CoCrFeNiMo, CoCrFeNiV, CuCrFeNiMn, CoCrCuFeNi and CoCrFeNiNb; And a hexagonal system alloy of any one of CoCrFeNiMnMo, CoCrFeNiMnCu, CoCrFeNiMnV and CoCrFeNiMnNb; Lt; / RTI >

예를 들어, 상기 기지 원소는, 각각 상기 기지 고엔트로피 합금에 대해 5 몰% 내지 35 몰%로 포함될 수 있다. For example, the base elements may be included in an amount of 5 mol% to 35 mol% with respect to the base high entropy alloy, respectively.

본 발명의 일 예로, 상기 체심입방계 형성 합금 원소는, 냉간 압접과 기계적 물성을 향상시키는 것으로, 예를 들어, 합금기지, 예를 들어, 합금 평균 VEC(valence electron concentration)가 8 이상인 FCC 상 합금기지에 합금 평균 VEC를 8 이하로 낮출 수 있는 체심입방계 형성 합금 원소를 첨가하여 기계적 합금화 과정에서 냉간 압접을 방지하고, 합금 분말의 수율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 냉간 압접에 따른 볼에 의한 오염도를 방지할 뿐만 아니라, 합금의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. For example, an alloy base, for example, an alloy having an average VEC (valence electron concentration) of 8 or more may be used as the FCC phase alloy It is possible to prevent the cold-press-contact in the mechanical alloying process and to improve the yield of the alloy powder remarkably by adding the sintering additive-forming alloying element capable of lowering the alloy average VEC to 8 or less. In addition, it is possible not only to prevent contamination by the balls due to cold pressing, but also to improve the mechanical properties of the alloy.

예를 들어, 상기 체심입방계 형성 합금 원소는, 고엔트로피 합금의 평균 VEC를 낮출 수 있는 원소이며, 바람직하게는 VEC값이 7 이하; 더 바람직하게는 6.8 이하; 더욱더 바람직하게는 5 이하의 원소를 포함할 수 있으며, Al, Cr, Mn, Mo, Nb, Ta, Ti, V 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 체심입방계 형성 합금 원소는, 상기 기지원소와 상이하고, 상기 VEC는, 원자가전자와 d-오비탈에 포함하고 있는 원자의 수를 합한 값을 의미하고, 2011년 Journal of Applied Physics 지에 Guo 등이 게재한 논문에 따라 고엔트로피 합금은 구성 원소의 VEC에 의해 FCC 및 BCC 상 등을 결정할 수 있다. For example, the shed-insulator-forming alloying element is an element capable of lowering the average VEC of the high-entropy alloy, and preferably has a VEC value of 7 or less; More preferably not more than 6.8; And more preferably at most 5 elements and may include at least one element selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Mo, Nb, Ta, Ti, V and W. The VEC is a value obtained by adding the valence electrons and the number of atoms contained in the d-orbital. In the 2011 Journal of Applied Physics, Guo et al. According to the published articles, the entropy alloy can determine the FCC and BCC phases by VEC of constituent elements.

예를 들어, 상기 체심입방계 형성 합금 원소는, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재에 대해 0.01 몰% 내지 90 몰%; 0.1 몰% 내지 60 몰%; 0.1 몰% 내지 30 몰%; 0.1 몰% 내지 20 몰%; 또는 0.1 몰% 내지 5 몰%로 포함될 수 있으며, 상기 체심입방계 형성 합금 원소의 함량이 상기 범위 내에 포함되면, 기계적 합금화 과정에서 냉간 압접을 방지하고 기계적 물성이 우수한 금속복합소재를 제공할 수 있다.For example, the sintering filler metal forming alloy element may be added in an amount of 0.01 mol% to 90 mol% with respect to the high entropy alloy matrix composite material; 0.1 mol% to 60 mol%; 0.1 to 30 mol%; 0.1 mol% to 20 mol%; Or from 0.1 mol% to 5 mol%. When the content of the sintering initiator forming alloying element is within the above range, it is possible to provide a metal composite material which is excellent in mechanical properties while preventing cold pressing in the mechanical alloying process .

본 발명의 일 예로, 상기 강화재는, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 강도를 향상시키는 것으로, 상기 강화재는, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B 중 적어도 하나를 포함하는 금속 산화물, 금속 규화물, 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 붕화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The reinforcing material may be one selected from the group consisting of Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn At least one selected from the group consisting of metal oxides, metal silicides, metal carbides, metal nitrides and metal borides including at least one of W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, . ≪ / RTI >

예를 들어, 상기 금속 산화물은, Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, Ta2O5, MgO, BeO, BaTiO3, ZnO, BaO, CrO2, Y2O3, SnO2, WO2, W2O3, 및 WO3으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 상기 금속 탄화물은, SiC, TiC, ZrC, HfC, VC, NbC, TaC, Mo2C 및 WC로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 금속 질화물은, TiN, ZrN, HfN, VN, NbN, TaN, AlN, AlON, 및 Si3N4으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 상기 금속 붕화물은, TiB2, ZrB2, HfB2, VB2, NbB2, TaB2, WB2, MoB2, B4C 및 LaB6으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.For example, the metal oxide may be selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , MgO, BeO, BaTiO 3 , ZnO, BaO, CrO 2 , Y 2 O 3 , SnO 2 , WO to 2, W 2 O 3, and WO 3 may include at least one selected from the group consisting of the metal carbide, SiC, TiC, ZrC, HfC, VC, NbC, TaC, Mo 2 C and WC It may include at least one selected from the group consisting of the metal nitride, include TiN, ZrN, HfN, VN, NbN, TaN, AlN, AlON, and at least one member selected from the group consisting of Si 3 N 4 And the metal boride includes at least one selected from the group consisting of TiB 2 , ZrB 2 , HfB 2 , VB 2 , NbB 2 , TaB 2 , WB 2 , MoB 2 , B 4 C and LaB 6 .

예를 들어, 상기 강화재는, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재에 대해 0.01 부피% 내지 50 부피%; 바람직하게는 0.05 부피% 내지 10 부피%로 포함될 수 있다. 상기 강화재의 함량이 상기 범위 내에 포함되면, 합금기지 내에 분산이 잘 이루어지고, 금속복합소재의 강도를 향상시킬 수 있다.For example, the reinforcement may be present in an amount ranging from 0.01% by volume to 50% by volume of the high entropy alloy matrix composite material; And preferably from 0.05% by volume to 10% by volume. When the content of the reinforcement is within the above range, the alloy is well dispersed in the base and the strength of the metal composite can be improved.

본 발명의 일 예로, 상기 석출상(Precipitation phase)은, 금속복합소재의 고온 물성을 향상시켜 고온용 소재로 적용가능한 고엔트로피 합금기지 복합소재를 형성할 수 있다. 상기 석출상은, 기지원소; 체심입방계 형성 합금 원소; 및 추가된 석출상 형성 원소 또는 재료; 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상에 의해 형성되며, 예를 들어, 상기 석출상은

Figure 112017027821596-pat00002
'상; 및 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 규화물 및 금속간화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the precipitation phase improves the high-temperature properties of the metal composite material to form a high entropy alloy matrix composite material applicable as a material for high temperature. The precipitated phase may include a base element; Alloying Element for In - situ Filling System; And added precipitate forming elements or materials; And the like. For example, the precipitate phase is formed by at least one selected from the group consisting of
Figure 112017027821596-pat00002
'Prize; And at least one selected from the group consisting of oxides, carbides, nitrides, borides, silicides and intermetallic compounds.

예를 들어, 상기

Figure 112017027821596-pat00003
'상은 기지 고엔트로피 합금 내에 분산된 기지원소, 체심입방계 형성 합금 원소 및 석출상 형성 원소에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 원소들로 이루어진 결정상이며, 예를 들어, Ni3Al, Ni3Ti 및 TiAl 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example,
Figure 112017027821596-pat00003
'Phase is a crystalline phase consisting of one or more elements selected from the base element, the sintering transition element forming alloy and the precipitation forming element dispersed in the matrix and entropy alloy, for example Ni 3 Al, Ni 3 Ti and TiAl, and the like.

예를 들어, 상기 석출상 중 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 규화물 및 금속간화합물은, Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La 및 B 중 적어도 하나 이상을 포함하는 금속 산화물, 금속 규화물, 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 붕화물 및 금속간화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.For example, oxides, carbides, nitrides, borides, silicides and intermetallic compounds in the precipitation phase are preferably selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, A metal oxide, a metal silicide, a metal carbide, and a metal oxide including at least one of Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, , Metal nitrides and metal borides, and intermetallic compounds.

예를 들어, 상기 금속 탄화물은, TiC, MoC, CrC, Cr23C6, Mo23C6, W23C6, Co23C6, Fe23C6, Mo6C, W6C, Co6C, Ni6C 등일 수 있다.For example, the metal carbide, TiC, MoC, CrC, Cr 23 C 6, Mo 23 C 6, W 23 C 6, Co 23 C 6, Fe 23 C 6, Mo 6 C, W 6 C, Co 6 C, Ni 6 C, and the like.

예를 들어, 상기 금속간화합물은, 2원계 이상의 금속간화합물이며, M1aM2b 및 M1aM2bM3c(여기서, M1 내지 M3는 Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B 중에서 선택되고, a, b 및 c는 서로 동일하거나 또는 상이한 유리수이며, 100 이하의 유리수일 수 있다.). 구체적으로, M1aM2b는, Ni3Nb, Ni3Al, Ni3Ti, TiAl 등이며, M1aM2bM3c는, CraMobNic 등의 CrMoNi계 화합물일 수 있다. For example, the intermetallic compound is a binary or higher intermetallic compound, and M1 a M2 b And M1 a M2 b M3 c wherein M1 to M3 are at least one element selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Wherein a, b and c are the same or different ratios, and the ratios of the ratios of the ratios of ruthenium, tin, have.). Specifically, M1 a M2 b is Ni 3 Nb, Ni 3 Al, Ni 3 Ti, TiAl, and the like, and M1 a M2 b M3 c may be a CrMoNi compound such as Cr a Mo b Ni c .

예를 들어, 상기 석출상은, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 합금화 과정에서 기지원소, 체심입방계원소 또는 이둘에 의해 형성되거나 및/또는 기계적 합금화 분말의 형성 전 또는 후에 석출상 형성 원소의 첨가에 의해 형성될 수 있다. 또는, 기계적 합금화 분말의 소결 및/또는 소결 이후에 열처리에 의해서 형성될 수 있다.For example, the precipitation phase may be formed by the base element, the sintered element, or both in the alloying process of the entanglement alloy matrix composite material and / or by the addition of the element for precipitation formation before or after the formation of the mechanical alloying powder . Or by heat treatment after sintering and / or sintering of the mechanical alloying powder.

예를 들어, 상기 석출상 형성 원소는, 기지원소와 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 구체적으로, Co, Cr, Fe, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ni, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 기지 원소; 및/또는 상기 체심입방계 형성 합금 원소에 대해 0 몰% 초과 및 300 몰% 이하; 바람직하게는 1 몰% 내지 100 몰%로 포함될 수 있다.For example, the precipitation phase forming element may be the same as or different from the base element, and specifically, Co, Cr, Fe, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ni, Al, Si, Ti, Zr And at least one selected from the group consisting of Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, , The base element; And / or more than 0 mol% and not more than 300 mol% with respect to the sintered element forming alloy element; And preferably from 1 mol% to 100 mol%.

본 발명의 일 예로, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 평균 VEC는, 10 이하; 바람직하게는 5 내지 8; 더 바람직하게는 6 내지 7.5일 수 있으며, 이는 상기 기지 합금 원소가 FCC 구조를 형성하므로, 기지 합금 원소에 비하여 VEC가 낮은 체심입방계 형성 합금 원소를 투입하여 합금의 평균 VEC를 낮추어 BCC 구조 및 FCC 구조를 동시에 포함하는 합금이 형성될 수 있다. 예를 들어, 복합소재의 평균 VEC를 낮추어 기계적 합금화 과정에서 상기 기지 합금 원소들 간의 냉간 압접 등을 방지할 수 있다.As an example of the present invention, the average VEC of the entantopy alloy base composite material is 10 or less; Preferably 5 to 8; And more preferably from 6 to 7.5 since the base alloy element forms the FCC structure, so that the average VEC of the alloy is lowered by injecting the element having a lower VEC than that of the base alloy element, so that the BCC structure and the FCC Structure can be formed at the same time. For example, by lowering the average VEC of the composite material, it is possible to prevent cold welding or the like between the base alloying elements during the mechanical alloying process.

본 발명은, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제조방법은, 기지 원소에 체심입방계 형성 합금 원소를 투입하거나 및/또는 강화재 구성 원소를 더 투입하여 고엔트로피 합금기지 복합소재의 합금 수율과 기계적 강도를 개선시키고 석출상을 더 형성시켜 고엔트로피 합금기지 복합소재의 고온 특성을 향시킬 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a high entropy alloy matrix composite material, wherein the manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing a high entropy alloy matrix composite material, It is possible to improve the alloy yield and mechanical strength of the entropy alloy base composite material and to further form the precipitation phase, thereby improving the high temperature characteristics of the entanglement alloy base composite material.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 도 1을 참조하며, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것이다. 상기 도 1에서 상기 제조방법은, 혼합분말을 준비하는 단계(110); 합금화 분말을 형성하는 단계(120); 및 고온 소결하는 단계(130);를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the manufacturing method refers to FIG. 1, wherein FIG. 1 illustrates an exemplary flow chart of a method of manufacturing a high entropy alloy matrix composite material of the present invention, according to an embodiment of the present invention . 1, the manufacturing method includes: preparing (110) a mixed powder; Forming an alloyed powder (120); And a high-temperature sintering step (130).

본 발명의 일 예로, 혼합분말을 준비하는 단계(110)는, 기지 원소; 및 체심입방계 형성 합금 원소;를 혼합하는 혼합분말을 준비하는 단계이며, 상기 각 원소는 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재에서 언급한 바와 같다. 혼합분말을 준비하는 단계(110)는, 본 발명의 기술 분야에서 이용되는 분말 혼합 방법을 이용할 수 있으며, 본 명세서에는 구체적으로 언급하지 않는다.In one embodiment of the present invention, the step (110) of preparing a mixed powder comprises: And a sintering intermetallization-forming alloy element; and each of the elements is as described in the above-mentioned entropy alloy base composite material. The step 110 of preparing the mixed powder may utilize the powder mixing method used in the technical field of the present invention and is not specifically mentioned in this specification.

본 발명의 일 예로, 합금화 분말을 형성하는 단계(120)는, 상기 혼합분말을 기계적 합금화하는 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계이다. 합금화 분말을 형성하는 단계(120)는, 체심입방계 형성 합금 원소의 첨가에 의해서 기계적 합금화 과정에서 분말들의 냉간 압접 등과 같은 현상을 방지하여 합금의 수율을 향상시킬 수 있고, 볼밀에 의한 오염을 방지하여 합금 내에 불순물의 유입을 방지할 수 있다.In one embodiment of the present invention, forming alloyed powder 120 is a step of forming a mechanical alloyed powder that mechanically alloys the mixed powder. The step (120) of forming the alloying powder may improve the yield of the alloy by preventing the phenomenon such as cold pressing of the powders during the mechanical alloying process by adding the element for forming the sintering filler metal, and prevent the contamination by the ball mill So that the inflow of impurities into the alloy can be prevented.

예를 들어, 합금화 분말을 형성하는 단계(120)는, 체심입방계 형성 합금 원소가 기지 원소의 적어도 일부와 결합하여, 상기 체심입방계 형성 합금 원소가 합금기지 내에 분산될 수 있다. 또는, 체심입방계 형성 합금 원소가, 상기 기지 원소의 적어도 일부와 결합하여 체심입방계 합금을 더 형성하고, 합금기지 내에 상기 체심입방계 합금이 더 분산될 수 있다.For example, in the step 120 of forming an alloyed powder, the sintering filler metal forming alloy element may be combined with at least a part of the base element so that the sintering filler metal forming alloy element may be dispersed in the alloy base. Alternatively, the sintering intermetallization forming alloy element may be combined with at least a part of the base element to further form a sintering intermetallic alloy, and the sintering intermetallic alloy may be further dispersed in the alloy matrix.

예를 들어, 혼합분말을 준비하는 단계(110)는, 강화재 및/또는 강화재 구성 원소; 를 더 추가하여 혼합분말을 준비할 수 있으며, 상기 강화재는, 상기 언급한 바와 같다.For example, step 110 of preparing the mixed powder may comprise the steps of: providing a reinforcement material and / or reinforcement constituent; Can be further added to prepare a mixed powder, and the reinforcing material is as mentioned above.

예를 들어, 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계(120)는, 120 시간 이내; 1 시간 내지 120 시간; 또는 10 시간 내지 50 시간 동안 수행될 수 있다. For example, forming 120 a mechanical alloying powder may be performed within 120 hours; 1 hour to 120 hours; Or 10 hours to 50 hours.

예를 들어, 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계(120)는, 50 % 이상; 60 % 이상; 80 % 이상 또는 90 % 이상의 수율로 고엔트로피 합금기지 복합소재를 제공할 수 있다.For example, forming (120) a mechanical alloying powder may include forming at least 50%; 60% or more; It is possible to provide a high entropy alloy matrix composite material with a yield of 80% or more or 90% or more.

예를 들어, 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계(120)는, 고에너지 볼 밀링 장치를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 진동 밀, 유성 밀, 어트리션 밀 등을 이용할 수 있으며, 이에 제한하는 것은 아니다.For example, the step 120 of forming a mechanical alloying powder may utilize a high energy ball milling device, for example, a vibrating mill, a planetary mill, an induction mill, etc., no.

본 발명의 일 예로, 고온 소결하는 단계(130)는, 상기 기계적 합금화 분말을 고온 소결하는 단계이며, 기계적 합금화 분말을 소결하여 벌크(bulk) 소재로 형성할 수 있다. 예를 들어, 고온 소결하는 단계(130)는, 상압 소결법, 반응 소결법, 가압 소결법, 등압 소결법, 가스압 소결법, 분위기 가압 소결법, 또는 고온 가압 소결법 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the high-temperature sintering step 130 is a high-temperature sintering step of the mechanical alloying powder, and the mechanical alloying powder may be sintered to form a bulk material. For example, the high-temperature sintering step 130 may be performed by atmospheric pressure sintering, reactive sintering, pressure sintering, isostatic sintering, gas pressure sintering, atmospheric pressure sintering, or high-temperature sintering.

예를 들어, 고온 소결하는 단계(130)는, 기계적 합금화 분말의 녹는점의 50 % 내지 99 %; 50 % 내지 80 %; 60 % 내지 80 %; 70 % 내지 80 %; 50 % 내지 70 %; 60 % 내지 70 %; 또는 50 % 내지 60 %의 온도에서 소결할 수 있다.For example, the hot sintering step 130 may comprise 50% to 99% of the melting point of the mechanical alloying powder; 50% to 80%; 60% to 80%; 70% to 80%; 50% to 70%; 60% to 70%; Or at a temperature of 50% to 60%.

예를 들어, 고온 소결하는 단계(130)는, 공기, 질소, 탄소 및 붕소 중 적어도 하나 이상을 포함하는 분위기에서 60 시간 이하; 1분 내지 60 시간; 5분 내지 10 시간; 5분 내지 5 시간; 또는 5분 내지 1 시간 동안 소결할 수 있다.For example, the hot sintering step 130 may be performed in an atmosphere containing at least one of air, nitrogen, carbon, and boron for 60 hours or less; 1 minute to 60 hours; 5 minutes to 10 hours; 5 minutes to 5 hours; Or sintering for 5 minutes to 1 hour.

본 발명의 일 예로, 석출상 형성 원소를 첨가하는 단계(140)를 더 포함할 수 있으며, 석출상 형성원소를 첨가하는 단계(140)는, 혼합분말을 준비하는 단계(110) 또는 이후에 석출상 형성원소를 첨가하여 혼합하거나 및/또는 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계(120) 이후에 석출상 형성 원소를 첨가하여 기계적 합금화 분말과 혼합하고, 필요 시 기계적 합금화를 더 진행할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a step 140 of adding a precipitating phase forming element may be further included, and a step 140 of adding a precipitating phase forming element may include a step 110 of preparing a mixed powder, After the step 120 of adding and mixing the phase-forming elements and / or forming the mechanical alloying powder, the element for precipitation phase formation is added and mixed with the mechanical alloying powder, and further mechanical alloying can be carried out if necessary.

예를 들어, 석출상 형성 원소를 첨가하는 단계(140)는, 상기 기지 원소; 및/또는 상기 체심입방계 형성 합금 원소;에 대해 0 몰% 초과 및 300 몰% 이하; 바람직하게는 1 몰% 내지 100 몰%로 석출상 형성 원소를 첨가할 수 있다.For example, the step 140 of adding a precipitated phase forming element may include adding the base element; And / or greater than 0 mol% and not more than 300 mol% with respect to the sintered element forming alloy element; Preferably from 1 mol% to 100 mol%, of the precipitated phase forming element.

본 발명의 일 예로, 본 발명의 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법은, 석출상을 형성하는 단계(150)를 더 포함할 수 있으며, 석출상을 형성하는 단계(150)는, 고온 소결하는 단계(130) 이후에 소결체를 열처리하여 석출상을 형성하는 단계이다. 예를 들어, 300 ℃ 내지 1500 ℃에서 60 시간 이하; 1분 내지 60 시간; 10분 내지 50 시간; 1 시간 내지 20 시간; 또는 1 시간 내지 10 시간 동안 열처리하여 석출상을 형성할 수 있다. 상기 열처리 온도 및 시간 범위 내에 포함되면 석출상의 형성이 잘 이루어지고, 합금소재의 고온 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 석출상을 형성하는 단계(150)는, 공기, 질소, 탄소 및 붕소 중 1종 이상을 포함하는 분위기에서 열처리될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method for producing a high entropy alloy matrix composite material may further include a step of forming a precipitate phase (150), wherein the step of forming a precipitate phase (150) After step 130, the sintered body is heat-treated to form a precipitate phase. For example, from 300 DEG C to 1500 DEG C for 60 hours or less; 1 minute to 60 hours; 10 minutes to 50 hours; 1 hour to 20 hours; Or for 1 hour to 10 hours to form a precipitate phase. When the temperature is within the range of the heat treatment temperature and time range, the precipitation phase is formed well and the high temperature characteristics of the alloy material can be improved. For example, the step of forming a precipitate phase 150 may be heat treated in an atmosphere comprising at least one of air, nitrogen, carbon, and boron.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 제한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the appended claims, as well as the appended claims.

실시예 1Example 1

유성 밀 공정을 이용하여 24 시간 동안 기계적 합금화하여 3 부피% Y2O3첨가 Al0 . 3CoCrFeMnNi고엔트로피 합금 분말을 제조하였다. Al 원소가 BCC 형성 합금 원소로써 약 5.7 몰% 첨가되었다. 합금 분말의 수율은 도 2에 나타내었다. The alloy was mechanically alloyed for 24 hours using a planetary milling process and then added with 3 volume% Y 2 O 3 Al 0 . 3 CoCrFeMnNi high entropy alloy powders were prepared. About 5.7 mol% of Al element was added as a BCC forming alloy element. The yield of the alloy powder is shown in Fig.

다음으로, 방전 플라즈마 소결법을 통해 900 ℃에서 5분동안 소결을 진행하여 합금 소결체를 제조하였다. 소결 후 얻은 합금 소결체의 미세조직(주사전자현미경, scanning electron microscopy), 상 분석, 경도 및 압축강도를 측정하여 도 3 내지 6에 나타내었다.Next, sintering was performed at 900 ° C for 5 minutes by a discharge plasma sintering method to prepare an alloy sintered body. The microstructure (scanning electron microscopy, scanning electron microscopy), phase analysis, hardness and compressive strength of the obtained alloy sintered body after sintering were measured and shown in FIGS. 3 to 6.

실시예 2Example 2

유성 밀 공정을 이용하여 24시간 동안 기계적 합금화하여 5 부피% TiC 첨가 Al0 . 3CoCrFeMnNi고엔트로피 합금 분말을 제조하였다. Al 원소가 BCC 형성 합금 원소로써 약 5.7 몰% 첨가되었다. 합금 분말의 수율을 도 2에 나타내었다.The alloy was mechanically alloyed for 24 h using a planetary milling process to obtain a TiC doped Al 0 . 3 CoCrFeMnNi high entropy alloy powders were prepared. About 5.7 mol% of Al element was added as a BCC forming alloy element. The yield of the alloy powder is shown in Fig.

다음으로, 방전 플라즈마 소결법을 통해 900 ℃에서 5분동안 소결을 진행하여 합금 소결체를 제조하였다. 소결 후 얻은 합금 소결체의 미세조직(주사전자현미경, scanning electron microscopy), 상 분석 및 경도를 측정하여 도 3 내지 5에 나타내었다.Next, sintering was performed at 900 ° C for 5 minutes by a discharge plasma sintering method to prepare an alloy sintered body. The microstructure (scanning electron microscope, scanning electron microscopy), phase analysis and hardness of the sintered alloy obtained after sintering were measured and shown in Figs. 3 to 5.

실시예 3Example 3

유성 밀 공정을 이용하여 24시간 동안 기계적 합금화하여 Mo0 . 8CoCrFeMnNi고엔트로피 합금 분말을 제조하였다. Mo 원소가 BCC 형성 합금 원소로써 약 13.8 몰% 첨가되었다. 합금 분말의 수율을 도 2에 나타내었다.Mechanical alloying for 24 h using a planetary mill process was performed to obtain Mo 0 . 8 CoCrFeMnNi high entropy alloy powders were prepared. Mo element was added in an amount of about 13.8 mol% as a BCC forming alloy element. The yield of the alloy powder is shown in Fig.

다음으로, 방전 플라즈마 소결법을 통해 900 ℃에서 5분동안 소결을 진행하여 합금 소결체를 제조하였다. 소결 후 얻은 합금 소결체의 상 분석, 및 경도를 측정하여 도 3 및 도 5에 나타내었다.Next, sintering was performed at 900 ° C for 5 minutes by a discharge plasma sintering method to prepare an alloy sintered body. Phase analysis and hardness of the alloy sintered body obtained after sintering were measured and shown in FIG. 3 and FIG.

비교예 1Comparative Example 1

CoCrFeNiMn 고엔트로피 합금을 형성한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 합금 분말을 제조하고, 합금 분말의 수율은 도 2에 나타내었다. 다음으로, 방전 플라즈마 소결법을 통해 900 ℃에서 5분동안 소결을 진행하여 합금 소결체를 제조하였다. 소결 후 얻은 합금 소결체의 경도를 측정하여 도 5에 나타내었다. The alloy powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the CoCrFeNiMn high entropy alloy was formed, and the yield of the alloy powder was shown in Fig. Next, sintering was performed at 900 ° C for 5 minutes by a discharge plasma sintering method to prepare an alloy sintered body. The hardness of the alloy sintered body obtained by sintering was measured and shown in Fig.

비교예 2Comparative Example 2

3 부피% Y2O3첨가 CoCrFeNiMn 복합 고엔트로피 합금을 형성한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 합금 분말을 제조하고, 합금 분말의 수율은 도 2에 나타내었다. 다음으로, 방전 플라즈마 소결법을 통해 900 ℃에서 5분동안 소결을 진행하여 합금 소결체를 제조하였다. 소결 후 얻은 합금 소결체의 경도를 측정하여 도 5에 나타내었다. 3 volume% Y 2 O 3 added CoCrFeNiMn composite entropy alloy was formed in the same manner as in Example 1, and the yield of the alloy powder was shown in FIG. Next, sintering was performed at 900 ° C for 5 minutes by a discharge plasma sintering method to prepare an alloy sintered body. The hardness of the alloy sintered body obtained by sintering was measured and shown in Fig.

도 2를 살펴보면, 비교예 1의 BCC 합금 원소 Al을 첨가하지 않은 CoCrFeNiMn 고엔트로피 합금, 비교예 2의 3 부피% Y2O3첨가 CoCrFeNiMn 고엔트로피 합금의 경우 각각 17.6% 및 16.4%의 수율을 나타내지만, 실시예 1의 3 부피% Y2O3첨가 Al0 . 3CoCrFeMnNi고엔트로피 합금 분말의 경우 81.2%의 수율로 월등하게 높은 수율을 나타내고 있다. 이는, 대부분의 분말이 기계적 합금화 과정에서 냉간 압접으로 인해 볼과 용기에 엉겨붙어 합금 분말의 회수를 낮게 하지만, BCC 합금 원소 Al가 투입된 실시예 1의 3 부피% Y2O3첨가-Al0.3CoCrFeMnNi고엔트로피 합금 분말은, BCC 합금 원소 Al에 의해 분말의 취성을 향상시켜 냉간 압접을 저하시키고, 높은 수율로 합금 분말을 획득할 수 있다.2, the yields of 17.6% and 16.4% of the CoCrFeNiMn entropy alloy without the BCC alloy element Al of Comparative Example 1 and the CoCrFeNiMn entropy alloy with 3 volume% Y 2 O 3 of Comparative Example 2, respectively, 3 volume% Y 2 O 3 added in Example 1 Al 0 . 3 CoCrFeMnNi high entropy alloy powder showed a high yield of 81.2%. This is because most of the powders are entangled in balls and containers due to cold pressure welding in the mechanical alloying process to lower the recovery of the alloy powder, but the 3 volume% Y 2 O 3 added-Al 0.3 CoCrFeMnNi The entropy alloy powder can improve the brittleness of the powder by the BCC alloy element Al to lower the cold pressing and obtain the alloy powder with a high yield.

도 3을 살펴보면, 상기 합금 소결체의 상 분석을 나타낸 X-ray diffraction 그래프에서 실시예 3에 의해 제조된 소결체에서 Mo을 첨가하여 BCC상이 형성되었으며, Cr, Mo, Ni을 포함하는 석출물이 형성된 것을 확인할 수 있다.3, in the X-ray diffraction graph showing the phase analysis of the alloy sintered body, in the sintered body produced in Example 3, Mo was added to form a BCC phase, and it was confirmed that precipitates including Cr, Mo, and Ni were formed .

도 4를 살펴보면, 실시예 1 및 실시예 2의 합금 소결체의 미세조직을 나타낸 주사전자현미경 (scanning electron microscopy) 사진에서 강화재가 고르게 분산된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be confirmed that the reinforcement material is evenly dispersed in a scanning electron microscopic photograph showing the microstructure of the sintered alloys of Example 1 and Example 2. FIG.

도 5를 살펴보면, 비교예 1의 CoCrFeNiMn 합금 소결체 및 비교예 2의 3 부피% Y2O3첨가 CoCrFeNiMn 합금 소결체에 비하여 실시예 1의 3 부피% Y2O3첨가 Al0 . 3CoCrFeMnNi합금 소결체 및 실시예 2의 5 부피% TiC첨가 Al0.3CoCrFeMnNi합금 소결체의 경도가 향상된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 6을 살펴보면, 실시예 1의 3 부피% Y2O3첨가 Al0 . 3CoCrFeMnNi합금 소결체가 높은 압축 강도를 갖는 것을 확인할 수 있다. 이는, 고엔트로피 합금에 BCC 합금 원소 Al의 첨가에 의해 분말 수율을 향상시킬 뿐 아니라 BCC 합금 원소 Al와 강화재 첨가에 의해 기계적 물성 역시 상승시킬 수 있음을 보여준다.5, the sintered product of the CoCrFeNiMn alloy of Comparative Example 1 and the sintered product of the 3 volume% Y 2 O 3 -containing CoCrFeNiMn alloy of Comparative Example 2 had an Al 0 O 3 content of 3 volume% Y 2 O 3 of Example 1 . 3 CoCrFeMnNi alloy sintered body and the 5% by volume TiC-added Al 0.3 CoCrFeMnNi alloy sintered body of Example 2 were improved. Further, referring to FIG. 6, the 3 volume% Y 2 O 3 -added Al 0 . 3 CoCrFeMnNi alloy sintered body has high compressive strength. This shows that the addition of BCC alloying element Al to the entropy alloy improves the powder yield and can also increase the mechanical properties by adding the BCC alloy element Al and the reinforcement.

본 발명은, 체심입방계 형성 합금 원소 및 강화재를 투입하여 고엔트로피 합금기지 복합소재의 기계적 물성 및 내열성을 개선시키고, 기계적 합금화 과정에서 냉간 압접 등을 방지하여 합금 분말의 수율을 향상시킬 수 있다. The present invention can improve the mechanical properties and heat resistance of a high entropy alloy matrix composite material by injecting a sintering filler metal forming alloy element and a reinforcement material and improve the yield of the alloy powder by preventing cold pressing or the like during the mechanical alloying process.

Claims (14)

Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 4종 이상의 기지 원소; 및
Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B 중 적어도 하나를 포함하는 금속간화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 석출상; 을 포함하고,
금속 산화물, 금속 규화물, 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 붕화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 강화재를 더 포함하는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재.
At least four base elements selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf and Al; And
The method according to claim 1, wherein the metal element is selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, An intermetallic compound including at least one of Ta, Mo, W, Ta, La, and B; / RTI >
Wherein the reinforcing material further comprises at least one selected from the group consisting of metal oxides, metal silicides, metal carbides, metal nitrides and metal borides.
제1항에 있어서,
상기 강화재는, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재에 대해 0.01 부피% 내지 50 부피%로 포함되는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing material is contained in an amount of 0.01 to 50 volume% with respect to the high entropy alloy matrix composite material.
제1항에 있어서,
상기 석출상은, 체심입방계 형성 합금 원소를 포함하는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the precipitated phase comprises a sintering intermetallization forming alloy element.
제3항에 있어서,
상기 체심입방계 형성 합금 원소는, VEC(valence electron concentration) 값이 7 이하인 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재.
The method of claim 3,
Wherein the sintered insulator forming alloy element has a valence electron concentration (VEC) value of 7 or less.
제3항에 있어서,
상기 체심입방계 형성 합금 원소는, 상기 기지 원소와 상이하며, Al, Cr, Mn, Mo, Nb, Ta, Ti, V 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재.
The method of claim 3,
Wherein the sintering intermetallization forming alloy element is different from the base element and contains at least one element selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Mo, Nb, Ta, Ti, Base composite material.
제3항에 있어서,
상기 체심입방계 형성 합금 원소는, 상기 고엔트로피 합금기지 복합소재에 대해 0.01 몰% 내지 90 몰%로 포함되는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재.
The method of claim 3,
Wherein the sintering filler metal forming alloy element is contained in an amount of 0.01 mol% to 90 mol% with respect to the high entropy alloy matrix composite material.
제1항에 있어서,
상기 고엔트로피 합금기지 복합소재의 VEC(valence electron concentration)는 10 이하인 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the high entropy alloy matrix composite material has a valence electron concentration (VEC) of 10 or less.
삭제delete Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 4종 이상의 기지 원소; 및 석출상 형성 원소;를 혼합하는 혼합분말을 준비하는 단계;
상기 혼합분말을 기계적 합금화하는 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계; 및
상기 기계적 합금화 분말을 고온 소결하는 단계;
를 포함하고,
상기 기계적 합금화 분말 형성 단계는, 상기 석출상 형성 원소 중 체심입방계 형성 합금 원소가 상기 기지 원소의 적어도 일부와 결합하고,
상기 혼합분말을 준비하는 단계는, 강화재를 더 첨가하고,
상기 강화재는, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B 중 적어도 하나를 포함하는 금속 산화물, 금속 규화물, 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 붕화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법.
At least four base elements selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, W, Si, Hf and Al; And a precipitated phase forming element;
Forming a mechanical alloying powder that mechanically alloys the mixed powder; And
High-temperature sintering the mechanical alloying powder;
Lt; / RTI >
The mechanical alloying powder forming step may be such that the sintering additive forming alloy element among the precipitated phase forming elements binds to at least a part of the base element,
Wherein the step of preparing the mixed powder further comprises adding a reinforcement material,
The reinforcing material is at least one of Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, Wherein at least one selected from the group consisting of a metal oxide, a metal silicide, a metal carbide, a metal nitride, and a metal boride is contained.
제9항에 있어서,
상기 기계적 합금화 분말을 형성하는 단계는, 고에너지 볼 밀링 장치를 이용하여 수행되고, 50 % 이상의 수율로 고엔트로피 합금기지 복합소재를 획득하는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the step of forming the mechanical alloying powder is performed using a high energy ball milling apparatus and obtaining a high entropy alloy matrix composite material at a yield of at least 50%.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 석출상 형성 원소는, Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, Cr, Y, Sn, W, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La, 및 B으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The precipitation phase forming element may be at least one element selected from the group consisting of Co, Cr, Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Al, Si, Ti, Zr, Ta, Mg, Be, Ba, Zn, And at least one selected from the group consisting of Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Ta, La and B.
제9항에 있어서,
상기 기계적 합금화 분말을 고온 소결하는 단계 이후에 300 ℃ 내지 1500 ℃에서 열처리하여 석출상을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Further comprising a step of subjecting the mechanical alloying powder to high-temperature sintering, followed by heat treatment at 300 ° C to 1500 ° C to form a precipitate phase.
제9항에 있어서,
상기 기계적 합금화 분말을 고온 소결하는 단계는, 상기 기계적 합금화 분말의 녹는점의 50 % 내지 99 %의 온도에서 수행되는 것인, 고엔트로피 합금기지 복합소재의 제조방법.



10. The method of claim 9,
Wherein the high temperature sintering of the mechanical alloying powder is performed at a temperature of 50% to 99% of the melting point of the mechanical alloying powder.



KR1020170035200A 2016-05-02 2017-03-21 High- strength and heat-resisting high entropy alloy matrix composites and method of manufacturing the same KR101927611B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/495,411 US20170314097A1 (en) 2016-05-02 2017-04-24 High-strength and ultra heat-resistant high entropy alloy (hea) matrix composites and method of preparing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160053871 2016-05-02
KR20160053871 2016-05-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170124441A KR20170124441A (en) 2017-11-10
KR101927611B1 true KR101927611B1 (en) 2018-12-10

Family

ID=60386639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170035200A KR101927611B1 (en) 2016-05-02 2017-03-21 High- strength and heat-resisting high entropy alloy matrix composites and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101927611B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101955370B1 (en) 2017-10-20 2019-03-07 충남대학교산학협력단 CoCrFeMnNi Oxynitride High Entropy Alloy and Preparation Method for Thin Film thereof
KR20200066925A (en) * 2018-12-03 2020-06-11 포항공과대학교 산학협력단 High entropy alloy and manufacturing method of the same
KR102164211B1 (en) 2019-04-22 2020-10-12 한양대학교 에리카산학협력단 Manufacturing method of high enthropy alloy and high enthropy alloy manufactured therefrom
KR20210065221A (en) * 2019-11-26 2021-06-04 충남대학교산학협력단 Co-Ni-Cr-Fe HIGH ENTROPY ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
KR20220094046A (en) * 2020-12-28 2022-07-05 전남대학교산학협력단 Synthesis of high entropy alloy catalyst based on electrochemical method to improve electrochemical nitrogen reduction reaction and method of preparing the same
CN114804889A (en) * 2022-05-24 2022-07-29 深圳技术大学 Nano/micron structure transition metal boride high-entropy ceramic block material and preparation method thereof
KR20230029178A (en) 2021-08-24 2023-03-03 공주대학교 산학협력단 High- strength and heat-resisting hierarchical high entropy alloy and method of manufacturing the same

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101950236B1 (en) * 2017-09-11 2019-02-20 충남대학교산학협력단 Copper Based High Entropy Alloys, and Method for Manufacturing The Same
KR102096297B1 (en) * 2017-12-12 2020-04-03 한국생산기술연구원 High entropy alloy powder and method for manufacturing the same
KR102021972B1 (en) * 2018-01-15 2019-09-17 포항공과대학교 산학협력단 High entropy alloy and manufacturing method of the same
KR102070059B1 (en) * 2018-06-20 2020-03-02 충남대학교산학협력단 High entropy alloys with intermetallic compound precipitates for strengthening and method for manufacturing the same
WO2020013524A1 (en) * 2018-07-11 2020-01-16 Lg Electronics Inc. Lightweight medium-entropy alloys using spinodal decomposition
KR102150756B1 (en) * 2018-08-31 2020-09-02 한국과학기술원 High-strength and heat-resistant precipitates/dispersion strengthened high entropy super-alloys and method of manufacturing the same
US11807927B2 (en) 2018-10-22 2023-11-07 Wonjinmetal Co., Ltd. Complex copper alloy including high-entropy alloy and method of manufacturing same
KR102178332B1 (en) * 2018-10-24 2020-11-12 포항공과대학교 산학협력단 High-strength and high-toughness medium entropy alloy and manufacturing method for the same
KR102246423B1 (en) * 2018-12-06 2021-04-30 한국생산기술연구원 Manufacturing method of composite using three dimensional printing and articles manufactured by the method
CN110295347A (en) * 2019-06-14 2019-10-01 东莞职业技术学院 A method of using high-entropy alloy plated film on cutter
CN110219002B (en) * 2019-07-02 2021-07-13 爱柯迪股份有限公司 High-entropy alloy composite coating material for repairing die and die repairing method
CN111235565B (en) * 2020-01-11 2022-05-17 贵州大学 Mo-like high-entropy alloy and application method thereof as cutter coating material
CN114945696A (en) * 2020-01-16 2022-08-26 可隆工业株式会社 Composite material
US11512371B2 (en) * 2020-03-27 2022-11-29 Seoul National University R&Db Foundation BCC dual phase refractory superalloy with high phase stability and manufacturing method therefore
KR102302891B1 (en) * 2020-04-21 2021-09-17 한국생산기술연구원 Core-shell cocrfeniti-based high entropy alloy and method for manufacturing thesame
CN112958783B (en) * 2020-10-09 2022-08-12 山东大学 Laser melting deposition refractory high-entropy alloy micro-laminated composite material and preparation method and application thereof
CN112251749B (en) * 2020-10-23 2023-04-07 黑龙江科技大学 Method for preparing ceramic phase enhanced high-entropy alloy wear-resistant coating of directional array by plasma cladding
KR102422237B1 (en) * 2020-11-17 2022-07-19 한국과학기술원 Method of preparing coherent oxide dispersion strengthened high-entropy alloys and coherent oxide dispersion strengthened high-entropy alloys
KR102477415B1 (en) * 2021-01-14 2022-12-13 국방과학연구소 Multi-nano-phase separation-based high-entropy refractory metal-oxide composite and manufacturing method thereof
CN112962011B (en) * 2021-01-29 2022-01-25 佛山科学技术学院 High-entropy alloy for corrosion-resistant nuclear power and preparation method thereof
CN112981321B (en) * 2021-02-04 2022-08-30 中国科学院兰州化学物理研究所 Single-phase structure (CrZrVTiAl) N high-entropy ceramic coating and preparation method thereof
CN113045332B (en) * 2021-02-08 2022-05-31 中国科学院金属研究所 Ultrahigh-porosity high-entropy carbide ultrahigh-temperature ceramic and preparation method thereof
CN113149629B (en) * 2021-03-11 2022-08-09 中国科学院上海硅酸盐研究所 High-temperature-resistant transition metal high-entropy oxide wave-absorbing filler and preparation method thereof
CN113073323B (en) * 2021-03-16 2023-03-17 兰州荣博特数字智造科技有限公司 Al-Ni-Mo-Cu-Cr x Preparation method of-Fe (x =0,0.5,1.0,1.5, 2.0) high-entropy alloy coating
CN113308634A (en) * 2021-04-07 2021-08-27 浙江大学 Novel medium-entropy alloy material with strength-plasticity synergistic effect
CN113149646B (en) * 2021-04-22 2022-07-12 河南大学 High-entropy low-thermal-expansion ceramic material and sintering synthesis method thereof
CN113444955B (en) * 2021-06-01 2022-03-22 西安理工大学 High-entropy alloy containing eutectic structure and preparation method thereof
CN113549805A (en) * 2021-06-30 2021-10-26 哈尔滨工程大学 ZrTiNbAlTa low-neutron absorption cross-section refractory high-entropy alloy and preparation method thereof
CN113549804A (en) * 2021-06-30 2021-10-26 哈尔滨工程大学 Low-neutron-absorption ZrTiNbAlTa refractory casting high-entropy alloy and preparation method thereof
CN113481397B (en) * 2021-07-05 2022-03-22 中国科学院兰州化学物理研究所 Preparation method of multifunctional ocean engineering alloy
CN113621862B (en) * 2021-07-27 2022-07-22 江苏大学 High-hardness Al-Cr-Ti-V-Cu light high-entropy alloy and preparation method thereof
CN113913810B (en) * 2021-09-23 2023-08-01 山东科技大学 High-stability high-speed train brake disc coating and preparation method thereof
CN114164364B (en) * 2021-10-22 2022-05-27 河海大学 Magnesium-based composite material toughened and die-added by entropy alloy particles and preparation method thereof
CN115141984B (en) * 2021-11-23 2023-02-24 燕山大学 High-entropy austenitic stainless steel and preparation method thereof
CN114134384B (en) * 2021-12-01 2022-04-15 大连理工大学 Copper-containing antibacterial high-entropy alloy and preparation method thereof
CN114231818B (en) * 2021-12-21 2023-03-03 中国科学院江西稀土研究院 Light high-strength corrosion-resistant high-entropy alloy and preparation method thereof
CN114480940B (en) * 2021-12-29 2022-12-09 常州大学 L1 2 Nano precipitation strengthening multi-principal-element alloy and preparation method thereof
CN114315359B (en) * 2022-01-04 2022-09-06 哈尔滨工业大学 Method for preparing high-strength and high-toughness complex-phase high-entropy ceramic by using solid solution coupling method and application
CN114349005B (en) * 2022-01-14 2023-06-09 天津大学 Preparation method of high-entropy metal carbide ceramic powder
CN114472922B (en) * 2022-01-20 2022-08-30 暨南大学 Method for manufacturing copper-based monotectic high-entropy alloy through ultrahigh-speed laser-induction composite cladding and material increase
CN114606419A (en) * 2022-02-22 2022-06-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Refractory high-entropy alloy composite material and preparation method thereof
CN114799155A (en) * 2022-03-30 2022-07-29 河南科技大学 Preparation method of ceramic particle reinforced refractory high-entropy alloy
CN114855049B (en) * 2022-04-11 2023-03-07 北京科技大学 TaNbHfZrTi series refractory high-entropy alloy and preparation method and application thereof
CN114606425B (en) * 2022-04-11 2022-12-27 大连理工大学 Copper-silver-containing antibacterial high-entropy alloy, and preparation method and application thereof
CN114807720B (en) * 2022-04-18 2024-01-30 贵州大学 High-entropy alloy coating for repairing phosphoric acid reaction tank stirring paddle blade resistant to strong acid erosion and preparation method thereof
CN114855045B (en) * 2022-04-22 2023-04-07 中南大学 High-strength high-toughness high-density multi-component alloy and preparation method thereof
CN114734041A (en) * 2022-04-29 2022-07-12 上海交通大学 Light refractory high-entropy alloy powder material, preparation method and application thereof in additive manufacturing
CN114920546B (en) * 2022-05-06 2023-08-08 武汉理工大学 High-entropy ceramic coating and preparation method and application thereof
CN114855052A (en) * 2022-05-13 2022-08-05 赵克中 Molybdenum-titanium-based alloy material and preparation method thereof
CN114892117A (en) * 2022-05-26 2022-08-12 刘照松 TiC particle reinforced high-entropy alloy wear-resistant coating and preparation method thereof
CN115466921A (en) * 2022-06-10 2022-12-13 中国科学院兰州化学物理研究所 Preparation method of temperature-adaptive lubricating wear-resistant metal coating
CN115302124A (en) * 2022-06-30 2022-11-08 中国人民解放军陆军装甲兵学院 NiCrNbMoTa refractory high-entropy alloy and preparation method thereof
CN115433864B (en) * 2022-09-07 2023-02-28 哈尔滨工业大学 Hypoeutectic high-entropy alloy for friction material and preparation method thereof
CN115533116A (en) * 2022-09-19 2022-12-30 华东理工大学 Multicomponent alloy composite material and preparation method thereof
CN115595463B (en) * 2022-10-26 2023-07-18 山东大学 High-entropy hard alloy cutter material and preparation method and application thereof
CN115584425B (en) * 2022-11-10 2023-11-10 贵州大学 High-hardness high-wear-resistance high-entropy alloy coating and preparation method thereof
CN115821145B (en) * 2022-11-18 2023-11-28 华中科技大学 High-strength high-plasticity multiphase high-entropy alloy material and preparation method thereof
CN115925423B (en) * 2022-11-21 2023-07-18 中国科学院兰州化学物理研究所 High-performance single-phase self-lubricating high-entropy ceramic material and preparation method thereof
CN115874073A (en) * 2022-11-28 2023-03-31 先导薄膜材料(广东)有限公司 Smelting method of high-entropy alloy
CN116377404B (en) * 2022-12-06 2023-09-22 哈尔滨工业大学 Composite coating based on high-entropy alloy diffusion resistance on surface of cladding and preparation method thereof
CN115852361B (en) * 2022-12-07 2023-06-23 哈尔滨工业大学 Wear-resistant high-entropy alloy coating for material surface protection and preparation method thereof
CN115747606B (en) * 2022-12-20 2023-11-07 哈尔滨工业大学 Single-crystal high-entropy alloy NiCoCrFeTaAl and preparation method thereof
CN116283296A (en) * 2023-02-22 2023-06-23 广东工业大学 Silicon carbide-reinforced and toughened complex-phase ceramic of high-entropy carbide, and preparation method and application thereof
CN117070936B (en) * 2023-08-23 2024-03-26 安徽工业大学 Laser cladding in-situ particle reinforced copper-based wear-resistant medium-entropy alloy coating

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080031769A1 (en) 2006-07-28 2008-02-07 Jien-Wei Yeh High-temperature resistant alloy with low contents of cobalt and nickel
US20130108502A1 (en) 2011-10-27 2013-05-02 Ut-Battelle, Llc Multi-Component Solid Solution Alloys having High Mixing Entropy
KR101773298B1 (en) 2016-05-30 2017-08-30 서울대학교산학협력단 Body centered cubic high-entropy alloy foam and manufacturing method for the foam
KR101811278B1 (en) 2016-11-30 2017-12-22 충남대학교산학협력단 Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080031769A1 (en) 2006-07-28 2008-02-07 Jien-Wei Yeh High-temperature resistant alloy with low contents of cobalt and nickel
US20130108502A1 (en) 2011-10-27 2013-05-02 Ut-Battelle, Llc Multi-Component Solid Solution Alloys having High Mixing Entropy
KR101773298B1 (en) 2016-05-30 2017-08-30 서울대학교산학협력단 Body centered cubic high-entropy alloy foam and manufacturing method for the foam
KR101811278B1 (en) 2016-11-30 2017-12-22 충남대학교산학협력단 Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101955370B1 (en) 2017-10-20 2019-03-07 충남대학교산학협력단 CoCrFeMnNi Oxynitride High Entropy Alloy and Preparation Method for Thin Film thereof
KR20200066925A (en) * 2018-12-03 2020-06-11 포항공과대학교 산학협력단 High entropy alloy and manufacturing method of the same
KR102198924B1 (en) 2018-12-03 2021-01-05 포항공과대학교 산학협력단 High entropy alloy and manufacturing method of the same
KR102164211B1 (en) 2019-04-22 2020-10-12 한양대학교 에리카산학협력단 Manufacturing method of high enthropy alloy and high enthropy alloy manufactured therefrom
KR20210065221A (en) * 2019-11-26 2021-06-04 충남대학교산학협력단 Co-Ni-Cr-Fe HIGH ENTROPY ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
KR102301075B1 (en) 2019-11-26 2021-09-14 충남대학교산학협력단 Co-Ni-Cr-Fe HIGH ENTROPY ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
KR20220094046A (en) * 2020-12-28 2022-07-05 전남대학교산학협력단 Synthesis of high entropy alloy catalyst based on electrochemical method to improve electrochemical nitrogen reduction reaction and method of preparing the same
KR102557018B1 (en) 2020-12-28 2023-07-19 전남대학교산학협력단 Synthesis of high entropy alloy catalyst based on electrochemical method to improve electrochemical nitrogen reduction reaction and method of preparing the same
KR20230029178A (en) 2021-08-24 2023-03-03 공주대학교 산학협력단 High- strength and heat-resisting hierarchical high entropy alloy and method of manufacturing the same
CN114804889A (en) * 2022-05-24 2022-07-29 深圳技术大学 Nano/micron structure transition metal boride high-entropy ceramic block material and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170124441A (en) 2017-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101927611B1 (en) High- strength and heat-resisting high entropy alloy matrix composites and method of manufacturing the same
US20170314097A1 (en) High-strength and ultra heat-resistant high entropy alloy (hea) matrix composites and method of preparing the same
KR101966584B1 (en) In-situ strengthened high entropy powder, alloy thereof and method of manufacturing the same
US20200149144A1 (en) High Entropy Alloy Having Composite Microstructure and Method of Manufacturing the Same
KR102150756B1 (en) High-strength and heat-resistant precipitates/dispersion strengthened high entropy super-alloys and method of manufacturing the same
CN112725678B (en) Non-equal atomic ratio medium/high entropy alloy containing NiCoCr and preparation method thereof
US20190024198A1 (en) Precipitation Hardening High Entropy Alloy and Method of Manufacturing the Same
KR20170123968A (en) In-situ strengthened high entropy powder, alloy thereof and method of manufacturing the same
Li et al. Microstructure and properties of Ti (C, N)–TiB2–FeCoCrNiAl high-entropy alloys composite cermets
KR102070059B1 (en) High entropy alloys with intermetallic compound precipitates for strengthening and method for manufacturing the same
US20070189916A1 (en) Sputtering targets and methods for fabricating sputtering targets having multiple materials
US20060169369A1 (en) Ods molybdenum-silicon-boron alloy
US11492683B2 (en) Density-optimized molybdenum alloy
US5640666A (en) Composite silicide/silicon carbide mechanical alloy
US20040079191A1 (en) Hard alloy and W-based composite carbide powder used as starting material
Wang et al. The role of Cr addition on the processing and mechanical properties of high entropy carbides
CN113373366A (en) Multi-element refractory high-entropy alloy and preparation method thereof
US20120063943A1 (en) Metal composite powder, sintered body, and preparation method thereof
US5454999A (en) Composite silicide/silicon carbide mechanical alloy
JP6011946B2 (en) Nickel-based intermetallic compound composite sintered material and method for producing the same
CN112813330B (en) Multi-principal-element carbide dispersion type high-entropy alloy material and preparation method thereof
Najafizadeh et al. Microstructure and mechanical properties of a high-strength Ti-4Al-2Fe-3Cu alloy fabricated by sintering and hot extrusion
JP2004142993A (en) Hexagonal composite carbide, and production method therefor
US20180105901A1 (en) Method of making a molybdenum alloy having a high titanium content
CN113825855B (en) Nickel-based bulk metallic glass alloy containing a large amount of refractory metal and boron

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant