高熵合金涂层制备方法

当前广泛使用的主要是物理气相沉积法、电化学沉积法和喷涂技术三大体系。

物理气相沉积法主要包括溅射法、激光表面改性等，通过物理方法使原材料离解为气态的分子、原子、离子或等离子体，在外力作用下运动至基体材料上沉积为涂层。

1.溅射沉积

溅射沉积技术是最为常用的制备技术，包括磁控溅射、反应溅射和脉冲激光沉积技术，其中又以磁控溅射使用最普遍。

磁控溅射法可用于高熵合金涂层、高熵陶瓷涂层（碳化物、氮化物、氧化物等）和多层复合涂层的制备，工艺简单，沉积速度快，可重复性高，制得的涂层在纯度、致密性、均匀性等方面都极具优势

磁控溅射制备的涂层多呈现出柱状晶的单相固溶体或非晶结构，具有超高的强度与良好的耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性，在高温涂层和防腐涂层等应用中有着优异的表现。

2.激光表面改性

激光表面改性是利用大功率密度的激光束，以非接触性的加热方式注入能量，借助基材自身传导冷却凝固的表面处理技术，包括激光表面合金化、激光熔覆、激光淬火、激光冲击硬化等。其中，激光表面合金化与激光熔覆使用较为广泛。

激光熔覆区别于激光合金化，是将基体材料表面与预先涂覆在基材上的合金材料一起熔化后迅速凝固，在基体表面得到与涂层材料基本一致的稀释度极低的熔覆层。这种涂层膜基结合方式为冶金结合，有利于改善涂层的耐磨、耐氧化和耐腐蚀性能。

激光表面改性是一种用料少、能量密度高、灵活省时的制备技术，由于其超高的加热温度和较快的冷却速度，常常形成细小均匀的组织，甚至非晶和纳米晶结构。

3.电化学沉积

采用电化学沉积技术制备的高熵合金涂层多为非晶结构，但涂层厚度大、力学性能好，具有较大的应用潜力。

4.喷涂技术

高熵合金涂层通过喷涂技术获得。常用的喷涂技术主要包括热喷涂、等离子喷涂和冷喷涂3种工艺技术。

采用热喷涂技术制备的NixCo0.6Fe0.2CrySizAlTi0.2高熵合金涂层经过热处理（1100℃/10h）后，组织中含有大量的纳米尺寸析出物和位错，硬度显著提高，且具有优异的抗粗化性能。

等离子喷涂是利用等离子体的高温熔化热喷涂材料，能够喷涂的材料从高熵合金到高熵陶瓷涂层，几乎没有限制，是目前高熵合金涂层热喷涂制备中应用最为广泛的。

冷喷涂技术由于不需热源加热，粉末沉积过程中基本不发生相变或氧化。冷喷涂可用于制备低孔隙率的厚涂层。

除以上技术外，还有真空蒸发镀膜、真空电弧沉积等多种涂层制备技术。