高熵合金是指最少包含5种主要元素且每种元素的原子百分比在5%到35%之间的合金。与传统合金相比，高熵合金通过成分优化设计具有更大的性能优势，如高硬度、强度和较好的塑性、优越的热稳定性 、良好的耐腐蚀性和高耐磨性。因此，高熵合金在航空航天、电子、机械制造、冶金、化工等多个领域具有广阔的应用前景。

特别地，高熵合金储氢应用也是目前的研究热点之一。氢的高效、安全储存是当前制约氢能利用实用化与规模化的瓶颈。与传统的高压气态储氢或低温液态储氢相比，固态储氢具有较高的能量密度和安全性，被认为是最具发展前景的储存技术。

常用的高熵合金制备方法有：真空熔炼法、粉末冶金法、机械合金化法、化学气相沉积法等。以上这些方法都可以制备高熵合金，不同的方法适用于不同的合金类型和应用领域，其中机械合金化法是用高能球磨等机械处理手段，使多种金属元素混合均匀制备成高熵合金的方法。在本文中，我们将从高熵合金实验室制备的案例出发，来说明机械合金化法在其中的应用。

高熵储氢合金制备案例

将高熵合金引入储氢合金方向的研究是近年来的热点之一，高容量轻质储氢材料的研究也是推动当前氢燃料电池动力汽车规模应用的关键。高容量轻质储氢材料研发主要着眼于多主元高熵合金的储氢性能，Mg-Ti合金因Mg 和Ti 均为轻质的吸氢元素且其形成的氢化物具有高的质量储氢密度，被视作高容量轻质储氢材料的候选之一。本文试图通过对《球磨时间对含镁高熵合金MgTiV2NiCr0.2储氢性能影响》一文的简单解读，来说明高能球磨仪可用于制备Mg-Ti轻质合金。在原研究中，课题组采用球磨法制备了MgTiV2NiCr0.2合金，并研究球磨时间对该合金的组织结构转变和相应储氢性能的影响。

简述实验过程如下：试验原材料采用质量分数高于99.9%的Mg粉、Ti粉、V粉、Ni粉、Cr粉，粒度≤75μm。在氩气气氛的真空手套箱中，按照化学计量比将上述原料称量后混料后放入不锈钢球磨罐中，然后放入不锈钢磨球，设置球料比然后用球磨机球磨15min 停止30min，如此反复运行至累计球磨时间分别达到5、10、15、20、30和40h。研磨完成后将球磨后的合金粉取出密封进行后续组织分析与储氢性能测试。

从XRD图谱可以看出，从开始研磨5小时到20小时，随着研磨时间推移得到了相结构单一的高熵合金组织。但是随着球磨时间继续延长，出现了少量MgO。

图1：不同球磨时间下MgTiV2NiCr0.2 合金的XRD 谱图

同时，原文作者也对比不同球磨时间下的合金储氢性能，5到20小时之间，合金的吸氢能力随着球磨时间递增，但球磨40h后，合金的吸氢动力学性能反而变差。作者结合结构分析，原因之一可能是由于不吸氢的MgO出现且含量逐渐变大造成的。

图2：不同球磨时间的MgTiV2NiCr0.2 合金在6MPa，300℃下的储氢动力学曲线图

为什么要选用莱驰高能球磨仪进行实验室的高熵合金制备？

从上述案例的简要陈述中，我们不难看出，用机械球磨法在实验室制备Mg-Ti高熵合金是完全可实现的，但同时，在制备的过程中，由于球磨时间太长，Mg有被氧化的可能性，进而可能会影响到实验结果即合金的吸氢性。因此，采用机械密封性能更好、能量更高且同时能在实验过程中进行气氛保护的球磨设备是更好的选择。

莱驰球磨仪的通气顶盖设计可以用来进行需要气氛保护的实验，在我们推荐两款莱驰高能球磨仪产品来进行实验室的高熵合金制备。

Emax高能球磨仪 —— 超精细研磨仪

Emax是一款革命性的超精细研磨仪，最高转速达到2000rpm，对于难融合的样品，球磨机械合金法可以提供高能量输出的撞击和摩擦，实验显示Emax的时间明显少于常规行星式球磨仪，不仅如此，最后的结果也显示转化率更高，无定形态更少、发热结块现象也更少。

PM300高能行星式球磨仪

行星式球磨仪PM300功能强大、配有两个研磨工位，可支持高达500毫升容积的研磨罐。最高800rpm的高转速，产生的高离心力导致粉碎效率极大提升，从而缩短了工作时间。PM300也是机械化学反应（机械化学合成、机械合金化和机械催化）或纳米级超细研磨等研究任务的理想选择。

如您想要了解更多关于Retsch在机械合金化上的应用，欢迎咨询我们。

关于莱驰品牌

德国RETSCH（莱驰）品牌创立于1915年，是Scientific Division （科学仪器事业部门）的核心品牌之一，是全球最大的实验室固体样品前处理暨研磨粉碎筛分设备的生产厂家，主要产品为超离心研磨仪ZM200、颚式破碎仪BB系列、盘式研磨仪DM200/RS200、行星球磨仪PM系列、刀式捣磨仪GM200/GM300，冷冻研磨仪MM400/Cryomill，筛分仪AS系列，快速干燥仪TG200、自动分样仪PT100/PT200，压片机PP25/PP40等，在商检、质检、高校、农业、生物、制药、化工、研究所等领域有广泛的客户基础。详细资料可浏览德国RETSCH官方中文网站