虽然目前对于高熵合金的研究可谓项目众多、范围极广，但大多数研究都是针对 高熵合金的块体材料进行的。这其中问题在于，制备高熵合金的金属元素如 Cr、Co 和 Ni，大都比较昂贵，所以如何使廉价的材料拥有近似于高熵合金的优良性能成为 高熵合金研究的关隘所在。这样的发展现状使得喷涂技术脱颖而出，也使得越来越多 的学者转向去研究高熵合金涂层技术。可以说，高熵合金涂层研究的快速发展使高熵 合金的实际应用范围[9]被大大拓宽。

就现有研究现状来说，高熵合金作为一种新型材料它的各方面研究都还处于探索 阶段，无论是制备技术还是使用工艺都还很不成熟，距离实际应用和规模化、产业化运营还有很多路要走[10]。为了进一步探索高熵合金涂层的实际运用和操作可行性，本 文利用机械合金化法来制备 AlCoCrFeNiSi 高熵合金粉末，并研究其在制备过程当中 的组织结构和相结构的变化。采用大气等离子喷涂技术沉积 AlCoCrFeNiSi 涂层，并 分析研究了涂层的微观组织、成分和相关性能。

1。2  机械合金化概述

1。2。1  机械合金化概念及原理

在高能球磨条件下，利用金属混合粉末和搅拌球体的反复摩擦、撞击、焊合、扩 散来制备合金粉末的高新技术被称为机械合金化，英文名 Mechanical Alloying，简称 MA[11]。MA 的优点在于：实验结果不受金属材料的任何物理性质限制；可在固态环 境下进行金属合金化作业；由于没有从液体到固体的过程，所以完全避免了成分偏析。 MA 的可操作性和高效性超越了传统冶炼工艺，引起材料科学研究者的关注。可以预 见，MA 技术在未来会有极大的发展空间和研究价值[12]。

1。2。2  机械合金化存在问题

快速发展的机械合金化技术虽然有诸多优点，但依旧存在许多不可忽略、未得到 解决的问题：

①理论深度不够。研究界至今尚未彻底明晰机械合金化的机理；

②MA 固相反应机理研究尚待深入；

③机械合金化法应用于亚稳材料的制备无法进行规模化运作，需进一步研究；

④多元合金化的研究还不够多。

1。2。3  高能球磨概念

有记录的第一例利用机械球磨法制备超细晶体材料的实验，是日本的 Shingu[13] 等研究人员的进行的，他们成功制备出了铝-铁超细晶体，这个经典实验为机械合金 化法制备复合材料的研究开辟出了一条可行的道路。

球磨实验机理为：在球磨实验时，由于被球体循环反复地冲击，实验粉末不停地 发生着焊合、破碎过程，原始粉末成为具有多层结构特征的复合颗粒[14-15]。球磨过程 见图 1-1。

本文在机械合金化试验过程中进行了 X  射线衍射分析（XRD）、扫描电镜分析

（SEM）两方面的分析，意在研究球磨时间对高能球磨下 AlCoCrFeNiSi 高熵合金微

观形貌和相结构的影响。

图 1-1 球磨过程示意图

1。3  等离子喷涂概述

1。3。1  基本概念

本文将采用等离子喷涂技术来沉积高熵合金涂层，这种技术是一种被应用于强化 和改性材料表面的技术，它可以做到让成本低廉的材料表面拥有近似于高熵合金的性 能。

等离子喷涂技术中的等离子电弧由直流电驱动，并为等离子喷涂提供热源，喷涂 的过程实质是先将材料（金属或非金属）加热，然后将已经加热到熔融或半熔融状态 的材料高速喷向工件，形成机械附着的表面层[16]。等离子喷枪剖面图如图 1-2 所示。

等离子喷涂技术优点在于：适用材料范围广、易调节、适应性强、可控制喷涂气 氛和涂层气孔率，等离子喷涂沉积的涂层结合强度大，所以目前受到广泛应用[16-17]。