本发明涉及一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，属于复合材料。
背景技术：
1、高密度含能复合材料主要由高质量占比的高密度w、mo元素和ti、zr、v、nb、al、hf、ta等高燃烧热值的含能元素组成。w-zr合金具有高密度、高强度且释能特性，但生成较多的w2zr相使合金不具备有宏观塑性，在机械加工和抗爆轰加载能力方面表现较差。通过借鉴w-zr合金更换基体相的方式，制备出具有良好塑性的高密度含能复合材料。其中，富含ti、zr、nb等元素的含能合金主要为bcc结构，例如tizrnb、tizrvnbal等。但由于w/mo元素与ti、zr、nb等元素之间熔点等理化性质差异大，且w/mo与bcc基体互扩散系数大，所以合金制备难度较大。目前对于w/mo元素与bcc基体体系研究较少。
2、为了快速扩充含能基体相的成分选择，制备出具有不同成分、性能的高密度含能复合材料，实现对不同打击毁伤目标的性能匹配。中国专利cn115152060b公开一种适用于不同凝固动力学研究的合金样品高通量制备方法，通过3d打印同轴送粉技术和逐层打印、快速凝固、粉末比例可调控的特点，完成了宽成分样品的制备，并对宽成分样品二次激光扫描，分析了激光工艺参数对宽成分样品的组织结构影响。但高质量占比(＞50wt％)的w/mo元素无法与含能元素制备成合金粉末，其方法无法作为制备复合材料的指导依据，需要寻找一种新的方法为复合材料的制备提供参考。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法。利用3d打印同轴送粉技术和逐层打印、快速凝固、粉末比例可调控的特点，制得具有成分梯度变化的宽成分合金样品，并在其样品上采用不同的激光工艺参数多道次扫描高密度金属粉，在多润湿条件下完成两相之间的结合，即完成用于研究两相之间界面反应行为的多成分、多润湿条件合金样品的高通量制备。建立高密度金属与含能成分体系-润湿条件-界面结构-性能之间的关系；为扩充高密度含能复合材料成分和增材制造制备复合材料工艺提供参考。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
3、一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，方法步骤包括：
4、(1)以a、b两种含能合金粉末作为基体材料，利用3d打印同轴送粉技术，调整两种粉末的输送比例，在基板上沉积a、b两种含能合金体积比沿沉积方向梯度变化的宽成分合金块；
5、(2)从基板上取下合金块，沿成分变化方向进行均匀切割，得到多个小合金块；
6、(3)以高密度金属作为增强相，在每个合金块表面进行多道次高密度金属粉的激光扫描，激光扫描参数：激光直径为2～6mm，激光功率为500～1500w，激光扫描速度为2～10mm/s，送粉速度4～20r/min；每道次扫描参数不同；
7、(4)激光扫描结束后，沿垂直于基体材料成分变化方向且在成分变化界面处进行切割。
8、优选的，步骤(1)中，a、b两种含能合金分别为mxny体系含能合金中的一种，理论能量密度≥10kj/g；其中，85≤x≤100，0≤y≤15，x+y＝100；m选自ti、zr、hf、v、nb和ta中的一种以上；n选自al、cr、mn、fe、co、ni和cu中的一种以上。
9、优选的，步骤(1)中，所述a、b两种含能合金粉末分别为粒径为45～150μm的球形粉体。
10、优选的，步骤(1)中，3d打印时，激光光斑直径为2～6mm，激光功率为800～1400w，激光扫描速度为2～10mm/s，每层沉积厚度为0.5～1mm，层间固定间距为1.6～3.2mm。
11、优选的，步骤(1)中，每沉积2～3层，改变一次a、b两种含能合金粉末的体积比。
12、优选的，步骤(1)中，以所述a、b两种含能合金粉末的总体积为100％计，a含能合金粉末的体积含量每次减少10％，b含能合金粉末的体积含量每次增加10％。
13、优选的，步骤(2)中，所述小合金块的厚度≥5mm。
14、优选的，步骤(3)中，每道次的送粉速度与扫描速度的比值相同。
15、优选的，步骤(3)中，相邻两道之间的间距≥6mm。
16、优选的，步骤(3)中，所述高密度金属为w粉或mo粉，粒径为5～25μm。
17、有益效果
18、本发明提供了一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，利用3d打印同轴送粉技术和逐层打印、快速凝固、粉末比例可调控的特点，制得具有成分梯度变化的宽成分合金样品，并在其样品上采用不同的激光工艺参数二次扫描多道高密度金属粉，完成对两相材料之间润湿条件的控制，即完成用于分析两相之间界面反应行为多成分、多润湿条件的样品制备。为扩充高密度含能复合材料成分和复合材料制备工艺提供参考。
19、本发明提供了一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，良好的两相界面结构是复合材料块体良好性能的前提。通过不同激光工艺引入复合过程中不同润湿条件，分析增强相-基体两相之间界面反应行为，进而快速获得良好界面结构的基体成分材料和工艺成形窗口，操作简单，实用性强。具体地：界面结构是复合材料性能的重要影响因素。熔池作为激光瞬时液相烧结技术制备复合材料的最小加工单元，高密度金属与含能合金形成的熔池在快速升/降温、保温过程中，高密度金属与含能合金溶液的界面润湿、元素扩散/反应和两相结合行为，都直接影响成形后的界面结构；此外，熔池的对称和规则程度对复合材料块体的成形产生重要影响。凝固后的组织在熔道两侧分布不均会导致后续循环往复沉积过程中的物质和能量传输条件不同，不同组织部位、成分存在差异，还容易产生熔合不充分、积热严重等现象从而影响块体的成形质量，因此，以熔池为研究对象，通过引入不同的润湿条件，观察不同条件对熔池中两相界面行为的影响；熔池的组织形貌及性能为块体合金的制备提供参考依据。
20、本发明提供了一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，为快速在宽成分含能基体样品中获得一系列的润湿动力学条件(核心是熔池升降温速率和液相停留时间)以高通量手段可以高效、快速研究高密度金属-含能合金界面反应行为，从而建立高密度金属-含能合金成分体系-润湿条件-界面结构-性能关系。
1.一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：方法步骤包括：
2.如权利要求1所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：步骤(1)中，a、b两种含能合金分别为mxny体系含能合金中的一种，理论能量密度≥10kj/g；其中，85≤x≤100，0≤y≤15，x+y＝100；m选自ti、zr、hf、v、nb和ta中的一种以上；n选自al、cr、mn、fe、co、ni和cu中的一种以上。
3.如权利要求1所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述a、b两种含能合金粉末分别为粒径为45～150μm的球形粉体。
4.如权利要求1所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：步骤(1)中，3d打印时，激光光斑直径为2～6mm，激光功率为800～1400w，激光扫描速度为2～10mm/s，每层沉积厚度为0.5～1mm，层间固定间距为1.6～3.2mm。
5.如权利要求1所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：步骤(1)中，每沉积2～3层，改变一次a、b两种含能合金粉末的体积比。
6.如权利要求1～5任意一项所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：以a、b两种含能合金粉末的总体积为100％计，a含能合金粉末的体积含量每次减少10％，b含能合金粉末的体积含量每次增加10％。
7.如权利要求1所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述小合金块的厚度≥5mm。
8.如权利要求1所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：步骤(3)中，每道次的送粉速度与扫描速度的比值相同。
9.如权利要求1所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：步骤(3)中，相邻两道之间的间距≥6mm。
10.如权利要求1或8或9所述的一种适用于高密度含能复合材料的高通量制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述高密度金属为w粉或mo粉，粒径为5～25μm。
