【技术实现步骤摘要】
一种致密超硬的高熵硼化物陶瓷及其制备方法和应用
本专利技术属于陶瓷材料
，更具体地，涉及一种致密超硬的高熵硼化物陶瓷及其制备方法和应用。
技术介绍
高熵陶瓷是一类含有五种或五种以上元素的新型结晶固相溶液，由于其独特的物理性质和潜在的应用前景而备受关注。到目前为止，许多研究集中在高熵合金上，其表现出优异的力学性能、耐腐蚀性能和热性能。与金属高熵合金相比，已经发现了一些高熵陶瓷，特别是非氧化物体系。其中，过渡金属的碳化物、硼化物和氮化物被认为是超高温陶瓷(UHTCs)，发展高熵UHTCs对于进一步拓宽其作为结构元件的应用具有重要意义。关于高熵陶瓷的制备，有学者采用高能球磨机结合SPS工艺在2300℃下成功制备了致密的高熵碳化物陶瓷(Hf-Ta-Zr-Ti)C和(Hf-Ta-Zr-Nb)C的固溶体，并且，此时(Hf-Ta-Zr-Nb)C体系的硬度显著提高至36.1GPa。Gild等人合成了一系列高熵硼化物陶瓷，包括(Hf0.02Zr0.02Ta0.02Nb0.02Ti0.02)B2和(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Nb0.2Ti0.2)B2等，其相对密度为～92％...
【技术保护点】
1.一种致密超硬的高熵硼化物陶瓷，其特征在于，所述高熵硼化物陶瓷(M1xM2yM3zM4nM5m)B2是先将金属氧化物、B4C和石墨粉加入溶剂和球磨介质进行混合，干燥后得到混合粉体，将混合粉体模压制成坯体，在真空条件下进行热处理，先升温至800～1200℃保温Ⅰ，再升温至1400～1600℃保温Ⅱ，经研磨过筛制得(M1xM2yM3zM4nM5m)B2高熵硼化物陶瓷粉末，所述氧化物为HfO2、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5、Cr2O3、TiO2或MoO3中的任意五种，0.1≤x≤1，0.1≤y≤1，0.1≤z≤1，0.1≤n≤1，0.1≤m≤1，且满足x+y+z+n+m＝1...
【技术特征摘要】
1.一种致密超硬的高熵硼化物陶瓷，其特征在于，所述高熵硼化物陶瓷(M1xM2yM3zM4nM5m)B2是先将金属氧化物、B4C和石墨粉加入溶剂和球磨介质进行混合，干燥后得到混合粉体，将混合粉体模压制成坯体，在真空条件下进行热处理，先升温至800～1200℃保温Ⅰ，再升温至1400～1600℃保温Ⅱ，经研磨过筛制得(M1xM2yM3zM4nM5m)B2高熵硼化物陶瓷粉末，所述氧化物为HfO2、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5、Cr2O3、TiO2或MoO3中的任意五种，0.1≤x≤1，0.1≤y≤1，0.1≤z≤1，0.1≤n≤1，0.1≤m≤1，且满足x+y+z+n+m＝1；采用放电等离子烧结将上述高熵陶瓷粉末升温至1000～1400℃时充入保护气氛，然后升温至1800～2200℃煅烧制得。2.根据权利要求1所述的致密超硬的高熵硼化物陶瓷，其特征在于，所述金属氧化物、B4C和石墨粉的纯度均为99.0～99.9wt％，所述金属氧化物、B4C和石墨粉的粒径均为0.1～10μm；所述陶瓷粉末的粒径为0.1～1μm，所述陶瓷粉末中的氧含量为1～5wt％，所述陶瓷粉末中的碳含量为0.1～1wt％。3.根据权利要求1所述的致密超硬的高熵硼化物陶瓷，其特征在于，所述高熵硼化物陶瓷的相对密度>98％，硬度为32～45GPa，断裂韧性3～10MPa·m1/2，碳含量为0.1～1wt％。4.根据权利要求1所述的致密超硬的高熵硼化物陶瓷，其特征在于，所述石墨粉、B4C与金属氧化物HfO2、ZrO2、Cr2O3或TiO2中的任意一种的摩尔比均为(1～10)：(1～10)：(1～10)，所述石墨粉、B4C与金属氧化物Nb2O5或Ta2O5中的任意一种的摩尔比均为(1～20)：(1～10)：(1～10)，所述石墨粉、B4C与MoO3的摩尔比为(1～20)：(1～10)：(1～20)。5.根据权利要求4所述的致密超硬的高熵硼化物陶瓷，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟明，张岩，吴利翔，张威，林华泰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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