连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料及其制备方法。制备方法包括选取Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中至少五种金属，按等摩尔或近等摩尔比例混合，在惰性气氛下熔炼得到高熵合金；将高熵合金铺陈于多孔碳/碳复合材料预制体表面，在惰性气氛下加热直至高熵合金熔融并保温，使熔融的高熵合金充分渗入多孔碳/碳复合材料预制体后，降温，制得连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料。本发明专利技术的方法工艺周期短、成本低、容易工程化，所制备的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料整体致密度极高，并包含丰富的高模量耐高温连续高熵陶瓷相，具有十分优异的力学性能和抗高温氧化烧蚀性能。优异的力学性能和抗高温氧化烧蚀性能。优异的力学性能和抗高温氧化烧蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷基复合材料
，尤其涉及连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]高熵陶瓷是一种新兴的近等摩尔多组元单相固溶体陶瓷材料，其构型熵高，具有比传统陶瓷更为优异的性能，目前高熵陶瓷的大家族中已经涵盖了碳化物、氮化物、硼化物、氧化物等。其中，碳化物高熵陶瓷具有超高模量及硬度、抗高温蠕变等十分优异的性能，有望成为新一代耐高温结构材料。然而，碳化物高熵陶瓷与传统陶瓷相似，具有共通的力学性能本征缺陷，即脆性高、韧性差。针对此问题，研究人员尝试将增强体，例如碳纤维、碳化硅颗粒等，引入至高熵陶瓷中制备成复合材料，以提高其强度及韧性。
[0003]Lu等(Journal of the European Ceramic Society,2020,40(5):1839
‑
1847)采用放电等离子烧结法将20vol.％SiC颗粒掺入(TiZrHfNbTa)C高熵陶瓷，所得(TiZrHfNbTa)C
‑
SiC复合材料具备了比(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选取Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中至少五种金属为原料，按等摩尔比例或近等摩尔比例混合，在惰性气氛下进行熔炼直至熔融，待熔体凝固后，翻转所得合金锭并重复前述工艺再次熔炼合金，得到高熵合金；(2)将高熵合金铺陈于多孔碳/碳复合材料预制体表面，在惰性气氛下加热直至高熵合金熔融并保温，待熔融的高熵合金充分渗入多孔碳/碳复合材料预制体后，降温，得到连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料。2.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高熵合金为Ti
x1
V
x2
Cr
x3
Zr
x4
Nb
x5
Mo
x6
Hf
x7
Ta
x8
W
x9
，其中，x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9＝1，x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9的取值均为0～0.25。3.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述多孔碳/碳复合材料预制体的密度为1.0g/cm3～1.5g/cm3。4.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文建，肖静，胡剑，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：