一种超高硬度高熵金属硼化物陶瓷及其低温无压制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高硬度高熵金属硼化物陶瓷及其低温无压制备方法，包括：取ZrO2粉末、MoO3粉末、TiO2粉末、Ta2O5粉末、Nb2O5粉末和B粉末，研磨混合；将研磨混合后的样品粉末放入模具中，压制后取出，将压制后的样品放入带盖的方舟中，并将方舟置于管式炉中，在流动惰性气体保护下，加热烧结，保温，然后将管式炉冷却至室温；得到超高硬度高熵金属硼化物陶瓷，本发明专利技术通过硼热还原低温无压的方法制备了超高硬度高熵金属硼化物陶瓷，其具有细小且均匀的颗粒尺寸，为准球形，并具有单晶六方结构，并且在1kg载荷条件下，该超高硬度高熵金属硼化物陶瓷的维氏硬度在52.10GPa到56.60GPa之间，达到超硬材料标准。到超硬材料标准。到超硬材料标准。

【技术实现步骤摘要】
一种超高硬度高熵金属硼化物陶瓷及其低温无压制备方法


[0001]本专利技术涉及金属硼化物陶瓷
，具体涉及一种超高硬度高熵金属硼化物陶瓷及其低温无压制备方法。

技术介绍

[0002]与单一过渡金属二硼化物陶瓷相比，许多高熵硼化物陶瓷具有不寻常的物理化学性质，例如熔点超过3000K、硬度高、化学惰性、良好的导电性和导热性等。由于它们的机械性能和热稳定性得到改善，因此在要求优异的机械性能性能和超高化学稳定性的应用方面具有巨大潜力，例如岩石和矿物钻头、电车和火车车轮、微电子设备的耐磨部件以及航天器的保护层。
[0003]由于高熵硼化物陶瓷在极端环境中的应用潜力，人们对其合成和性能进行了大量研究。Gild等人首次在2000℃和30MPa的单轴压力下使用高能球磨和火花等离子烧结商用二硼化物粉末制备(Mo
0.2
Zr
0.2
Ti
0.2
Nb
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Ta
0.2
)B2陶瓷，其维氏硬度为23.7GPa，高于其组分二硼化物的平均硬度18.4GPa，但仍低于40G本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高硬度高熵金属硼化物陶瓷的低温无压制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、取摩尔比为2:2:2:1:1:11的ZrO2粉末、MoO3粉末、TiO2粉末、Ta2O5粉末、Nb2O5粉末和B粉末，在玛瑙研钵中研磨混合1～3小时；步骤二、将步骤一研磨混合后的样品粉末放入模具中，在3～8MPa的条件下压制0.5～3min后取出，将压制后的样品放入带盖的方舟中，并将方舟置于管式炉中，在流动惰性气体保护下，以一定的升温速度加热至450～500℃，保温0.5～1小时，然后继续以一定的升温速度加热至800～1200℃，保温1～3小时，然后将管式炉冷却至室温；得到超高硬度高熵金属硼化物陶瓷，即(Mo
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Zr
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Ti
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Nb
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Ta
0.2
)B2陶瓷。2.如权利要求1所述超高硬度高熵金属硼化物陶瓷的低温无压制备方法，其特征在于，所述B粉末为非晶态硼粉末，纯度99％，粒径≤20μm；所述MoO3和Ta2O5粉末的纯度均为99.5％；TiO2粉末的纯度≥99.9％，粒径：18
±
5nm；Nb2O5粉末的纯度为99.99％；ZrO2粉末的纯度为99.9％，粒径：0.2～0.4μm。3.如权利要求1所述超高硬度高熵金属硼化物陶瓷的低温无压制备方法，其特征在于，所述模具的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈青云，程勇，刘陈成，韩嘉鑫，陈琦杰，曾舒艺，李珊，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：