一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高熵陶瓷技术领域，提供了一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体及其制备方法。本发明专利技术将MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体混合，然后将所得混合粉体进行微波烧结，得到过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体。本发明专利技术通过微波烧结合成(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷，操作方法简单，烧结时间短，且不会产生污染，符合国家节能环保的政策方针，具有广阔的应用前景；并且本发明专利技术制备的(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷氧化物复合材料粉体属于一种全新的材料，丰富了高熵陶瓷氧化物的材料体系，为高熵陶瓷的研究提供了新的方向。为高熵陶瓷的研究提供了新的方向。为高熵陶瓷的研究提供了新的方向。

【技术实现步骤摘要】
一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高熵陶瓷
，尤其涉及一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体及其制备方法。

技术介绍

[0002]当传统材料的发展越来越趋近于其极限、无法满足各行业新技术日益增长的需要时，开发新材料变得尤为重要。“高熵”是近年来出现的新的材料设计理论，目前已成为材料研究领域的一大热点。2015年首次报道了一种高熵陶瓷材料，其中以MgO、NiO、CoO、CuO以及ZnO为初始原料，将5种氧化物均匀混合，在空气中加热，并在875℃保温12h即可形成单相的(MgNiCoCuZn)O高熵陶瓷，随后高熵陶瓷的研究也逐渐增多。目前，对高熵氧化物陶瓷的研究可以概括为两个方面，一是继续深入研究(MgNiCoCuZn)O系陶瓷的结构特点，优化其制备手段，发掘其新的性能；另一方面则是探索新的高熵氧化物陶瓷体系。
[0003]之后，研究者们开始致力于探索新的高熵氧化物。Djenadic等制备了包括(CeLaNdPrSmY)O在内的多种萤石结构单相高熵陶瓷粉体；Chen等制备了熵稳定萤石结构的氧化物(Ce
0.2
Zr
0.2
Hf
0.2
Sn
0.2
Ti
0.2
)O2；Dabrowa等首次合成了单相尖晶石结构的高熵(CoCrFeMnNi)3O4。越来越多的高熵陶瓷氧化物被人们发掘出来，并逐步开发出它们的特性应用于各个行业。
[0004]高熵陶瓷氧化物目前已存在许多传统的制备方法，如火焰喷雾热解法(FSP)、喷雾热解法(NSP)、反向共沉淀法(RCP)等，这些传统的制备方法都存在烧结时间长，制备方法复杂，易污染的缺点。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体及其制备方法。本专利技术提供的制备方法步骤简单，烧结时间短，无污染，符合国家节能环保的政策方针。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体混合，得到混合粉体；
[0009]将所述混合粉体进行微波烧结，得到过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体；所述微波烧结的温度为800～1500℃，保温时间大于10min小于等于50min。
[0010]优选的，所述MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体的摩尔比为1:1:1:1:1。
[0011]优选的，所述MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体的粒径独立地为1～3μm。
[0012]优选的，所述混合的方法为湿法球磨；所述湿法球磨的球料比为2～7:1，转速为200～320r/min；湿法球磨后所得混合粉体的粒径为0.1～1μm。
[0013]优选的，所述湿法球磨后，还包括将所得混合粉体进行干燥，所述干燥的温度为60
～100℃。
[0014]优选的，所述微波烧结的微波波长为1mm～1m，频率为2450MHz，功率为20～60w/min。
[0015]优选的，自室温升温至所述微波烧结的温度的时间为0.5～1.2h。
[0016]优选的，所述微波烧结时，单次烧结的混合粉体的质量为30～70g。
[0017]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法得到的过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体，化学式为(MgTiNiCuZn)O。
[0018]优选的，所述过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体为单相固溶体。
[0019]本专利技术提供了一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的制备方法，包括以下步骤：将MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体混合，得到混合粉体；将所述混合粉体进行微波烧结，得到过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体；所述微波烧结的温度为800～1500℃，保温时间大于10min小于等于50min。本专利技术通过微波烧结合成(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷，操作方法简单，烧结时间短，且不会产生污染，符合国家节能环保的政策方针，具有广阔的应用前景；并且本专利技术制备的(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷氧化物复合材料粉体属于一种全新的材料，丰富了高熵陶瓷氧化物的材料体系，为高熵陶瓷的研究提供了新的方向。
附图说明
[0020]图1为实施例1制备的(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的XRD图；
[0021]图2为实施例2制备的(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的XRD图；
[0022]图3为实施例3制备的(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的XRD图；
[0023]图4为实施例4制备的(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的XRD图；
[0024]图5为对比例1制备的MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的XRD图；
[0025]图6为实施例1制备的(MgTiNiCuZn)O高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的SEM图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0027]将MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体混合，得到混合粉体；
[0028]将所述混合粉体进行微波烧结，得到过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体；所述微波烧结的温度为800～1500℃，保温时间大于10min小于等于50min。
[0029]在本专利技术中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0030]本专利技术将MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体混合，得到混合粉体。在本专利技术中，所述MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体的摩尔比优选为1:1:1:1:1；所述MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体的粒径独立地优选为1～3μm，更优选为1.5～2.5μm；所述混合的方法优选为湿法球磨；所述湿法球磨的球料比优选为2～7:1，更优选为3～6:1；所述湿法球磨的转速优选为200～320r/min，更优选250～300r/min；所述湿法球磨的时间优选为6～10h；所述湿法球磨用球磨介质优选为玛瑙球；本专利技术对湿法球
磨用溶剂没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可；湿法球磨后所得混合粉体的粒径优选为0.1～1μm，更优选为0.3～0.5μm；所述湿法球磨后，还优选包括将所得混合粉体进行干燥，所述干燥的温度优选为60～100℃，更优选为80℃。
[0031]得到混合粉体后，本专利技术将所述混合粉体进行微波烧结，得到过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体。在本专利技术中，所述微波烧结的温度为800～1500℃，优选为1000～1200℃，保温时间大于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体混合，得到混合粉体；将所述混合粉体进行微波烧结，得到过渡金属高熵陶瓷氧化物复合材料粉体；所述微波烧结的温度为800～1500℃，保温时间大于10min小于等于50min。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体的摩尔比为1:1:1:1:1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述MgO粉体、TiO2粉体、NiO粉体、CuO粉体和ZnO粉体的粒径独立地为1～3μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合的方法为湿法球磨；所述湿法球磨的球料比为2～7:1，转速为200～320r/min；湿法球磨后所得混合粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：关莉，张锐，王研科，王海龙，李明亮，宋勃震，刘浩佳，郭晓琴，王旭磊，高前程，张新月，范冰冰，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：