一种U3Si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种U<subgt;3</subgt;Si<subgt;2</subgt;型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷及其制备方法，属于高熵金属陶瓷领域。本发明专利技术提供的多元硼化物基高熵金属陶瓷由硬质相和粘结相混合烧结所得，所述硬质相为多元高熵硼化物，其晶体结构为U<subgt;3</subgt;Si<subgt;2</subgt;型，Wyckoff原子占位为B 4h(0.18,0.68,0.5)，Fe 2a(0,0,0)，M 4g(0.39,0.89,0)，其中M 4g位元素为Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Mo中的4种或5种，且各元素浓度(摩尔分数)介于5％～35％之间；所述高熵金属陶瓷中的粘结相为Fe。本发明专利技术提供的U<subgt;3</subgt;Si<subgt;2</subgt;型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷具高硬度、高强度、高韧性和优异的耐磨性。本发明专利技术还提供了所述多元硼化物基高熵金属陶瓷的制备方法，该方法操作简单、工艺稳定、易于推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高熵金属陶瓷，尤其涉及一种u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷及其制备方法。

技术介绍

1、金属陶瓷是同时含有韧性金属及硬陶瓷颗粒的一种非均质复合材料，陶瓷相一般占比例为15％～85％之间。这种结合使得其具有较高的硬度、强度和耐磨性能。目前，已在采矿、切削刀具、耐磨涂层等领域得到了广泛的应用。

2、高熵这一概念起源于粉末冶金领域，主要指五种或五种以上元素组成，每种元素的含量介于5％～35％之间。高熵的概念应用于陶瓷领域后，将赋予高熵陶瓷在结构和性能上许多优异表现，其与金属复合制备高熵金属陶瓷，将具有极大的性能提升潜力。硼化物基金属陶瓷，具有优异的硬度、强度，但其断裂韧性差，限制了其进一步应用。若将高熵效应引入硼化物基金属陶瓷体系，将有助于其性能的进一步提升。但是，目前关于硼化物基高熵金属陶瓷的研究相对较少，尤其是u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷的制备研究几乎仍为空白。

技术实现思路

1、针对上述问题，本专利技术提供了一种u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷及其制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种U3Si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷，其特征在于，所述U3Si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷由硬质相和粘结相组成，所述硬质相为多元高熵硼化物，晶体结构为U3Si2型，Wyckoff原子占位为B 4h(0.18,0.68,0.5)，Fe 2a(0,0,0)，M 4g(0.39,0.89,0)，其M 4g位置元素为Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Mo中的4种或5种；所述粘结相为Fe。

2.根据权利要求1所述的U3Si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷，其特征在于，所述多元高熵硼化物硬质相M 4g位置各元素浓度(摩尔分数)介于5％～35％之...

【技术特征摘要】

1.一种u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷，其特征在于，所述u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷由硬质相和粘结相组成，所述硬质相为多元高熵硼化物，晶体结构为u3si2型，wyckoff原子占位为b 4h(0.18,0.68,0.5)，fe 2a(0,0,0)，m 4g(0.39,0.89,0)，其m 4g位置元素为ti、v、cr、mn、co、ni、zr、nb、hf、ta、w、mo中的4种或5种；所述粘结相为fe。

2.根据权利要求1所述的u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷，其特征在于，所述多元高熵硼化物硬质相m 4g位置各元素浓度(摩尔分数)介于5％～35％之间。

3.根据权利要求1所述的u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷，其特征在于，所述多元高熵硼化物硬质相质量分数为65％～85％，粘结相质量分数为15％～35％。

4.权利要求1～3所述u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷分为先烧结制备u3si2型结构多元高熵硼化物陶瓷粉末，再将其与粘结相混合烧结制得u3si2型结构多元硼化物基高熵金属陶瓷块材。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述多元高熵硼化物粉末的m 4g位置元素的金属单质粉末与fe粉、feb粉以及b粉按照一定比例进行配料，球磨、干燥、烧结、破碎、过筛，制得单相u3si2型结构多元...

【专利技术属性】
技术研发人员：马世卿，王天宇，胡连海，刘洋，李伯超，桑德利，于刚，杨鲁豪，李尚鑫，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：