一种基于高熵合金前驱体的高熵氧化物陶瓷及其制备方法技术

技术编号:41116441 阅读:27 留言:0更新日期:2024-04-25 14:06
本发明专利技术公开了一种基于高熵合金前驱体的高熵氧化物陶瓷及其制备方法。所述高熵氧化物陶瓷中所有金属元素或者同一占位的各金属元素按等摩尔比计,以至少五种金属元素作为高熵氧化物陶瓷的原材料制成单质金属混合粉末,按质量比(5~20):1将球磨介质加入单质金属混合粉末中,通过机械合金化和过筛,制得高熵合金前驱体粉末,然后将所得高熵合金前驱体粉末在空气气氛中高温氧化,生成高熵氧化物陶瓷。利用该方法可实现较低温度条件下高熵氧化物陶瓷的制备,本发明专利技术的高熵氧化物陶瓷组元稳定、成分均匀、无偏析。该制备方法所需设备简单,工艺简单,成本较低,有利于实现高熵氧化物陶瓷材料的大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高熵陶瓷制备方法领域,更具体的是,本专利技术涉及一种通过机械合金化高熵合金前驱体粉末的高温氧化制备高熵氧化物陶瓷的方法。


技术介绍

1、高熵陶瓷是一种新型陶瓷材料,它由五种或五种以上结构相似的陶瓷构成,通常具有单相固溶体结构。基于其热力学的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学的迟滞扩散效应及性能上的“鸡尾酒效应”,高熵陶瓷具有优于单主元的热学、力学、高温相稳定性、抗烧结等性能,在航空航天、船舶、汽车制造、医学等领域具有广阔的应用前景。因此,尽管高熵陶瓷问世只有几年时间,但其已成为无机非金属材料领域的一个研究热点。近年来,主要研究开发了高熵氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硅化物等陶瓷材料。其中,高熵氧化物陶瓷以其低成本的优势,成为最具应用潜力的一类高熵陶瓷材料。目前,高熵氧化物陶瓷材料的制备方法主要有液相反应法和固相反应法两大类。液相反应法包括溶胶-凝胶、水热、共沉淀等方法,其优点在于反应条件温和、烧结温度较低,但其存在设备要求高、工艺复杂、产率较低、产物颗粒再烧结困难等问题。固相反应法包括热压烧结、放电等离子烧结、高温自蔓延、氧化物热还原等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于高熵合金前驱体的高熵氧化物陶瓷,其特征在于,高熵氧化物陶瓷中所有金属元素或者同一占位的各金属元素按等摩尔比计,以至少五种金属元素作为高熵氧化物陶瓷的原材料制成单质金属混合粉末,按球磨介质与单质金属混合粉末质量比(5~20):1将球磨介质加入单质金属混合粉末中,通过机械合金化和过筛,制得高熵合金前驱体粉末,然后将所得高熵合金前驱体粉末在空气气氛中高温氧化,生成单一尖晶石结构或萤石结构或岩盐结构或钙钛矿结构或烧绿石结构的高熵氧化物陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种基于高熵合金前驱体的高熵氧化物陶瓷,其特征在于,所述的单质金属粉末为Mg、Al、Ge、Sn、Cu、Zn、...

【技术特征摘要】

1.一种基于高熵合金前驱体的高熵氧化物陶瓷,其特征在于,高熵氧化物陶瓷中所有金属元素或者同一占位的各金属元素按等摩尔比计,以至少五种金属元素作为高熵氧化物陶瓷的原材料制成单质金属混合粉末,按球磨介质与单质金属混合粉末质量比(5~20):1将球磨介质加入单质金属混合粉末中,通过机械合金化和过筛,制得高熵合金前驱体粉末,然后将所得高熵合金前驱体粉末在空气气氛中高温氧化,生成单一尖晶石结构或萤石结构或岩盐结构或钙钛矿结构或烧绿石结构的高熵氧化物陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种基于高熵合金前驱体的高熵氧化物陶瓷,其特征在于,所述的单质金属粉末为mg、al、ge、sn、cu、zn、y、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、dy、ho、yb、ti、zr、hf、cr、mn、fe、co、ni中的至少五种的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种基于高熵合金前驱体的高熵氧化物陶瓷,其特征在于,所述的mg、al、cu、zn、ti、cr、mn、fe、co、ni中的至少任意五种单质金属粉末用于制备尖晶石结构的高熵氧化物陶瓷;

4.根据权利要求1所述的一种基于高熵合金前驱体的高熵氧化物陶瓷,其特征在于,所述的单质金属粉末的粒径为≤250μm。

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【专利技术属性】
技术研发人员:田立辉江政张辉时坚
申请(专利权)人:江苏科技大学
类型:发明
国别省市:

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