(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体及高熵陶瓷粉体和高熵陶瓷块体的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108439986A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810434858.7(22)申请日2018.05.09(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人王一光王毅王皓轩陈意高任科(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.C04B35/56(2006.01)C04B35/626(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体及高熵陶瓷粉体和高熵陶瓷块体的制备方法(57)摘要本发明涉及一种(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体及高熵陶瓷粉体和高熵陶瓷块体的制备方法，通过高能球磨法将五种面心立方(FCC)碳化物粉体制成陶瓷粉体，然后采用放电等离子方法实现高熵陶瓷块体的制备，能够在1700℃-2350℃温度范围内实现陶瓷的快速烧结，获得具有单相面心立方(FCC)结构的高熵陶瓷。本发明解决了(HfTaZrTiNb)C高熵块体陶瓷的制备问题，通过严格控制放电等离子烧结炉或热压炉参数，并通过XRD进行表征，最终获得具有FCC结构的高熵陶瓷，丰富了陶瓷材料体系。CN108439986ACN108439986A权利要求书1/1页1.一种(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体，其特征在于：陶瓷为面心立方FCC结构的单相陶瓷，包括以下原子百分比的碳化物：17％～23％的TaC、17％～23％的HaC、17％～23％的NbC、17％～23％的TiC和17％～23％的ZrC。2.一种制备权利要求1所述(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体的方法，其特征在于步骤如下：步骤1、非晶态陶瓷粉体制备：将：17％～23％的TaC、17％～23％的HaC、17％～23％的NbC、17％～23％的TiC和17％～23％的ZrC，五种粉末进行球磨，得到成分均匀的非晶态陶瓷混合物；步骤2、高熵陶瓷粉体制备：将得到非晶态陶瓷混合物在1400～2000℃热处理，热处理时间≥2h，获得(HfTaZrTiNb)C晶态高熵陶瓷粉体。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述球磨时的转速为500～800r/min。4.一种利用权利要求2或3所制备的非晶态陶瓷粉体或高熵陶瓷粉体制备高熵陶瓷块体的方法，其特征在于：将步骤1的非晶态陶瓷粉体或步骤2的(HfTaZrTiNb)C晶态高熵陶瓷粉体置于石墨模具中，在放电等离子体炉或热压炉中进行烧结，得到(HfTaZrTiNb)C块体陶瓷，其烧结工艺如下：加热方式：交流脉冲电流或辐射加热烧结温度：1700℃～2350℃烧结时间：5～60min或4～10h烧结压力：30～60MPa升温速率：50～150℃/min。2CN108439986A说明书1/5页(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体及高熵陶瓷粉体和高熵陶瓷块体的制备方法技术领域[0001]本发明属于高熵化合物材料的制备方法，涉及一种(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体及高熵陶瓷粉体和高熵陶瓷块体的制备方法。背景技术[0002]高熵陶瓷是最近出现的一种新型陶瓷，该种陶瓷的出现丰富了陶瓷体系。20世纪90年代末中国台湾清华大学叶均蔚教授提出了高熵的概念，并将其定义为元素种类≥5，没有主导元素，并且所有元素的含量在5％-35％之间。高熵陶瓷粉体经过烧结可获得稳定的固溶相。到目前为止，人们关于高熵的研究主要集中在合金领域，对于高熵陶瓷的研究较少，而高熵陶瓷具有高热导，高熔点，较好的耐蚀性，良好的生物相容性以及良好的电化学性能等，在超高温、生物医学和能源等领域具有较大发展潜力。[0003]由于高熵陶瓷研究较少，关于高熵陶瓷的的制备方法仍处于探索阶段，文献“Anewclassofhigh-entropyperovskiteoxides[J].ScriptaMaterialia2018,104:116-120.”采用球磨法结合热处理制备氧化物高熵陶瓷，但其致密度较低。文献“Multicomponentequiatomicrareearthoxides[J].2017,5:102-109.”采用喷雾造粒的方法制备均匀性较好的氧化物高熵陶瓷，但该方法所用原料为硝酸盐，存在一定危险性，且制备产量较低，因此应用受到限制。由于碳化物在空气中容易氧化，所以无法直接采用上述两种方法。文献“High-EntropyMetalDiborides:ANewClassofHigh-EntropyMaterialsandaNewTypeofUltrahighTemperatureCeramics[J].ScientificReports,2016,6:37946.”采用高能球磨法和放