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专利号: 201811196871X
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种具有多元高熵的陶瓷,其特征在于,所述陶瓷是以Me1的氧化物、Me2的氧化物、Me3的氧化物、Me4的氧化物、Me5的氧化物和无定型硼粉为原料,加入溶剂经球磨混合得混合粉体,经模压后所得坯体放入石墨坩埚中,升温至800~1200℃保温Ⅰ后,再升温至1400~

1600℃保温Ⅱ,进行真空热处理得(Me1x Me2yMe3zMe4nMe5m)B2固熔体粉体;采用放电等离子烧结将(Me1x Me2yMe3zMe4nMe5m)B2固熔体粉体升温至1000~1400℃时充入保护气氛,然后升温至1800~2200℃煅烧制得;所述0.1≤x≤0.9,0.1≤y≤0.9,0.1≤z≤0.9,0.1≤n≤0.9,0.1≤m≤0.9。

2.根据权利要求1所述的具有多元高熵的陶瓷,其特征在于,所述x=0.2,y=0.2,z=

0.2,n=0.2,m=0.2。

3.根据权利要求1所述的具有多元高熵的陶瓷,其特征在于,所述陶瓷的相对密度>

95%,硬度为25~35GPa,断裂韧性2~8MPa·m1/2,晶粒尺寸为0.1~1.1μm,所述陶瓷在1000~1500℃热处理后重量变化率为0.3~1%。

4.根据权利要求1所述的具有多元高熵的陶瓷,其特征在于,所述固熔体粉体(Me1x Me2yMe3zMe4nMe5m)B2的纯度99.0~99.9wt%,所述固熔体粉体的粒径为0.1~1μm,所述固熔体粉体的氧含量为0.1~0.5wt%,所述固熔体粉体的碳含量为0.1~0.5wt%。

5.根据权利要求1所述的具有多元高熵的陶瓷,其特征在于,所述固熔体粉体(Me1x Me2yMe3zMe4nMe5m)B2中Me1、Me2、Me3、Me4和Me5为Hf、Zr、Ti、Nb、Ta、Mo或Cr。

6.根据权利要求1所述的具有多元高熵的陶瓷,其特征在于,所述溶剂为乙醇、丙醇、甲醇或丙酮。

7.根据权利要求1所述的具有多元高熵的陶瓷,其特征在于,所述保护气氛为N2或Ar。

8.根据权利要求1所述的具有多元高熵的陶瓷,其特征在于,所述升温至800~1200℃和升温至1400~1600℃时的速率均为5~20℃/min,所述保温Ⅰ和保温Ⅱ的时间均为0.5~

2h;所述煅烧的时间为1~30min,所述煅烧的压力为10~100MPa,所述升温至1800~2200℃时的升温的速率为100~400℃/min。

9.根据权利要求1-8任一项所述的具有多元高熵的陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下具体步骤:S1.以Me1的氧化物、Me2的氧化物、Me3的氧化物、Me4的氧化物、Me5的氧化物和无定型硼粉为原料,加入溶剂和球磨介质,在球磨机上混合10~48h,干燥后获得混合粉体;

S2.将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中,以5~20℃/min的速率升温至800~

1200℃保温0.5~2h,然后再以5~20℃/min的速率升温至1400~1600℃保温0.5~2h,获得(Me1x Me2yMe3zMe4nMe5m)B2固熔体粉体;

S3.将(Me1x Me2yMe3zMe4nMe5m)B2固熔体粉体放入石墨模具中,采用放电等离子烧结以100~400℃/min速率升温至1000~1400℃时充保护气氛,再以100~400℃/min速率升温至1800~2200℃,保温1~30min,加压10~100MPa煅烧,制得(Me1x Me2yMe3zMe4nMe5m)B2多元高熵的陶瓷。

10.权利1~8任一项所述具有多元高熵的陶瓷在超高温抗氧化器件领域中的应用。