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专利号: 2022110530776
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高熵陶瓷‑过渡金属结合的碳化钨硬质复合材料,其特征在于,所述碳化钨硬质复合材料通过以所述高熵陶瓷和所述过渡金属作结合剂,以所述碳化钨作硬质相,并经由烧结制成,所述过渡金属选自钴、镍、锰、铁中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的碳化钨硬质复合材料,其特征在于,所述高熵陶瓷包括以下三类材料:①第一材料:选自IVB、VB和VIB族过渡金属共价键碳化物或氮化物中的至少两种;

②第二材料:选自IVB、VB和VIB族过渡金属中的至少一种但不多于所述第一材料的组元数;

③第三材料:≤0.25mol钴。

3.根据权利要求2所述的碳化钨硬质复合材料,其特征在于,所述高熵陶瓷经由等摩尔配比混合所述第一材料和所述第二材料,然后加入所述第三材料球磨而成。

4.根据权利要求3所述的碳化钨硬质复合材料,其特征在于,所述第一材料选自TiC、TiN、VC、NbC、TaC、ZrC、NbN、HfC、Mo2C中的至少两种,所述第二材料选自V、Nb、Zr、Ta、Mo、Hf中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的碳化钨硬质复合材料,其特征在于,所述碳化钨和所述结合剂的质量比为80~90%:10~20%。

6.根据权利要求1所述的碳化钨硬质复合材料,其特征在于,所述高熵陶瓷和所述过渡金属的质量比为(8~2):(2~8)。

7.根据权利要求1~6任一项所述的碳化钨硬质复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)高熵陶瓷的制备:

称量所述第一材料、所述第二材料和所述第三材料,混合得到混合料,随后通过球磨进行机械合金化得到所述高熵陶瓷;

(2)结合剂与硬质相的称量:

按质量比(8~2):(2~8)称量所述高熵陶瓷和所述过渡金属,按所述碳化钨和所述结合剂的质量比80~90%:10~20%称量所述碳化钨;

(3)高熵陶瓷‑过渡金属结合的碳化钨硬质复合材料的混合:将所述高熵陶瓷、所述过渡金属与所述碳化钨倒入球磨罐中,密封后混合,得到混合粉末;

(4)烧结工艺:

将所述混合粉末装入模具烧结,施加30~50MPa的压力,以50/min的速率升温至1300~

1400℃,保温10~30min,冷却,制得所述碳化钨硬质复合材料。

8.根据权利要求7所述的碳化钨硬质复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,称量至少两种所述第一材料且每种1mol,称量至少一种但不多于所述第一材料的组元数的所述第二材料且每种1mol,称量≤0.25mol钴作为所述第三材料。

9.根据权利要求7所述的碳化钨硬质复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述球磨时间为至少20h,所述球磨的球料比为10~20:1。

10.根据权利要求7所述的碳化钨硬质复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,

1 ‑1

所述烧结在真空度为3×10~3×10 Pa的真空或氩气保护气氛下进行。