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专利号: 2022110938484
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2026-01-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1.将高熵碳化物(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Mo0.2)C粉体和碳化硅晶须混合,加入烧结助剂金属Co,制得(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Mo0.2)C‑SiCw‑Co混合粉体;以(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Mo0.2)C粉体和碳化硅晶须的总质量为100%计,(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Mo0.2)C粉体的质量百分比为90~

95wt%,碳化硅晶须的 质量百分比为5~10wt% ;Co的质量百分比 为(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Mo0.2)C粉体和碳化硅晶须总质量的3~6wt%;

S2.将(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Mo0.2)C‑SiCw‑Co混合粉体加入无水乙醇,超声搅拌制得浆料;

然后将氮化硅介质球加入浆料经辊式球磨机球磨,经干燥、烘干、过筛后装入石墨模具,干压成坯体;

S3.在保护气氛下,将坯体在1450~1650℃,压力为30~40MPa,进行放电等离子烧结或者热压烧结,制得晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷。

2.根据权利要求1所述的晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述的高熵碳化物(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Mo0.2)C粉体的粒径为30nm~1μm;所述的碳化硅晶须的直径为0.5~1μm。

3.根据权利要求1所述的晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷的制备方法,其特征在于,步骤S2中所述球磨转速为100~300r/min,所述球磨的时间为18~36h;所述干燥的温度为60~

80℃,所述干燥的时间为12~24h。

4.根据权利要求1所述的晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述放电等离子烧结程序为:先以100~150℃/min的速率升温至1000~1200℃,开始充氮气或氩气并且开始加压,继续将温度升至1450~1650℃,同时压力升至30~40MPa;升温程序执行完毕后保温保压5~10min;然后以80~100℃/min的速率降温,1000~1200℃泄压完毕,温度降至750~850℃后随炉降温。

5.根据权利要求1所述的晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述热压烧结程序为:先以10~14℃/min的升温速率升温,室温~1000℃开始充氮气或氩气并且开始加压,继续以6~8℃/min的升温速率升温,将温度升至1450~1650℃,同时压力升至30~40MPa;升温程序执行完毕后保温保压0.5~1h;然后以10~12℃/min的速率降温,1000~1200℃泄压完毕,降温至750~850℃后随炉降温。

6.一种晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷,其特征在于,所述晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷是由权利要求1~5任一项所述的方法制备得到。

7.根据权利要求6所述的晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷,其特征在于,所述晶须增韧高1

熵碳化物复相陶瓷的相对密度大于96%,维氏硬度为22~25GPa,断裂韧性为5~7MPa·m/2。

8.根据权利要求6或7所述的晶须增韧高熵碳化物复相陶瓷在制备切削难加工材料或航空航天耐磨零部件中的应用。