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专利号: 2022111371175
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:2024-11-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有细晶、高硬度和高韧性的高熵陶瓷,其特征在于,所述高熵陶瓷是在HfO2、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、TiO2和无定型硼粉中加入溶剂和球磨介质进行混合,干燥后得到混合粉体,将混合粉体模压制成的混合粉末坯体,在真空条件下进行热处理,先升温至1000~1200℃保温,再升温至1500~1800℃保温,进行真空热处理得(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末,在其中加入xvol%Co粉得到复合粉末,其中0

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23~30GPa,断裂韧性为4~8MPa·m ;所述HfO2、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、TiO2和Co粉的纯度均>

99.9%,所述HfO2、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、TiO2和Co的粒径均为1~2μm;所述无定型硼粉的纯度为95~95.6%,所述无定型硼粉的粒径为1~2μm;所述(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末的粒径为0.1~0.4μm,所述高熵固溶体粉末中的氧含量为0.05~0.2wt%。

2.根据权利要求1所述的具有细晶、高硬度和高韧性的高熵陶瓷,其特征在于,所述溶剂为乙醇、丙醇、甲醇或丙酮。

3.根据权利要求1所述的具有细晶、高硬度和高韧性的高熵陶瓷,其特征在于,所述球磨介质为Si3N4或WC。

4.根据权利要求1‑3任一项所述的具有细晶、高硬度和高韧性的高熵陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下具体步骤:S1.以HfO2、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、TiO2和无定型硼粉为原料,加入溶剂和球磨介质进行混合,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1000~

1200℃保温0.5~2h,然后再以5~20℃/min的速率升温至1500~1800℃保温0.5~2h,获得(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末;

S3.将(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末与Co粉末,加入溶剂和球磨介质经球磨混合10~48h,干燥后获得(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)B2‑xvol%Co高熵复合粉末;

S4.将复合粉末放入石墨模具中,采用放电等离子烧结以100~400℃/min速率升温至

1200~1500℃保温1~30min,加压10~100MPa煅烧,制得(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)B2基高熵陶瓷。

5.权利要求1~3任一项所述的具有细晶、高硬度和高韧性的高熵陶瓷在高温抗氧化领域中的应用,其特征在于,所述高温为1000~1500℃。