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专利号: 2022114761712
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:

1.一种高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷,其特征在于,所述高熵硼化物陶瓷的分子式为(HfaMobTacCrdTie)B2‑FeCoNiAlCrBY,其中0

0

2.根据权利要求1所述的高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷,其特征在于,所述高熵硼化物基陶瓷的分子式为(HfaMobTacCrdTie)B2‑FeCoNiAlCrBY,其中a=b=c=d=e=0.2。

3.根据权利要求1或2所述的高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷,其特征在于,所述高熵硼化物基陶瓷是将HfO2、MoO3、Ta2O5、Cr2O3、TiO2粉末和无定形硼粉加入溶剂球磨得到混合粉体,经压模后所得坯体放入石墨坩埚中,升温至1400~1700℃保温,进行真空热处理得到高熵硼化物粉体;在所得的高熵硼化物粉体中加入0.1~30wt%的FeCoNiAlCrBY粉末并加入溶剂球磨得到HEB‑HEA混合粉体;采用放电等离子烧结将上述HEB‑HEA混合粉体升温至800~1000℃时充入保护气氛,然后升温至1300~1700℃,轴向加压10~100MPa煅烧制得。

4.根据权利要求3所述的高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷,其特征在于,所述高熵硼化物基陶瓷的晶粒尺寸为0.3~0.9μm,相对密度为97%以上;硬度为30~

1/2

40GPa;断裂韧性为6.4~12.8MPa·m ,在1400℃的高温条件下氧化1h所得的氧化层厚度为40~150μm。

5.根据权利要求3所述的高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷,其特征在于,所述HEB‑HEA混合粉体的纯度为95~99.9wt%,粒径为0.1~1μm;所述HEB‑HEA混合粉体的氧含量为0.01~5wt%。

6.根据权利要求3所述的高硬度高韧性、强抗氧化性能的高熵硼化物基陶瓷,其特征在于,所述HfO2、MoO3、Ta2O5、Cr2O3、TiO2粉末的纯度均为99.0~99.9wt%,粒径均为0.1~10μm;所述无定形硼粉的纯度为95.0~99.9wt%,粒径为1~1.5μm。

7.根据权利要求3所述的高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷,其特征在于,所述溶剂为乙醇、丙醇、甲醇或丙酮;所述的保护气氛为N2或Ar。

8.根据权利要求1‑7任一项所述的高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下具体步骤:S1.将HfO2、MoO3、Ta2O5、Cr2O3、TiO2粉末和无定形硼粉加入溶剂和球磨介质进行球磨混合,干燥后得到混合粉体;

S2.将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中真空热处理,升温至1400~1700℃保温,得到(HfaMobTacCrdTie)B2高熵硼化物陶瓷粉体;

S3.将(HfaMobTacCrdTie)B2高熵硼化物陶瓷粉体和FeCoNiAlCrBY粉体加入溶剂和球磨介质进行球磨混合,干燥后得到HEB‑HEA粉体;

S4.将HEB‑HEA粉体放入石墨模具中,采用放电等离子烧结升温至800~1000℃并充入保护气氛,再升温至1300~1700℃保温,加压10~100MPa煅烧,制得高熵硼化物基陶瓷(HfaMobTacCrdTie)B2‑FeCoNiAlCrBY。

9.根据权利要求8所述的高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷的制备方法,其特征在于,步骤S2中所述升温的速率为5~15℃/min;所述保温的时间为0.5~2h;步骤S1和S3中所述的球磨混合的时间均为20~40h,步骤S4中所述升温速率均为100‑400℃/min,保温的时间为10~30min。

10.权利要求1‑7任一项所述的高硬度、高韧性和强抗氧化性的高熵硼化物基陶瓷在制备高温结构构件材料中的应用。