CN109987941A - 一种具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于陶瓷材料技术领域,公开了一种具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料及其制备方法和应用,该陶瓷复合材料(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2‑xvol%SiC是在HfO2、ZrO2、MoO3、Cr2O3、TiO2和无定型硼粉中加入溶剂和球磨介质进行混合,将混合粉体压制成坯体,在真空条件下进行热处理,进行真空热处理得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末,在其中混入SiC后获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2‑xvol%SiC高熵复合材料粉末,采用放电等离子烧结将高熵复合材料粉末升温至1000~1400℃时充入保护气氛,然后升温至1800~2200℃煅烧制得,其中0≤x≤30。所得高熵陶瓷复合材料的相对密度95%~99.9%,所述高熵陶瓷复合材料的晶粒尺寸为1~3μm,断裂韧性为4~12MPa·m1/2,经1600℃~2000℃热处理后重量变化率为0.3~2wt%。

Description

一种具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于陶瓷复合材料技术领域,更具体地,涉及一种具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
高熵陶瓷是一种新型的,多组元固溶为单相固溶体陶瓷,具有较高的熵值。与传统陶瓷相比,高熵陶瓷高强度、硬度、良好的耐磨性和结构稳定性。但研究发现高熵陶瓷硼化物的致密度只有92%左右,且硬度均低于23.7GPa,所以其致密化性能与力学性能还需要进一步提高。
硼化物陶瓷常采用烧结助剂,高温高压等方法提高其烧结性能,较为常用的有Mo、Cr等低熔点的物质,可以降低其烧结温度,改善烧结性能,但是会使得硼化物陶瓷的高温性能降低。除此之外,SiC也是一种常用的添加剂,添加SiC后,其多存在于晶界的三角汇集处,其可以起到晶界钉扎的作用,抑制晶粒生长,提高材料的力学性能,此外SiC在高温条件下会生成一层二氧化硅薄膜,阻止氧向内部继续扩展,能保证SiC在高温条件下稳定地使用,使氧化速率大大降低。由于生成的二氧化硅薄膜在较高温度条件不与强酸反应,使得SiC具有较高的化学稳定性。文献报道,添加SiC后,高温下硼化物表面最外层主要由富含SiO2的玻璃层组成,内部则是氧化物(ZrO2,HfO2等)层。而玻璃层能阻止氧的扩散,因此ZrB2在添加20~30vol%的SiC后,在2000℃仍有较高的抗氧化性。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的不足和缺点,提供一种具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料。该高熵陶瓷复合材料具有高温性能稳定、力学性能及抗氧化性能优异的特点。
本发明另一目的在于提供上述具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案来实现:
一种具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料,所述高熵陶瓷复合材料(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC,其中0≤x≤30,是在HfO2、ZrO2、MoO3、Cr2O3、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Ⅰ,再升温至1500~1800℃保温Ⅱ,进行真空热处理得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末,在其中混入SiC后获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC高熵复合材料粉末,采用放电等离子烧结将高熵复合材料粉末升温至1000~1400℃时充入保护气氛,然后升温至1800~2200℃煅烧制得。
优选地,所述高熵陶瓷复合材料的相对密度95%~99.9%,所述高熵陶瓷复合材料的晶粒尺寸为1~3μm,断裂韧性为4~12MPa·m1/2,经1600℃~2000℃热处理后重量变化率为0.3~2wt%。
优选地,所述SiC和金属氧化物的纯度均>99.9%,所述SiC和金属氧化物的粒径均为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。
优选地,所述高熵固溶体粉末的粒径为0.1~1μm,所述高熵固溶体粉末中的氧含量为0.01~0.1wt%。
优选地,所述溶剂为乙醇、丙醇、甲醇或丙酮。
优选地,所述保护气氛为N2或Ar。
优选地,所述球磨介质为Si3N4或WC。
优选地,所述升温至1000~1200℃和升温至1500~1800℃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。
所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料的制备方法,包括如下具体步骤:
S1.以HfO2、ZrO2、MoO3、Cr2O3、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,干燥后获得混合粉末;
S2.将混合粉末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(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末;
S3.将(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末与SiC粉末,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(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC高熵复合材料粉末;
S4.将高熵复合材料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(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC高熵陶瓷复合材料。
所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料在超高温抗氧化领域中的应用。
本发明的高熵陶瓷复合材料是将HfO2粉末、ZrO2粉末、Mo2O3粉末、Cr2O3粉末、TiO2粉末和无定型硼粉为原料粉体,Hf、Zr、Mo、Cr、Ti之间固溶形成(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2固溶体粉末,后加入SiC粉末制备出高熵复合材料粉末。此粉末性能稳定,由于SiC粉末作为第二相的加入,促进材料致密化,提高其性能,烧结后的高熵陶瓷复合材料韧性增强,表现出较高的高温抗氧化性。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明通过以金属氧化物和无定型硼粉为原料,硼热反应制备(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2固溶体粉末,该粉末与通过商业购买硼化物相比晶粒较细,纯度高且组分均一。
2.本发明引入SiC作为添加剂,其存在于晶界的三角汇集处,其可以起到晶界钉扎的作用,抑制晶粒生长,使得裂纹偏转,增加裂纹扩展路径,使得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵陶瓷韧性显著提升。
3.本发明的SiC添加剂在高温条件下会生成一层二氧化硅薄膜玻璃相,阻止氧向内部继续扩展,(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC高强度高熵陶瓷虽然存在Mo和Cr低熔点物质固溶,但SiC的加入显著提升了(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC高强度高熵陶瓷的高温抗氧化性。
4.本发明采用SPS方法实现高熵陶瓷材料的快速制备,由于SPS烧结方式加热均匀,升温速度快,烧结时间短,生产效率高,大大降低了工业生产成本。并且可以在烧结温度低的条件下保证烧结出的产品同时具有较细的晶粒尺寸和较高的致密度。
附图说明
图1为实施例2中(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2固溶体粉末的XRD图谱。
图2为实施例2中(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2固溶体粉末的SEM照片。
图3为实施例2中(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-20vol%SiC高熵复合材料的断口形貌。
图4为对比例1中(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵复合材料的断口形貌。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
1.将HfO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、ZrO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、MoO3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、Cr2O3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、TiO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)和无定型硼粉(纯度95%,粒径1μm)为原料,加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得混合粉体;
2.将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中,以5℃/min的速率升温至1000℃保温0.5h,然后再以5℃/min的速率升温至1600℃保温0.5h,获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末;
3.将(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末与SiC粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm),加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-10vol%SiC高熵复合材料粉末;
4.将高熵复合材料粉末放入石墨模具中,采用放电等离子烧结以100℃/min速率升温至1000℃时充入Ar保护气氛,再以100℃/min速率升温至1800℃,保温20min,加压10MPa煅烧,制得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-10mol%SiC高熵陶瓷复合材料。
通过激光粒度分析本实施例的高熵固溶体粉末粉体的粒径为0.25μm,纯度99.8wt%,氧含量为0.02wt%。高熵陶瓷复合材料的相对密度99.1%,所得高熵陶瓷复合材料的晶粒尺寸为2.4μm,断裂韧性为6.42MPa·m1/2,经1700℃热处理后重量减少1.5wt%。
实施例2
1.将HfO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、ZrO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、MoO3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、Cr2O3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、TiO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)和无定型硼粉(纯度95.1%,粒径2μm)为原料,加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得混合粉体;
2.将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中,以10℃/min的速率升温至1400℃保温1h,然后再以10℃/min的速率升温至1650℃保温1h,获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固熔体粉末;
3.将(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末与SiC粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm),加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-20vol%SiC高熵复合材料粉末;
4.将高熵复合材料粉末放入石墨模具中,采用放电等离子烧结以200℃/min速率升温至1100℃时充入Ar保护气氛,再以200℃/min速率升温至1900℃,保温22min,加压20MPa煅烧,制得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-20vol%SiC高熵陶瓷复合材料。
图1为本实施例中(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2固溶体粉末的XRD图谱。从图1中可以看出,只检测到了(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2固熔体的峰,且没有检测出单独硼化物的峰,证明原始粉末经过热处理后获得均一的固溶体相。而金属氧化物原料的峰并没有检测出,证明硼热反应完全。与HfB2和ZrB2标准PDF卡片65-8678和65-8704对比可知,(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2的峰向高角度偏移,证明五种元素相互固溶,使得晶格常数减小,故衍射峰发生偏移。图2为本实施例中(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2固溶体粉末的SEM照片。从图2中可以看出其粒径分布均匀,且颗粒细小。
图3为本实施例中(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-20vol%SiC高熵复合材料的断口形貌。从图3中可以看出,材料的断裂方式为混合型,且有深灰色相和浅灰色相,由烧结原料可知,深灰色相为SiC相,存在于晶界的三角汇集处,浅灰色相为(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵陶瓷基体。图中基本无气孔,晶粒均匀且较细,裂纹扩展路径较大,成功制备出致密的(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-20vol%SiC高熵复合材料。
通过激光粒度分析本实施例的高熵固熔体粉末粉体的粒径为0.22μm,纯度99.6wt%,氧含量为0.04wt%。高熵陶瓷复合材料的相对密度99.6%,所得高熵陶瓷复合材料的晶粒尺寸为1.86μm,断裂韧性为8.34MPa·m1/2,经1800℃热处理后重量减少1.4wt%。
实施例3
1.将HfO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径2μm)、ZrO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径2μm)、MoO3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、Cr2O3粉末(粉末的纯度95.2%,粒径2μm)、TiO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径2μm)和无定型硼粉(纯度97%,粒径2μm)为原料,加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得混合粉体;
2.将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中,以15℃/min的速率升温至1150℃保温1.5h,然后再以15℃/min的速率升温至1750℃保温1.5h,获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固熔体粉末;
3.将(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末与SiC粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm),加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-25vol%SiC高熵复合材料粉末;
4.将高熵复合材料粉末放入石墨模具中,采用放电等离子烧结以300℃/min速率升温至1300℃时充入Ar保护气氛,再以300℃/min速率升温至2100℃,保温26min,加压50MPa煅烧,制得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-25vol%SiC高熵陶瓷复合材料。
通过激光粒度分析本实施例的高熵固溶体粉末粉体的粒径为0.21μm,纯度99.7wt%,氧含量为0.03wt%。高熵陶瓷复合材料的相对密度99.7%,所得高熵陶瓷复合材料的晶粒尺寸为1.67μm,断裂韧性为10.52MPa·m1/2,经1900℃热处理后重量减少1.8wt%。
实施例4
1.将HfO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、ZrO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、MoO3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、Cr2O3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、TiO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)和无定型硼粉(纯度95.3%,粒径1μm)为原料,加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得混合粉体;
2.将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中,以20℃/min的速率升温至1200℃保温2h,然后再以20℃/min的速率升温至1800℃保温2h,获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末;
3.将(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末与SiC粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm),加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-30vol%SiC高熵复合材料粉末;
4.将高熵复合材料粉末放入石墨模具中,采用放电等离子烧结以400℃/min速率升温至1400℃时充入Ar保护气氛,再以400℃/min速率升温至2200℃,保温30min,加压100MPa煅烧,制得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-30vol%SiC高熵陶瓷复合材料。
通过激光粒度分析本实施例的高熵固溶体粉末粉体的粒径为0.21μm,纯度99.8wt%,氧含量为0.02wt%。高熵陶瓷复合材料的相对密度99.8%,所得高熵陶瓷复合材料的晶粒尺寸为1.56μm,断裂韧性为12.00MPa·m1/2,经2000℃热处理后重量减少1.9wt%。
对比例1
1.将HfO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、ZrO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、MoO3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、Cr2O3粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)、TiO2粉末(粉末的纯度99.9%,粒径1μm)和无定型硼粉(纯度95.6%,粒径1μm)为原料,加入乙醇溶剂和以Si3N4为球磨介质进行混合,在球磨机上混合24h,干燥后获得混合粉体。
2.将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中,以20℃/min的速率升温至1300℃保温2h,然后再以20℃/min的速率升温至1800℃保温2h,获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末。
3.将高熵固熔体粉末放入石墨模具中,采用放电等离子烧结以400℃/min速率升温至1400℃时充入Ar保护气氛,再以400℃/min速率升温至2200℃,保温30min,加压40MPa煅烧,制得高强度高熵陶瓷复合材料。
通过激光粒度分析本实施例的高熵固溶体粉末粉体的粒径为0.36μm,纯度99.7wt%,氧含量为0.03wt%。高熵陶瓷复合材料的相对密度95%,所得高熵陶瓷复合材料的晶粒尺寸为2.8μm,断裂韧性为4MPa·m1/2,经1600℃热处理后重量变化率为1.5%。
图4为本对比例中(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵复合材料的断口形貌。从图4中可以看出,材料的断裂方式均为穿晶断裂,且为均一的浅灰色相,由烧结原料可知,浅灰色相为(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵陶瓷基体,图中在晶内和晶间处有较多的气孔,材料未烧结致密。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料,其特征在于,所述高熵陶瓷复合材料(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC,其中0≤x≤30,是在HfO2、ZrO2、MoO3、Cr2O3、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Ⅰ,再升温至1500~1800℃保温Ⅱ,进行真空热处理得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末,在其中混入SiC后获得(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC高熵复合材料粉末,采用放电等离子烧结将高熵复合材料粉末升温至1000~1400℃时充入保护气氛,然后升温至1800~2200℃煅烧制得。
2.根据权利要求1所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料,其特征在于,所述高熵陶瓷复合材料的相对密度95%~99.9%,所述高熵陶瓷复合材料的晶粒尺寸为1~3μm,断裂韧性为4~12MPa·m1/2,经1600℃~2000℃热处理后重量变化率为0.3~2wt%。
3.根据权利要求1所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料,其特征在于,所述SiC和金属氧化物的纯度均>99.9%,所述SiC和金属氧化物的粒径均为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。
4.根据权利要求1所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料,其特征在于,所述高熵固溶体粉末的粒径为0.1~1μm,所述高熵固溶体粉末中的氧含量为0.01~0.1wt%。
5.根据权利要求1所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料,其特征在于,所述溶剂为乙醇、丙醇、甲醇或丙酮。
6.根据权利要求1所述的具有高强度的高熵陶瓷复合材料,其特征在于,所述球磨介质为Si3N4或WC。
7.根据权利要求1所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料,其特征在于,所述保护气氛为N2或Ar。
8.根据权利要求1所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料,其特征在于,所述升温至1000~1200℃和升温至1500~1800℃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任一项所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下具体步骤:
S1.以HfO2、ZrO2、MoO3、Cr2O3、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,干燥后获得混合粉末;
S2.将混合粉末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(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末;
S3.将(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2高熵固溶体粉末与SiC粉末,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(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC高熵复合材料粉末;
S4.将高熵复合材料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(Hf0.2Zr0.2Mo0.2Cr0.2Ti0.2)B2-xvol%SiC高熵陶瓷复合材料。
10.权利要求1~8任一项所述的具有抗氧化性的高熵陶瓷复合材料在超高温抗氧化领域中的应用。
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