CN111423236A - 一种（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体及其制备方法。本发明的目的是为解决现有制备高熵陶瓷设备要求高、产率低的难题。该方法包括：取KCl或NaCl一种或两种混合粉体；将ZrO2、TiO2、HfO2及WO3的粉体与KCl或NaCl粉体球磨，获得混合粉体；将混合粉体在在保护气氛下热处理；将所得的粉体用HCl溶液洗涤，烘干，得到高纯（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体。本发明提供的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备具有制备温度低、设备要求低及产率高等优点，在能源、航空及航天领域具有潜在的应用价值。

Description

一种（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体及其制备方法
技术领域
本发明属于高熵陶瓷粉体领域，具体涉及一种(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25) N高熵陶瓷粉体及其制备方法。
背景技术
高熵陶瓷是最近出现的一种新型陶瓷，并定义为元素种类≥5，没有主导元素，并且所有元素的含量在5％-35％之间。到目前为止，关于高熵陶瓷的研究主要有碳化物高熵陶瓷、硼化物高熵陶瓷以及硅化物高熵陶瓷。高熵陶瓷具有高熔点、较好的耐腐蚀性以及良好的电化学等性能，在超高温、能源等领域具有较大的发展潜力。
目前关于高熵陶瓷的研究，仍处于探索阶段，并且关于高熵陶瓷的制备主要集中于块体的制备，大部分制备方法主要采用过渡金属氧化物、碳化物、硅化物及硼化物为原料，利用热压烧结、放电等离子烧结等方式在高温高压环境下获得致密的高熵块体材料。该类方法目前能成功合成大部分高熵陶瓷。然而，另一方面，该类方法能耗高、制备周期长，且对设备要求高，难以获得高熵陶瓷粉体。截止目前，高熵氮化物陶瓷合成仅有文献(Mechanochemical-Assisted synthesis of High-entropy Metal Nitride via a softUrea Strategy.Advanced Material,2018,30,1707512)。该文献报道了一种(VCrNbMoZr)N的氮化物高熵陶瓷，利用金属卤盐与尿素在高能球磨，之后热处理得到高熵陶瓷粉体。该方法采用活泼性极强的金属卤盐，在合成过程中容易引入形成金属氧化物，且制备产率较低，受到一定的限制。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体及其制备方法。该方法采用氮气及金属氧化物，在700-1200℃温度范围内合成高熵氮化物陶瓷粉体。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明提供的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的制备方法，包括如下步骤：
(1)将ZrO2粉体、TiO2粉体、HfO2粉体、WO3粉体、Mg粉以及氯化物粉体(KCl及NaCl粉体中的一种或两种，当同时选用KCl及NaCl粉体时，需将两种粉体混合均匀)混合，然后球磨均匀(使各粉末混合均匀)，得到混合粉体；
(2)在保护气氛下将步骤(1)所述混合粉体由室温条件下升温进行加热处理，然后冷却至室温，得到含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N粉体；
(3)将步骤(2)所述含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N粉体采用 HCl溶液洗涤，烘干后得到所述(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体。
进一步地，步骤(1)所述混合粉体，按照重量份数计，包括：
Figure BDA0002420779400000021
Figure BDA0002420779400000031
进一步地，步骤(1)所述氯化物粉体为KCl粉体及NaCl粉体中的一种以上。
进一步地，所述氯化物粉体同时选用KCl粉体及NaCl粉体时，所述 KCl粉体与NaCl粉体的质量比为60-100：40-100。
优选地，当步骤(1)所述氯化物粉体选用KCl粉体时候，氯化物粉体的重量份数为60-100份。
优选地，当步骤(1)所述氯化物粉体选用NaCl粉体时候，氯化物粉体的重量份数为40-100份。
进一步地，步骤(1)所述球磨转速为200-400r/min。
进一步地，步骤(1)所述ZrO2粉体、TiO2粉体、HfO2粉体及WO3粉体为等摩尔比。
进一步地，步骤(2)所述保护气氛为氮气，所述升温速率为 1℃/min-10℃/min。
进一步地，步骤(2)所述加热处理的温度为700-1200℃，加热处理的时间为1-10h。
优选地，步骤(2)所述加热处理的温度为1000-1200摄氏度。
进一步地，步骤(3)所述HCl溶液的浓度为10-50wt％(质量百分比浓度)；所述烘干的温度为50-100℃。
本发明提供一种由上述的制备方法制得的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体。
高熵氮化物陶瓷具有优异的电化学性能，在能源、航空及航天等领域具有广泛的潜在应用价值。因此，本发明提供的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N 高熵陶瓷粉体的制备方法，与目前高熵陶瓷的制备方法相比，该方法具有产率高、能耗低的优点，并且能够在较低的温度下获得高纯的高熵陶瓷粉体。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的制备方法，该方法具有制备产率高、周期短、设备要求低、能耗低的优点，并且与目前现有的制备高熵陶瓷的方法相比，该方法能够在较低的温度下获得高纯的氮化物高熵陶瓷粉体，该高熵陶瓷粉体在能源、航空航天等领域具有潜在的应用价值。
附图说明
图1为实施例1制备的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的XRD 示意图；
图2为实施例2制备的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的SEM 及mapping示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
以下实施例及对比例所用到的重量(质量)份数，作为举例，一份重量可以为1g，也可以是本领域常用的任意其他用量。
实施例1
本实施例提供的一种(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取100.00g的KCl粉体、备用；
(2)称取1.23g的ZrO2粉体、0.80g的TiO2粉体、2.10g的HfO2粉体、2.32的WO3粉体、4.86g的Mg粉以及由步骤(1)称取的100.00g的 KCl粉体，在转速为300r/min的转速下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(2)所得的混合粉体在氮气气氛的保护下，以1℃/min 的升温速率由室温升温至1000℃，并在温度为1000℃的条件下保温1h，然后自然冷却至室温，得到所述含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体；
(4)将步骤(3)所述的含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体在质量浓度为10％的HCl溶液下洗涤后，在50℃的温度下烘干，得到高纯的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体，氧元素含量仅为0.31％。图1为制备的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的XRD图谱，可以看出(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷是六方结构。
实施例2
本实施例提供的一种(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取69.00gKCl粉体、31.00gNaCl粉体，混合均匀后备用；
(2)称取2.46gZrO2粉体、1.60gTiO2粉体、4.20g的HfO2粉体、4.64 的WO3粉体、9.72g的Mg粉以及由步骤(1)称取的69.00gKCl粉体、31.00gNaCl粉体，在转速为200r/min的转速下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(2)所得的混合粉体在氮气气氛的保护下，以3℃/min 的升温速率由室温升温至1100℃，并在温度为1100℃的条件下保温3h，然后自然冷却至室温，得到所述含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体；
(4)将步骤(3)所述的含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体在质量浓度为50％的HCl溶液下洗涤后，在90℃的温度下烘干，得到高纯的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体，氧元素含量仅为0.28％。从SEM照片(图2)中可以明显的看出，制备的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N 高熵陶瓷粉体颗粒均匀，部分呈现出片层状，从mapping图(图2)中可以看出，Hf，Ti，Zr，W金属元素没有明显的偏析或富集。
实施例3
本实施例提供的一种(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取69.00gKCl粉体、31.00gNaCl粉体，混合均匀后备用；
(2)称取2.46gZrO2粉体、1.60gTiO2粉体、4.20g的HfO2粉体、4.64 的WO3粉体、9.72g的Mg粉以及由步骤(1)称取的69.00gKCl粉体、 31.00gNaCl粉体，在转速为250r/min的转速下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(2)所得的混合粉体在氮气气氛的保护下，以10℃/min 的升温速率由室温升温至700℃，并在温度为700℃的条件下保温5h，然后自然冷却至室温，得到所述含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体；
(4)将步骤(3)所述的含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体在质量浓度为30％的HCl溶液下洗涤后，在100℃的温度下烘干，得到高纯的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体，氧元素含量仅为0.35％。
实施例4
本实施例提供的一种(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取100.00gNaCl粉体，混合均匀后备用；
(2)称取1.23gZrO2粉体、0.80gTiO2粉体、2.10g的HfO2粉体、2.32 的WO3粉体、4.86g的Mg粉以及由步骤(1)称取的100.00g的NaCl粉体，在转速为400r/min的转速下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(2)所得的混合粉体在氮气气氛的保护下，以7℃/min 的升温速率由室温升温至1200℃，并在温度为1200℃的条件下保温10h，然后自然冷却至室温，得到所述含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体；
(4)将步骤(3)所述的含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体在质量浓度为40％的HCl溶液下洗涤后，在70℃的温度下烘干，得到高纯的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体，氧元素含量仅为0.33％。
实施例5
本实施例提供的一种(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取50.00gKCl粉体、50.00gNaCl粉体，混合均匀后备用；
(2)称取1.23gZrO2粉体、0.80gTiO2粉体、2.10g的HfO2粉体、2.32 的WO3粉体、4.86g的Mg粉以及由步骤(1)称取的50.00gKCl粉体、50.00 gNaCl粉体，在转速为350r/min的转速下混合均匀，得到混合粉体；
(3)将步骤(2)所得的混合粉体在氮气气氛的保护下，以5℃/min 的升温速率由室温升温至1100℃，并在温度为1100℃的条件下保温7h，然后自然冷却至室温，得到所述含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体；
(4)将步骤(3)所述的含有杂质的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体在质量浓度为40％的HCl溶液下洗涤后，在90℃的温度下烘干，得到高纯的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体，氧元素含量仅为0.37％。
下表1为文献(Mechanochemical-Assisted synthesis of High-entropy MetalNitride via a soft Urea Strategy.Advanced Material,2018,30,1707512) 中所报道的合成氮化物高熵粉体所用原料及本发明所用原料的价格对比 (来自aladdin官网，https://www.aladdin-e.com/)，可以明显的看出本发明所用的氧化物原料均具有较低的价格，并且实施例获得的 (Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体的产率均在90％以上，而文献 (Mechanochemical-Assisted synthesis of High-entropy Metal Nitride via asoft Urea Strategy.Advanced Material,2018,30,1707512)中合成的氮化物高熵粉体考虑到过渡金属氯化物容易水解等因素，显然其产率并不能达到 90％以上。
表1文献中所用原料及本发明所用原料价格对比
Figure BDA0002420779400000081
Figure BDA0002420779400000091
此外，本发明制备的(Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25)N高熵陶瓷粉体与发明专利(申请号201810434858.7)制备(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体的方法相比，本发明所用最高温度为1200℃，而专利(申请号201810434858.7)中制备碳化物高熵粉体所用温度至少为1700℃，因此本发明具有较低温度下获得氮化物高熵粉体的优势。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将ZrO2粉体、TiO2粉体、HfO2粉体、WO3粉体、Mg粉以及氯化物粉体混合，然后球磨均匀，得到混合粉体；
（2）在保护气氛下将步骤（1）所述混合粉体升温进行加热处理，然后冷却至室温，得到含有杂质的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N粉体；
（3）将步骤（2）所述含有杂质的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N粉体采用HCl溶液洗涤，烘干后得到所述（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体。
2.根据权利要求1所述的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述混合粉体，按照重量份数计，包括：
氯化物粉体 40-200份；
ZrO2 粉体 0.5-5份；
TiO2 粉体 0.5-5份；
HfO2 粉体 0.5-5份；
WO3 粉体 0.5-5份；
Mg 粉 1-10份。
3.根据权利要求1所述的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氯化物粉体为KCl粉体及NaCl粉体中的一种以上。
4.根据权利要求3所述的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，所述氯化物粉体同时选用KCl粉体及NaCl粉体时，所述KCl粉体与NaCl粉体的质量比为60-100：40-100。
5.根据权利要求1所述的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述球磨转速为200-400r/min。
6.根据权利要求1所述的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述ZrO2粉体、TiO2粉体、HfO2粉体及WO3粉体为等摩尔比。
7.根据权利要求1所述的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述保护气氛为氮气，所述升温速率为1℃/min-10℃/min。
8.根据权利要求1所述的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述加热处理的温度为700-1200℃，加热处理的时间为1-10h。
9.根据权利要求1所述的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述HCl溶液的质量百分比浓度为10-50wt%；所述烘干的温度为50-100℃。
10.一种由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的（Hf0.25Ti0.25Zr0.25W0.25）N高熵陶瓷粉体。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112830785A (zh) * 2021-01-19 2021-05-25 山东大学 一种层状高熵双硼碳化物陶瓷粉体及其制备方法
CN112875703A (zh) * 2021-01-08 2021-06-01 北京航空航天大学 高熵二维材料、高熵max相材料及其制备方法
CN113773089A (zh) * 2021-08-27 2021-12-10 郑州大学 一种高熵二硅化物及其制备方法
CN114573345A (zh) * 2022-03-24 2022-06-03 郑州大学 一种钙钛矿型高熵高发射率陶瓷涂层镀膜液的制备方法及应用
CN115536398A (zh) * 2022-10-13 2022-12-30 北方民族大学 一种软机械力化学辅助氮化物热还原制备高熵氮化物亚微米粉体的方法
CN115611242A (zh) * 2022-10-08 2023-01-17 武汉理工大学 一种难熔金属高熵氮化物粉体及其制备方法
CN116041071A (zh) * 2022-12-28 2023-05-02 广东工业大学 一种高熵氮化物/塞隆复合陶瓷及其制备方法和应用

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4560444A (en) * 1983-12-29 1985-12-24 Uop Inc. Gas detection with novel electrolyte membrane and solid internal reference
JPS61164632A (ja) * 1985-01-17 1986-07-25 Fuji Sekiyu Kk 界面活性物質の製造法
US6410471B2 (en) * 2000-03-07 2002-06-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for preparation of sintered body of rare earth oxide
CN1724469A (zh) * 2001-07-03 2006-01-25 本田技研工业株式会社 多元系陶瓷粉末的制造方法和烧结体的制造方法
EP1674513A1 (de) * 2004-12-23 2006-06-28 REHAU AG + Co TPV-Alternative
JP4068803B2 (ja) * 2000-12-19 2008-03-26 本田技研工業株式会社 多元系セラミックス粉末およびその製造方法
CN102557634A (zh) * 2012-01-16 2012-07-11 四川大学 多组分微量共掺杂锆钛酸锶钡基微粉制备方法
CN102633502A (zh) * 2012-05-07 2012-08-15 昆明理工大学 一种制备纳米钛酸钡粉体的方法
CN104630706A (zh) * 2015-01-21 2015-05-20 北京科技大学 一种高性能光热转化多基元合金氮化物薄膜及其制备方法
CN108220880A (zh) * 2018-01-30 2018-06-29 上海新弧源涂层技术有限公司 一种高硬度高耐蚀性高熵合金氮化物涂层及其制备方法
CN108911751A (zh) * 2018-06-30 2018-11-30 华南理工大学 一种ZrHfTaNbTiC超高温高熵陶瓷材料及其制备方法
CN109516811A (zh) * 2018-10-15 2019-03-26 广东工业大学 一种具有多元高熵的陶瓷及其制备方法和应用
CN109863224A (zh) * 2016-08-26 2019-06-07 地方独立行政法人神奈川县立产业技术综合研究所 氮化物荧光体粒子分散型赛隆陶瓷、荧光部件、氮化物荧光体粒子分散型赛隆陶瓷的制造方法
CN110606740A (zh) * 2019-09-11 2019-12-24 中国科学院金属研究所 高熵稀土铪酸盐陶瓷材料及其制备方法
CN110627508A (zh) * 2019-08-28 2019-12-31 广东工业大学 一种高熵硼化物基陶瓷及其制备方法和应用
CN110735076A (zh) * 2019-09-04 2020-01-31 广东工业大学 一种高熵金属陶瓷及其制备方法和应用

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4560444A (en) * 1983-12-29 1985-12-24 Uop Inc. Gas detection with novel electrolyte membrane and solid internal reference
JPS61164632A (ja) * 1985-01-17 1986-07-25 Fuji Sekiyu Kk 界面活性物質の製造法
US6410471B2 (en) * 2000-03-07 2002-06-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for preparation of sintered body of rare earth oxide
JP4068803B2 (ja) * 2000-12-19 2008-03-26 本田技研工業株式会社 多元系セラミックス粉末およびその製造方法
CN1724469A (zh) * 2001-07-03 2006-01-25 本田技研工业株式会社 多元系陶瓷粉末的制造方法和烧结体的制造方法
EP1674513A1 (de) * 2004-12-23 2006-06-28 REHAU AG + Co TPV-Alternative
CN102557634A (zh) * 2012-01-16 2012-07-11 四川大学 多组分微量共掺杂锆钛酸锶钡基微粉制备方法
CN102633502A (zh) * 2012-05-07 2012-08-15 昆明理工大学 一种制备纳米钛酸钡粉体的方法
CN104630706A (zh) * 2015-01-21 2015-05-20 北京科技大学 一种高性能光热转化多基元合金氮化物薄膜及其制备方法
CN109863224A (zh) * 2016-08-26 2019-06-07 地方独立行政法人神奈川县立产业技术综合研究所 氮化物荧光体粒子分散型赛隆陶瓷、荧光部件、氮化物荧光体粒子分散型赛隆陶瓷的制造方法
CN108220880A (zh) * 2018-01-30 2018-06-29 上海新弧源涂层技术有限公司 一种高硬度高耐蚀性高熵合金氮化物涂层及其制备方法
CN108911751A (zh) * 2018-06-30 2018-11-30 华南理工大学 一种ZrHfTaNbTiC超高温高熵陶瓷材料及其制备方法
CN109516811A (zh) * 2018-10-15 2019-03-26 广东工业大学 一种具有多元高熵的陶瓷及其制备方法和应用
CN110627508A (zh) * 2019-08-28 2019-12-31 广东工业大学 一种高熵硼化物基陶瓷及其制备方法和应用
CN110735076A (zh) * 2019-09-04 2020-01-31 广东工业大学 一种高熵金属陶瓷及其制备方法和应用
CN110606740A (zh) * 2019-09-11 2019-12-24 中国科学院金属研究所 高熵稀土铪酸盐陶瓷材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIN,TIAN: "Mechanochemical-Assisted synthesis of High-entropy Metal Nitride via a soft Urea Strategy", 《ADVANCED MATERIAL》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112875703A (zh) * 2021-01-08 2021-06-01 北京航空航天大学 高熵二维材料、高熵max相材料及其制备方法
CN112830785A (zh) * 2021-01-19 2021-05-25 山东大学 一种层状高熵双硼碳化物陶瓷粉体及其制备方法
CN113773089A (zh) * 2021-08-27 2021-12-10 郑州大学 一种高熵二硅化物及其制备方法
CN114573345A (zh) * 2022-03-24 2022-06-03 郑州大学 一种钙钛矿型高熵高发射率陶瓷涂层镀膜液的制备方法及应用
CN115611242A (zh) * 2022-10-08 2023-01-17 武汉理工大学 一种难熔金属高熵氮化物粉体及其制备方法
CN115611242B (zh) * 2022-10-08 2024-02-02 武汉理工大学 一种难熔金属高熵氮化物粉体及其制备方法
CN115536398A (zh) * 2022-10-13 2022-12-30 北方民族大学 一种软机械力化学辅助氮化物热还原制备高熵氮化物亚微米粉体的方法
CN115536398B (zh) * 2022-10-13 2023-03-14 北方民族大学 一种软机械力化学辅助氮化物热还原制备高熵氮化物亚微米粉体的方法
CN116041071A (zh) * 2022-12-28 2023-05-02 广东工业大学 一种高熵氮化物/塞隆复合陶瓷及其制备方法和应用
CN116041071B (zh) * 2022-12-28 2024-01-09 广东工业大学 一种高熵氮化物/塞隆复合陶瓷及其制备方法和应用

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