[发明专利]一种超细高熵固熔体粉末及其制备方法和应用

说明书

本发明属于陶瓷材料技术领域，公开了一种超细高熵固熔体粉末及其制备方法和应用。所述固熔体粉末是将金属氧化物和无定型硼粉为原料粉体，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800～1200℃保温Ⅰ，再升温至1400～1600℃保温Ⅱ，经研磨过筛制得，所述氧化物为HfO₂、ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Cr₂O₃、TiO₂或MoO₃中的一种以上，所述金属氧化物中金属原子间的摩尔比相同。该固熔体粉末存在均一固熔体相，具有颗粒尺寸小，组分均匀稳定的优点。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，更具体地，涉及一种超细高熵固熔体粉末及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，对于金属高熵合金(HEAs)的制造与其性能的研究已引起了很多研究者的兴趣。HEAs作为结构材料，在高温应用、氢储存材料抗辐射材料，电子、精密电阻电磁屏蔽材料、软磁材料、热电材料功能涂料、抗菌材料等的应用很广泛。通常，在同等浓度的金属高熵合金中可以混入五种或更多的元素，以产生最大的摩尔配位熵。由于组分的增加，用于探索和发现新材料的组合空间大大增加。但是大多数成分不会形成均一的单相。高熵陶瓷具有高强度、硬度、优异的耐磨性、优异的耐高温强度、良好的结构稳定性和良好的耐蚀性和抗氧化性。但是只有少量的报道成功制备出高熵陶瓷，因此关于这些材料及其特性还有很多需要研究的地方。

难熔金属的硼化物，ZrB₂、HfB₂、NbB₂、TaB₂、CrB₂、TiB₂和MoB₂因其优异的物理、化学和机械性能而备受关注。仅报道的合成出高熵硼化物陶瓷均采用商业购买的多种硼化物，高能球磨后进行烧结，其粉末粒径较大，因此，原料细粉末的合成与单相高熵陶瓷的制备还存在困难。专利CN201611021565.3虽然也制备出了较细的硼化物粉末，但该专利只是固溶少量硼化物实现单一过渡金属硼化物细粉的合成，并不属于高熵陶瓷领域。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，提供一种超细高熵陶瓷粉末。该陶瓷粉末存在均一固溶体相，具有颗粒尺寸小，组分均匀稳定的优点。

本发明另一目的在于提供上述超细高熵陶瓷粉末的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述超细高熵陶瓷粉末的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种超细高熵固熔体粉末，所述固熔体粉末是将金属氧化物和无定型硼粉为原料粉体，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800～1200℃保温Ⅰ，再升温至1400～1600℃保温Ⅱ，经研磨过筛制得。

优选地，所述氧化物为HfO₂、ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Cr₂O₃、TiO₂或MoO₃中的一种以上，所述金属氧化物中金属原子间的摩尔值为0.1～0.9。

优选地，所述金属氧化物的纯度为99.0～99.9wt％，金属氧化物的粒径为0.1～10μm，所述无定型硼粉的纯度为95～99wt％，所述无定型硼粉的粒径为0.1～10μm；所述固熔体粉末的粒径为0.1～1μm，所述固熔体粉末中的氧含量为0.1～0.5wt％，所述固熔体粉末中的碳含量为0.1～0.5wt％。