[发明专利]一种具有高温强度和硬度的高熵陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有高温强度和硬度的高熵陶瓷，其特征在于，所述高熵陶瓷的分子式为（Hf_xZr_yW_zMo_nTi_m）B₂，其中，0x1，0y1，0z1，0n1，0m1；且满足x+y+z+n+m=1；所述高熵陶瓷是将HfO₂、ZrO₂、WO₃、MoO₃、TiO₂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（Hf_xZr_yW_zMo_nTi_m）B₂超高温高熵陶瓷粉末，再采用放电等离子烧结将超高温高熵陶瓷粉末升温至1000~1400℃时充入保护气氛，然后升温至1800~2200℃煅烧制得；所述HfO₂、ZrO₂、WO₃、MoO₃和TiO₂的纯度均≥99.9%，所述HfO₂、ZrO₂、WO₃、MoO₃和TiO₂的粒径均为1~2μm；所述陶瓷在1000~1500℃热处理后重量变化率为0.3~0.5%；硬度为28~42GPa，断裂韧性为5~10MPa·m^1/2，室温抗弯强度为800~1500MPa，1000~1600℃的高温强度为800~1500MPa。

2.根据权利要求1所述的具有高温强度和硬度的高熵陶瓷，其特征在于，所述高熵陶瓷的分子式为（Hf_xZr_yW_zMo_nTi_m）B₂，其中，0.1≤x≤0.9，0.1≤y≤0.9，0.1≤z≤0.9，0.1≤n≤0.9，0.1≤m≤0.9，且满足x+y+z+n+m=1。

3.根据权利要求1所述的具有高温强度和硬度的高熵陶瓷，其特征在于，所述陶瓷的相对密度98%。

4.根据权利要求1所述的具有高温强度和硬度的高熵陶瓷，其特征在于，所述的超高温高熵陶瓷粉末（Hf_xZr_yW_zMo_nTi_m）B₂的纯度99.0-99.9wt%，所述的超高温高熵陶瓷粉末的粒径为0.1~1µm，所述的超高温高熵陶瓷粉末的氧含量为0.1~0.5wt%。

5.根据权利要求1所述的具有高温强度和硬度的高熵陶瓷，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所述的具有高温强度和硬度的高熵陶瓷，其特征在于，所述保护气氛为N₂或Ar。

7.根据权利要求1所述的具有高温强度和硬度的高熵陶瓷，其特征在于，所述升温至800~1200℃和升温至1400~1600℃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。