[发明专利]一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷及其应用

权利要求书

1.一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于；通过下述步骤制备：

步骤一

按质量比，HfC：HfN＝(1-7):1，优选1-3:1；配取HfC粉末、HfN粉末，将配取的HfC粉末、HfN粉末与碳粉、氮化碳粉末混合均匀；得到混合粉末；碳粉的加入量不超过混合粉体质量的8.0wt％；氮化碳粉的加入量不超过混合粉体质量的5.0wt％；

步骤二

对步骤一所得混合粉末进行放电等离子烧结，得到长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷；放电等离子烧结的条件为：烧结炉内温度为1500-2400℃，保温5-60分钟，升温速率为5-150℃/min，降温速率为5-150℃/min，压力为20-60Mpa，真空度小于5Pa。优选烧结条件为：烧结炉内温度为1900-2100℃，保温10-20分钟，升温速率为100-120℃/min，降温速率为100-120℃/min，压力为30-50Mpa，真空度小于5Pa。

2.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于：步骤一中，按质量比，HfC：HfN＝(1-3):1配取HfC粉末、HfN粉末，将配取的HfC粉末、HfN粉末与碳粉、氮化碳粉末混合均匀；得到混合粉末；碳粉的加入量大于0且不超过混合粉体质量的8.0wt％；氮化碳粉的加入量大于0且不超过混合粉体质量的5.0wt％。

3.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于：步骤一中所述HfC粉末和HfN粉末的为纳米级粉末或微米级粉末。作为优选方案，所述HfC粉末和HfN粉末的粒径均小于等于10微米、碳粉的粒径小于等于10微米、氮化碳的粒径小于等于10微米。作为进一步的优选方案，所述HfC粉末和HfN粉末的粒径均小于等于3微米，碳粉的粒径小于等于3微米、氮化碳的粒径小于等于3微米。

4.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于：步骤一中所述HfC粉末和HfN粉末的纯度均大于等于99.9％。

5.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于：通过湿法球磨的方式实现各原料粉末的混合均匀；所述湿法球磨时：控制球磨转速为200-400r/min，球磨时间为12-24h，球料比为3-10：1。

6.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于：湿法球磨时，采用的球磨介质为有机物；优选为乙醇。湿法球磨后，在真空气氛下于50-150℃干燥8-12h后过325目筛，取筛下物作为等离子烧结的备用料。

7.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于：所得产品的致密度大于等于98％且C/N含量分布均匀；优选为所得产品的致密度大于等于99.5％且C/N含量分布均匀。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于：在3000℃氧乙炔焰环境下烧蚀300s后质量烧蚀率为8×10^-3～9×10^-1mg/s，线烧蚀率为1×10^-5mm/s～3×10^-3mm/s。

9.根据权利要求7所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷，其特征在于：按照HfC和HfN粉末的质量比为3:1配取HfC和HfN粉末所制备的产品；在3000℃氧乙炔焰环境下烧蚀300s后质量烧蚀率和线烧蚀率分别为8×10^-3mg/s、1×10^-5mm/s。

10.一种如权利要求1-7任意一项所述长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷的应用，其特征在于：包括将其用于3000℃及以上超高温抗烧蚀防护。