[发明专利]一种多元金属碳化物改性的碳基材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多元金属碳化物改性的碳基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：以金属单质Hf为反应源，以金属氟酸盐混合物为活性剂，以NaCl与KCl的混合盐为熔盐介质；

称取金属单质Hf、金属氟酸盐混合物和NaCl与KCl的混合盐，混合均匀，获得混合料；

所述金属氟酸盐混合物包括两种或三种不同金属的金属氟酸盐，所述金属氟酸盐为K₂TiF₆、K₂ZrF₆和K₂TaF₇中的至少两种；

S2：以石墨为基体，将所述石墨和所述混合料分别置于真空炉中；

S3：对真空炉反复进行抽真空-充入惰性气体的操作，然后充入惰性气体并让惰性气体在真空炉内保持流通状态，之后对所述混合料加热以使熔盐介质呈熔融状态，获得熔盐混合物；所述加热的温度为900~1100℃，时间为1~3h；

S4：将所述石墨没入所述熔盐混合物中，保温以使熔盐混合物渗透进入石墨表面并产生反应，取出石墨，清洗；所述保温的温度为900~1100℃，时间为2~4h；

S5：在惰性气体下，对经S4的石墨进行烧结，得到多元金属碳化物改性的碳基材料；所述烧结的温度为1800~2400℃，时间为1~3h；

所述碳基材料以石墨为基体，所述石墨的表面具有多元金属碳化物梯度涂层，所述涂层为(Hf,Zr,Ti)C、(Hf,Ti,Ta)C、(Hf,Zr,Ta)C和(Hf,Ti,Zr,Ta)C中的一种。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述金属氟酸盐混合物为K₂TiF₆与K₂ZrF₆的混合物，所述K₂TiF₆与K₂ZrF₆的摩尔比为（1:2）~（2:1）。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述金属氟酸盐混合物为K₂TiF₆与K₂TaF₇的混合物，所述K₂TiF₆与K₂TaF₇的摩尔比为（1:2）~（2:1）。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述金属氟酸盐混合物为K₂ZrF₆与K₂TaF₇的混合物，所述K₂ZrF₆与K₂TaF₇的摩尔比为（1:2）~（2:1）。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述金属氟酸盐混合物为K₂TiF₆、K₂ZrF₆与K₂TaF₇的混合物，所述K₂TiF₆、K₂ZrF₆与K₂TaF₇的摩尔比为（2~1）:（1~2）：（1~2）。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述金属单质Hf与金属氟酸盐混合物的摩尔比为（2:1）~（1:2）。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述熔盐介质为具有共晶成分的NaCl和KCl体系，NaCl与KCl的摩尔比为（1:1）~（1:1.5）。

8.一种多元金属碳化物改性的碳基材料，其特征在于，由权利要求1~7任一项所述制备方法制备得到；所述多元金属碳化物梯度涂层厚度为80~700μm。