[发明专利]一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的制备方法和应用

权利要求书

1.一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的制备方法，其特征在于所述的高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的相对密度97%，室温硬度为35GPa~40GPa，三点弯曲强度为800MPa~1100MPa，断裂韧性为6MPa·m^1/2~8MPa·m^1/2，其制备方法是按以下步骤完成的：

一、以二硼化锆、二硼化铪、二硼化铌、二硼化钽和碳化钛粉体为原料，采用高能球磨法混粉，得到混合粉末；

步骤一中所述的混合粉末中碳化钛粉体的摩尔分数为30%~70%；

步骤一中所述的二硼化锆、二硼化铪、二硼化铌和二硼化钽的摩尔比为1:1:1:1；

二、将混合粉末置于模具中进行烧结，得到高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一中所述的混合粉末中碳化钛粉体的摩尔分数为50%。

3.根据权利要求1所述的一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一中所述的二硼化锆、二硼化铪、二硼化铌、二硼化钽和碳化钛粉体的纯度均99.0wt.%，粉体粒径D50均在0.1~10μm。

4.根据权利要求1所述的一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一中所述的高能球磨法的工艺参数为：球料比为(10~100):1，球磨时间为10~40h，球磨机转速为200~600r/min；球磨罐和磨球材质为硬质合金。

5.根据权利要求1所述的一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的制备方法，其特征在于步骤二中所述的烧结为热压烧结。

6.根据权利要求5所述的一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的制备方法，其特征在于步骤二中热压烧结工艺为：先从室温升温至1500℃~1700℃，在1500℃~1700℃下保温0.5h~1h，保温结束后向炉体内通入惰性气体，在惰性气体气氛下升温至烧结温度1900℃~2000℃，在1900℃~2000℃和烧结压力为30MPa~50MPa的条件下保温时间0.5h~2h，升降温速率10℃/min~40℃/min。

7.根据权利要求6所述的一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的制备方法，其特征在于所述的惰性气体为氩气、氦气或氪气；所述的升温速率为10℃/min~40℃/min。

8.如权利要求1~7任意一项所述的制备方法制备的一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷的应用，其特征在于一种高强韧二硼化物-碳化物复相高熵陶瓷在核反应堆和超高温领域中应用。