[發明專利]一種長棒狀β-SiAlON增韌的高熵碳化物陶瓷及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110334256.6
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113402279A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 郭偉明;周宇章;羅嗣春;林華泰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/56;C04B35/80;C04B35/622
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 張燕玲

1.一種長棒狀β-SiAlON增韌的高熵碳化物陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟：將微米級高純度的TiC、ZrC、HfC、VC、WC、TaC、NbC中的任意五種碳化物等摩爾比混合作為高熵碳化物陶瓷基體，再加入Si₃N₄、Al₂O₃、AlN與燒結助劑Y₂O₃，經球磨得到混合粉體，其將用于制備長棒狀的β-SiAlON相作為增韌相；將混合粉體分裝入石墨模具中，在保護氣氛下，軸向施加壓力30～40MPa，升溫至1850～2200℃進行SPS燒結，得到長棒狀β-SiAlON增韌的高熵碳化物陶瓷；所述增韌相的添加量為混合粉體總質量的10～40％。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的長棒狀β-SiAlON增韌的高熵碳化物陶瓷的致密度為96～99％，維氏硬度為23～26GPa，斷裂韌性為5～7MPa·m^1/2。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述微米級高純度的TiC、ZrC、HfC、VC、WC、TaC、NbC的純度均為99～100％。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述球磨為輥式球磨，是以無水乙醇為溶劑，以碳化鎢球為球磨介質；所述球磨的轉速為150～500r/min，所述球磨的時間為8～24h。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述燒結助劑Y₂O₃占混合粉體總質量的0.3～1.5％。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述保護氣氛為氬氣。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述升溫的速率為50～200℃/min；所述燒結的時間為10～20min。

8.一種根據權利要求1～7任一項所述的制備方法制備得到的長棒狀β-SiAlON增韌的高熵碳化物陶瓷。

9.根據權利要求8所述的長棒狀β-SiAlON增韌的高熵碳化物陶瓷在制備高溫場合下的支撐零件、保護外殼或結構復雜的結構件中的應用。