(TiZrHfNbTaMe)C（Me=V,Cr,Mo,W）高熵陶瓷的显微组织与性能
发布时间：2022-01-25 13:11
高熵陶瓷因独特的成分、微结构、可调控性以及各种潜在应用引起了广泛关注。本课题采用直接热压烧结及碳热还原辅助热压烧结两种方法首次制备出了四种不同组元的（TiZrHfNbTaMe）C（Me=V,Cr,Mo,W）高熵陶瓷。对比研究了四种六元碳化物高熵陶瓷的物相、组织结构和性能;研究了热处理温度对四种六元高熵陶瓷组织结构的影响,探究了Me元素对高熵陶瓷的氧化行为的影响。使用碳化物粉体,采用1850℃保温1h,2200℃保温1h,加压30MPa的热压烧结工艺制备出面心立方结构的单相（TiZrHfNbTaMe）C（Me=Cr,Mo,W）高熵陶瓷,其中（TiZrHfNbTaMo）C高熵陶瓷的力学性能最优,其弹性模量、抗弯强度、维氏硬度和断裂韧性分别为507±9.38GPa、403±10MPa、23.3±0.39GPa、4.1±0.35MPa?m1/2。除Zr元素存在少量富集,其余元素在陶瓷内分布均匀。经实验发现以氧化物和炭黑为原料制备所需的碳化物粉体可以有效的避免氧污染,首先采用热力学软件FactSage7.2进行计算,计算表明在100MPa的条件下,ZrO2
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(Hf,Ta,Zr,Ti)C和(Hf,Ta,Zr,Nb)C陶瓷XRD图谱
时后的物相没有明显的相分解现象，说明其热稳定比较好。Jieyang Zhou 等人以单相的碳化物原料粉，采用湿法球磨混合，然后使用放电等离子设备在 1500°C1700°C、1900°C 和 1950°C 下制备 (Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C 高熵陶瓷粉体，根据图 1-2 的 XRD 图谱和透射结果显示，在 1950°C 下成功制备了单相面心立方结构的(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C 高熵陶瓷粉体，粉体的粒径约为 2μm。
以氧化物为原料，需要将氧化物中的氧完全除掉，不然会造成亲氧元素的 Zr 元素的富集；以碳化物为原料需要注意在高能球磨的时候，由于粉体的粒径 在 nm 级 ， 活 性 非 常 的 大 ， 容 易 造 成 氧 化 ； 三 种 方 式 制 备 的(W0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C 高熵陶瓷致密度都在 95%以上，其中以氧化物为原料烧结的高熵陶瓷致密最高，达 99.9%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]High porosity and low thermal conductivity high entropy(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2C[J]. Heng Chen,Huimin Xiang,Fu-Zhi Dai,Jiachen Liu,Yiming Lei,Jie Zhang,Yanchun Zhou. Journal of Materials Science & Technology. 2019(08)
[2]陶瓷-金属复合材料制备分析及研究[J]. 赵娇娇. 冶金管理. 2019(03)
[3]超高温陶瓷基复合材料制备与性能的研究进展[J]. 齐方方,王子钦,李庆刚,王志,史国普,吴俊彦,李金凯. 济南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]过渡金属碳化物的研究与应用进展[J]. 李长海,汪颖军,孙丽丽,王国强. 宁波化工. 2007(Z2)
[5]过渡金属碳化物的研究与应用进展[J]. 李长海,汪颖军,孙丽丽,王国强. 宁波化工. 2007 (Z2)
[6]碳化物陶瓷的研究现状及发展趋势[J]. 刘欣,李家科,赵越清,范学运. 中国陶瓷. 2005(03)
[7]氮─碳化物陶瓷的研究现状及进展（上）[J]. 肖汉宁. 陶瓷工程. 1996(05)
本文编号：3608596
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(Hf,Ta,Zr,Ti)C和(Hf,Ta,Zr,Nb)C陶瓷XRD图谱
时后的物相没有明显的相分解现象，说明其热稳定比较好。Jieyang Zhou 等人以单相的碳化物原料粉，采用湿法球磨混合，然后使用放电等离子设备在 1500°C1700°C、1900°C 和 1950°C 下制备 (Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C 高熵陶瓷粉体，根据图 1-2 的 XRD 图谱和透射结果显示，在 1950°C 下成功制备了单相面心立方结构的(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C 高熵陶瓷粉体，粉体的粒径约为 2μm。
以氧化物为原料，需要将氧化物中的氧完全除掉，不然会造成亲氧元素的 Zr 元素的富集；以碳化物为原料需要注意在高能球磨的时候，由于粉体的粒径 在 nm 级 ， 活 性 非 常 的 大 ， 容 易 造 成 氧 化 ； 三 种 方 式 制 备 的(W0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C 高熵陶瓷致密度都在 95%以上，其中以氧化物为原料烧结的高熵陶瓷致密最高，达 99.9%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]High porosity and low thermal conductivity high entropy(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2C[J]. Heng Chen,Huimin Xiang,Fu-Zhi Dai,Jiachen Liu,Yiming Lei,Jie Zhang,Yanchun Zhou. Journal of Materials Science & Technology. 2019(08)
[2]陶瓷-金属复合材料制备分析及研究[J]. 赵娇娇. 冶金管理. 2019(03)
[3]超高温陶瓷基复合材料制备与性能的研究进展[J]. 齐方方,王子钦,李庆刚,王志,史国普,吴俊彦,李金凯. 济南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]过渡金属碳化物的研究与应用进展[J]. 李长海,汪颖军,孙丽丽,王国强. 宁波化工. 2007(Z2)
[5]过渡金属碳化物的研究与应用进展[J]. 李长海,汪颖军,孙丽丽,王国强. 宁波化工. 2007 (Z2)
[6]碳化物陶瓷的研究现状及发展趋势[J]. 刘欣,李家科,赵越清,范学运. 中国陶瓷. 2005(03)
[7]氮─碳化物陶瓷的研究现状及进展（上）[J]. 肖汉宁. 陶瓷工程. 1996(05)
本文编号：3608596
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3608596.html
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