高熵碳化物陶瓷粉体合成研究
高熵碳化物陶瓷的制备及性能研究
高熵碳化物陶瓷的制备及性能研究摘要：高熵碳化物是近年来科研工作者受到高熵合金启发而发展的一种新型材料，它具有多种优异性能，包括优良的力学性能、良好的抗氧化性能、良好的热稳定性以及低导热率。
本文对高熵碳化物陶瓷的制备工艺以及性能特点进行了总结，并对高熵碳化物陶瓷的发展方向进行展望。
关键词：高熵陶瓷；制备工艺；性能当传统材料的发展越来越趋近于其极限、无法满足各行业新技术日益增长的需要时，开发新材料变得尤为重要。
“高熵”是近年来出现的新的材料设计理论，目前已成为材料研究领域的一大热点，其概念最初由高熵合金发展而来。
随着研究的不断深入，高熵的概念逐渐拓展到陶瓷材料中，因此本文总结了高熵碳化物陶瓷的制备工艺以及性能特点，并对未来发展方向进行了展望。
1高熵碳化物陶瓷的制备目前高熵碳化物粉体的方法有固相法、熔盐法、液相法等等。
Zhou J等[1]以单相碳化物粉体为原料，使用放电等离子体烧结制备(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Hf0.2)C高熵陶瓷粉体，在1950℃下合成的高熵粉体粒径约为2μm。
Feng L等[2]通过碳热还原的方法制备了(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Ta0.2Hf0.2)C高熵陶瓷粉体，先在1600℃下还原先得到复合碳化物粉体，当保温温度提高到2000℃时，可得到粒径约为550nm的面心立方单相碳化物粉体。
褚衍辉团队[3]利用熔盐法在较低温度下制备了平均粒径80nm的(Ta0.25Nb0.25Ti0.25V0.25)C粉体。
对于高熵碳化物陶瓷块体的合成，目前大多使用放电等离子烧结和热压烧结，以及通过高能球磨直接制得高熵陶瓷。
Wang H X等[4]将等摩尔量的金属碳化物粉末在低温行星球磨机中混合均匀后，采用放电等离子体烧结得到了(Hf0.2Ta0.2Zr0.2Ti0.2Nb0.2)C-xSiC高熵陶瓷。
Ye等[5]将碳化物粉末湿法球磨24h，然后放入模具，压成小块，利用热压烧结制备了(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C高熵陶瓷。
高熵氧化物陶瓷的研究进展与展望
郭鑫,解勤兴(天津工业大学材料科学与工程学院,天津300160)高熵氧化物陶瓷是具有独特结构和物理化学性能的新型材料,成为了国内外研究的热点之一。
本文主要介绍了高熵氧化物陶瓷的分类;归纳了制备高熵氧化物陶瓷的方法;总结了高熵氧化物陶瓷在催化材料、锂电池电极材料、磁性材料以及介电材料等领域的应用。
最后简述高熵氧化物陶瓷的发展现状,展望了高熵氧化物陶瓷未来的发展趋势。
;制备方法;应用;发展趋势随着现代科技迅猛的发展，传统材料性能已无法适应现如今技术发展的需求，研发具有优异性能的新型材料显得尤为重要。
回顾材料发展的历史进程，界面工程[1]、基因工程[2]以及高通量计算[3]等技术方法为新型材料的研发提供了强有力的指导作用。
近些年来，“高熵材料”的问世为新型材料的研发提供了新颖的设计理念和思路。
高熵材料一般由多个不同元素（5种或5种以上）以等摩尔或近等摩尔比制备而成的固溶体结构材料[4]。
2004年，Yeh[5]教授指出形成单一相的固溶体与混合物的构型熵有关，从而提出“高熵合金”概念。
高熵合金材料因其独特的结构和优异的性能，如巨介电性能[6]、高效的电化学性能[7]以及独特的催化性能[8]，很快便引起各国研究学者对高熵材料的关注与研发。
随着高熵材料体系的不断增加，人们对它的认识日渐加深。
之后，越来越多的学者将“高熵合金”的概念延伸到了其他领域。
2015年，Rost[9]团队采用高温固相反应法首次研发出了等摩尔比的五主元岩盐型高熵氧化物陶瓷。
等摩尔比的岩盐型(Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2)O高熵陶瓷的成功问世，证实了制备高熵陶瓷的可能性。
自此之后，国内外研究人员相继开发出种类繁多的高熵陶瓷体系。
依据化学成分的不同，主要划分为氧化物高熵陶瓷和非氧化物高熵陶瓷两大类。
其中氧化物高熵陶瓷可依晶体结构的不同进一步细分为：岩盐型高熵陶瓷[10]、钙钛矿型高熵陶瓷[11]、萤石型高熵陶瓷[12]等。
(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体及高熵陶瓷粉体和高熵陶瓷块体的制备方法[
专利名称：(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体及高熵陶瓷粉体和高熵陶瓷块体的制备方法
专利类型：发明专利
发明人：王一光,王毅,王皓轩,陈意高,任科
申请号：CN201810434858.7
申请日：20180509
公开号：CN108439986A
公开日：
20180824
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种(HfTaZrTiNb)C高熵陶瓷粉体及高熵陶瓷粉体和高熵陶瓷块体的制备方法，通过高能球磨法将五种面心立方(FCC)碳化物粉体制成陶瓷粉体，然后采用放电等离子方法实现高熵陶瓷块体的制备，能够在1700℃‑2350℃温度范围内实现陶瓷的快速烧结，获得具有单相面心立方(FCC)结构的高熵陶瓷。
本发明解决了(HfTaZrTiNb)C高熵块体陶瓷的制备问题，通过严格控制放电等离子烧结炉或热压炉参数，并通过XRD进行表征，最终获得具有FCC结构的高熵陶瓷，丰富了陶瓷材料体系。
申请人：西北工业大学
地址：710072 陕西省西安市友谊西路127号
国籍：CN
代理机构：西北工业大学专利中心
代理人：王鲜凯
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高熵陶瓷 碳化物等比例
高熵陶瓷碳化物等比例高熵陶瓷和碳化物等比例混合的技术，在当今的材料科学领域引起了广泛的关注。
这种新型材料结构紧密、外观美观、性能优越，能够应用于诸如电子元件、航空制造、高速船舶、动力机械等领域。
下面将分步骤阐述高熵陶瓷和碳化物等比例的制作技术。
第一步，选材。
高熵陶瓷通常是由两种或更多种高熔点的陶瓷或金属元素组成的。
其中一些工程材料有氧化铝（Al2O3），氧化锆（ZrO2），氮化硅（Si3N4），氮化铝（AlN）和碳化硅（SiC）。
同时，在选择碳化物作为混合物中的一种材料时，碳化硅是首选材料之一，因为它具有高的硬度、强度和耐磨性，不仅能够增强新型材料的物理性能，还能提高其综合性能。
第二步，粉末混合。
选定需要的陶瓷和碳化物材料之后，需要将它们混合起来，以获得所需的等比例混合物。
混合可采用高能球磨、热同步球磨等方法，将粉末放入球磨罐中，与砂石球混合并高速旋转磨合，使其细化并均匀混合。
第三步，压制成型。
将均匀混合的粉末放入模具中压制成型。
压制成型的方式可包括等静压、热等静压、冷等静压等多种方式，其中等静压通常是较为常用的方法。
第四步，烧结。
将经过压制成型的材料在高温下进行烧结。
在烧结过程中，将注入预计算的油或气混合物，以产生渐进的温度升高，直至最高温度。
最终，高熵陶瓷与碳化物材料相互交错纠缠，形成结构紧密、性能优越的高熵陶瓷碳化物材料。
总之，高熵陶瓷和碳化物等比例混合的技术能够为材料科学领域提供高性能、高稳定性、耐腐蚀和耐磨性等特点的新型材料。
各步骤之间的配合和发展能够产生以往材料所不能比拟的优于和特异性能，给应用领域带来更加广泛、广泛的发展机会。
高熵陶瓷制备工艺的研究进展
高熵陶瓷制备工艺的研究进展摘要：高熵陶瓷性能优异，具有很大的应用价值，随着相关研究人员在制备工艺方面取得了许多研究成果，高熵陶瓷的制备工艺将得到不断完善和拓展。
本文简要综述了高熵陶瓷的制备工艺，并进行总结和展望。
关键词：高熵陶瓷；制备工艺；方法；展望高熵陶瓷的种类众多，不同种类的高熵陶瓷制备工艺也不同。
氧化物高熵陶瓷最初的制备方法是利用高温扩散作用形成固溶体，除此之外还有喷雾热解法，反向共沉淀法，溶液燃烧合成法等制备方法，制备碳化物高熵陶瓷主要有热还原法，液相前驱体合成法和金属直接碳化法，其中热还原法还可应用于硼化物高熵陶瓷的制备，制备氮化物高熵陶瓷主要有软尿素法。
本文简要介绍了高熵陶瓷的几种制备方法，并对未来高熵陶瓷的制备工艺进行展望。
1.高熵陶瓷的制备方法高熵陶瓷制备方法众多，接下来将简要介绍高熵陶瓷的五种制备方法：溶液燃烧合成法，软尿素法，液相前驱体合成法，热还原法，金属直接碳化法。
1.1.溶液燃烧合成法：此方法有利于在温度较低的情况下得到致密均匀的高熵陶瓷粉体，多用于氧化物高熵陶瓷的制备，如Mao等人[1]使用了五种金属硝酸盐作为氧化剂，甘氨酸作为燃料，首先经干燥后形成蓝色凝胶，然后将其放入石英管中，在电加热炉中燃烧，该过程中释放出大量CO2，N2和水蒸气，最后经冷却后成功制备出（Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2）O高熵陶瓷粉末。
1.2.软尿素法：此方法应用于氮化物高熵陶瓷的制备，如Jin等人[2]将机械化学合成法与软尿素合成法相结合，在球磨过程中将五种过渡金属氮化物与尿素混合，产生高度分散的前驱体，随后在N2下热解，大大增加了结构熵，成功制备了一种氮化物高熵陶瓷，性能优异。
1.3.液相前驱体合成法：液相前驱体由初始试剂在分子水平上均匀混合形成，此方法的优点是各元素均匀分布，不易出现偏聚现象，如Li等人[3]利用糠醇（与无机化合物具有良好的相容性）聚合前后的分子作碳源，五种过渡金属卤化物（TiCl4，ZrCl4，HfCl4，NbCl5，TaCl5）作为金属源以及糠醇聚合的催化剂，将液相前驱体通过在高温下热分解和形成固溶体转化为（Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2）C高熵陶瓷粉末。
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高熵碳化物陶瓷粉体合成研究
高熵碳化物陶瓷粉体合成研究是指针对高熵碳化物陶瓷材料的合成方法进行研究的工作。
高熵碳化物陶瓷材料是一种特殊的多组分陶瓷材料，其由至少五种或以上的金属元素构成，并形成高度均匀的晶格结构。
合成高熵碳化物陶瓷粉体的关键是选择合适的原料和合成方法。
常用的合成方法包括固相反应法、溶胶-凝胶法、水热合成法等。
其中，固相反应法是最常用的方法，通过将金属元素和硅源在高温条件下进行反应，生成高熵碳化物陶瓷粉体。
溶胶-凝胶法则是通过将金属盐与溶胶制备剂在溶剂中混合，并经过凝胶化和热处理生成高熵碳化物陶瓷粉体。
研究高熵碳化物陶瓷粉体的合成方法不仅要考虑到材料的成分和结构，还需关注合成过程中的温度、压力和反应时间等因素对产物性能的影响。
研究人员通常通过X射线衍射、扫描电镜等手段对合成产物的结构和形貌进行表征，并通过物理性能测试来评估其性能。
高熵碳化物陶瓷粉体合成研究的目的是为了开发出具有优异性能的高熵碳化物陶瓷材料，以满足高温工程、耐磨、高强度等领域的需求。