本发明属于陶瓷材料，具体地，涉及一种碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术：
1、sic陶瓷具有高硬度、抗磨损、耐腐蚀、抗氧化、耐高温、高温强度高等优良特性，不仅应用于高温窑具、燃烧喷嘴、热交换器、密封环、滑动轴承等传统工业领域，还可作为防弹装甲材料、空间反射镜、半导体晶圆制备中夹具材料及核燃料包壳材料。由于sic是由si-c四面体组成的共价键性很强的三维晶体，具有金刚石型结构，烧结时的扩散速率相当低，同时其颗粒表面覆盖的氧化层起到扩散势垒的作用，阻碍扩散进行。因此，纯sic很难烧结致密的。要制备致密样品，通常采用热压、热等静压、反应烧结及添加烧结助剂的常压烧结等工艺实现。其中热压和热等静压烧结工艺由于受到设备限制，很难制备大尺寸和形状复杂的制品；常压烧结过程中制品收缩较大，容易造成制品变形、开裂，难以制备大尺寸及复杂形状的制品；反应烧结工艺在较低的温度(通常在硅的熔点1410℃以上)下实现制品的致密化，烧结过程中制品的体积几乎不变化。因此，反应烧结工艺是制备大尺寸、复杂形状碳化制品的最有效方法。由反应烧结法制备的碳化硅因温度低和净尺寸等优点而被广泛应用于工业化生产，广泛应用于石油化工、航空航天、机械制造、微电子、激光、汽车、钢铁、核工业等工业领域。由于反应烧结碳化硅成品中难免会有未反应完的硅相，很大程度上影响了其力学性能，尤其是使用时达到硅的熔点后产品性能急剧下降，限制了反应烧结碳化硅的工作温度。因此，研究人员近些年在如何提高反应烧结碳化硅的机械性能展开了各种试验，包括调整原料含量、尝试不同的成型方法、改变烧结制度、引入第二相等，从而解决产品密度低，产品烧结不透彻、反应不完整的系列问题，以提高其力学性能。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明的目的在于提供一种碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷。
2、本发明的另一目的在于提供上述碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷的制备方法。该方法通过引入中熵硼化物作为第二相，在低温下反应烧结制备碳化硅陶瓷。
3、本发明的再一目的在于提供上述碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷的应用。
4、本发明的目的通过下述技术方案来实现：
5、一种碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷，所述复相陶瓷的分子式为sic-(hf0.33zr0.33ta0.33)b2，是将sic、炭黑、热固性酚醛树脂和中熵硼化物(hf0.33zr0.33ta0.33)b2混合，加入溶剂和球磨介质经混料、球磨、干燥、过筛，得到陶瓷粉体；将陶瓷粉体经80～100mpa干压成型，得到陶瓷素坯；在坩埚内表面刷一层bn，将si粉包埋的陶瓷素坯放入坩埚，在真空烧结炉中，在700～800℃脱胶，再升温至1500～1600℃烧结制得。
6、优选地，所述复相陶瓷在室温下的硬度为25～30gpa，断裂韧性为3.5～4.8mpa·m1/2。
7、优选地，所述sic的粒径为1～3μm，所述sic的纯度为99.9％以上，所述炭黑的粒径为100～300nm，所述炭黑的纯度为99.9％以上，所述热固性酚醛树脂的纯度为98％以上。
8、优选地，所述sic:炭黑:热固性酚醛树脂:中熵硼化物的质量比为(70～80):(20～30):(5～15):(1～2)。
9、更为优选地，所述热固性酚醛树脂的含碳量为45～55wt％。
10、优选地，所述磨球介质、溶剂、陶瓷粉体的质量比为(5～10):(10～20):1，所述磨球介质为sic，所述溶剂为无水乙醇。
11、所述的sic-中熵硼化物复相陶瓷的制备方法，包括如下具体步骤：
12、s1.将sic、炭黑、热固性酚醛树脂和中熵硼化物混合，加入溶剂和球磨介质经混料、球磨、干燥、过筛，得到陶瓷粉体；
13、s2.将陶瓷粉体经80～100mpa干压成型，得到陶瓷素坯；
14、s3.在坩埚内表面刷上一层bn，将si粉包埋的素坯放入坩埚，在真空烧结炉中，在700～800℃脱胶，再升温至1500～1600℃烧结，制得sic-中熵硼化物复相陶瓷。
15、优选地，步骤s2中所述陶瓷素坯的厚度为5～10mm。
16、优选地，步骤s3中所述真空的真空度为10pa以下，所述si粉为素坯质量的3～5倍，所述脱胶的时间为30～60min，脱胶和烧结的升温速率均为5～10℃/min，所述烧结的时间为60～120min。
17、所述的sic-中熵硼化物复相陶瓷在制备轴承、密封件等机械制造领域中的应用。
18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19、1.本发明采用反应烧结引入中熵硼化物作为第二相，在低温真空环境下进行，将脱胶和烧结两步合成一步进行，脱胶后不降至常温而是升温到烧结温度直接烧结，提高反应烧结碳化硅陶瓷的力学性能，有效降低了能耗。
20、2.本发明制备的sic-中熵硼化物复相陶瓷在室温下的硬度为25～30gpa，断裂韧性为3.5～4.8mpa·m1/2，具有耐腐蚀和良好的力学性能。
1.一种碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷，其特征在于，所述复相陶瓷的分子式为sic-(hf0.33zr0.33ta0.33)b2，是将sic、炭黑、热固性酚醛树脂和中熵硼化物(hf0.33zr0.33ta0.33)b2混合，加入溶剂和球磨介质经混料、球磨、干燥、过筛，得到陶瓷粉体；将陶瓷粉体经80～100mpa干压成型，得到陶瓷素坯；在坩埚内表面刷一层bn，将si粉包埋的陶瓷素坯放入坩埚，在真空烧结炉中，在700～800℃脱胶，再升温至1500～1600℃烧结制得。
2.根据权利要求1所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷，其特征在于，所述复相陶瓷在室温下的硬度为25～30gpa，断裂韧性为3.5～4.8mpa·m1/2。
3.根据权利要求1所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷，其特征在于，所述sic的粒径为1～3μm，所述sic的纯度为99.9％以上，所述炭黑的粒径为100～300nm，所述炭黑的纯度为99.9％以上，所述热固性酚醛树脂的纯度为98％以上。
4.根据权利要求1所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷，其特征在于，所述sic:炭黑:热固性酚醛树脂:中熵硼化物的质量比为(70～80):(20～30):(5～15):(1～2)。
5.根据权利要求1所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷，其特征在于，所述热固性酚醛树脂的含碳量为45～55wt％。
6.根据权利要求1所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷，其特征在于，所述磨球介质、溶剂、陶瓷粉体的质量比为(5～10):(10～20):1，所述磨球介质为sic，所述溶剂为无水乙醇。
7.根据权利要求1-6任一项所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
8.根据权利要求7所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述陶瓷素坯的厚度为5～10mm。
9.根据权利要求7所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述真空的真空度为10pa以下，所述si粉为素坯质量的3～5倍，所述脱胶的时间为30～60min，脱胶和烧结的升温速率均为5～10℃/min，所述烧结的时间为60～120min。
10.权利要求1-6任一项所述的碳化硅-中熵硼化物的复相陶瓷在制备轴承、密封件等机械制造领域中的应用。