高熵碳化物陶瓷及其制备方法

本申请实施例涉及高熵陶瓷领域，具体涉及一种高熵碳化物陶瓷及其制备方法。

背景技术：

1、随着材料科学的不断发展，高熵陶瓷作为一种新兴的材料类型，受到了广泛关注。其中，高熵碳化物具有熔点高、热导率低、抗腐蚀性优异、催化性能优异等特性，在航空航天、高端刀具、核电、微电子等领域展现出诱人的应用前景。

2、目前，高熵碳化物陶瓷的脆性较大，容易导致材料的断裂失效，因此限制了其应用。

3、有鉴于此，本申请提出一种高熵碳化物陶瓷及其制备方法。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种高熵碳化物陶瓷及其制备方法。

2、为实现上述技术目的，本申请实施例提供了以下技术方案：

3、第一方面，本申请实施例提出一种高熵碳化物陶瓷，以重量份数计算，所述高熵碳化物陶瓷包括：

4、碳化物陶瓷粉：50-60份；

5、纳米氧化锌：10-15份；

6、石墨烯：3-6份；

7、1-乙基咪唑：5-9份；

8、有机溶剂：20-25份。

9、作为一种实施方式，以重量份数计算，所述高熵碳化物陶瓷包括：

10、碳化物陶瓷粉：55-58份；

11、纳米氧化锌：12-15份；

12、石墨烯：4-5份；

13、1-乙基咪唑：6-8份；

14、有机溶剂：20-23份。

15、作为一种实施方式，所述高熵碳化物陶瓷还包括：

16、粘结剂：3-6份。

17、作为一种实施方式，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷醇、甲基纤维素中的至少一种。

18、作为一种实施方式，所述高熵碳化物陶瓷还包括：

19、分散剂：3-6份。

20、作为一种实施方式，所述分散剂为聚乙二醇、六偏磷酸钠、油酸、聚乙烯亚胺中至少一种。

21、作为一种实施方式，所述碳化物陶瓷粉包括vc粉、nbc粉、tac粉、moc粉、hfc粉、wc粉、tic粉、zrc粉中的任意五种或五种以上组合。

22、作为一种实施方式，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲基四氢呋喃中的至少一种。

23、作为一种实施方式，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

24、第二方面，本实施例提出一种如第一方面所述的高熵碳化物陶瓷的制备方法，所述制备方法包括：

25、按比例称取各组分，将各组分混合搅拌均匀，得到浆料；

26、通过3d直写打印技术将浆料打印成高熵碳化物陶瓷浆料坯体；

27、将高熵碳化物陶瓷坯体经干燥和烧结，得到高熵碳化物陶瓷。

28、与现有技术相比，本申请实施例至少具有以下有益效果：

29、本申请实施例通过在碳化物陶瓷粉中加入纳米氧化锌、石墨烯和1-乙基咪唑；其中，石墨烯和纳米氧化锌能共同作用，提高了陶瓷材料的抗压强度，并缩小了晶格间隙，降低了裂纹扩展和破碎，从而提高碳化物陶瓷的断裂韧性；同时，在石墨烯和纳米氧化锌的基础上，1-乙基咪唑能优化陶瓷粉末的分布和排列，有助于增强碳化物陶瓷的机械强度和结构稳定性。由此，本申请实施例通过纳米氧化锌、石墨烯和1-乙基咪唑的多重作用，能优化碳化物陶瓷的微观结构，降低了裂纹扩展和破碎并提高提高碳化物陶瓷的断裂韧性。

技术特征：

1.一种高熵碳化物陶瓷，其特征在于，以重量份数计算，所述高熵碳化物陶瓷包括：

2.根据权利要求1所述的高熵碳化物陶瓷，其特征在于，以重量份数计算，所述高熵碳化物陶瓷包括：

3.根据权利要求1或2所述的高熵碳化物陶瓷，其特征在于，所述高熵碳化物陶瓷还包括：

4.根据权利要求3所述的高熵碳化物陶瓷，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷醇、甲基纤维素中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的高熵碳化物陶瓷，其特征在于，所述高熵碳化物陶瓷还包括：

6.根据权利要求5所述的高熵碳化物陶瓷，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇、六偏磷酸钠、油酸、聚乙烯亚胺中至少一种。

7.根据权利要求1所述的高熵碳化物陶瓷，其特征在于，所述碳化物陶瓷粉包括vc粉、nbc粉、tac粉、moc粉、hfc粉、wc粉、tic粉、zrc粉中的任意五种或五种以上组合。

8.根据权利要求1所述的高熵碳化物陶瓷，其特征在于，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲基四氢呋喃中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的高熵碳化物陶瓷，其特征在于，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的高熵碳化物陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

技术总结
本申请实施例提出了一种高熵碳化物陶瓷及其制备方法；以重量份数计算，所述高熵碳化物陶瓷包括：碳化物陶瓷粉：50‑60份；纳米氧化锌：10‑15份；石墨烯：3‑6份；1‑乙基咪唑：5‑9份；有机溶剂：20‑25份。本实施例通过在碳化物陶瓷粉中加入纳米氧化锌、石墨烯和1‑乙基咪唑；其中，石墨烯和纳米氧化锌能共同作用，提高了陶瓷材料的抗压强度，并缩小了晶格间隙，降低了裂纹扩展和破碎，从而提高碳化物陶瓷的断裂韧性；同时，在石墨烯和纳米氧化锌的基础上，1‑乙基咪唑能优化陶瓷粉末的分布和排列，有助于增强碳化物陶瓷的机械强度和结构稳定性。

技术研发人员：林立甫,黄云涛,徐卿智,刘建伟,马建平,刘飞
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2