[发明专利]一种高致密度超高温Ta4HfC5陶瓷块材的制备方法

权利要求书

1.一种高致密度超高温Ta₄HfC₅陶瓷块材的制备方法，包含以下步骤：

第一步，配料和混合；

将Ta₄HfC₅的固溶体粉末和烧结助熔剂按照下述的体积百分比用量进行配比：Ta₄HfC₅的固溶体粉末88％～94％、助熔剂6％～12％，混合配料，得到混合粉末；

第二步，高能球磨；

将第一步中得到的混合粉末放入球磨罐中进行高能球磨，并且采用高纯Ar气作为保护气氛，球磨的速度为200～300r/min，球磨的时间为5～20小时，球磨得到D50为4.0μm～1.3μm的混合粉末；

第三步，放电等离子烧结制备高致密度超高温Ta₄HfC₅陶瓷块材；

将第二步中球磨后的混合粉末装入石墨模具中，然后将石墨模具转移至放电等离子烧结炉炉腔中，施加30MPa～50MPa的轴向压力，在惰性气体的保护下升温至烧结温度进行烧结，烧结的保温时间为3min～15min；保温结束以后，试样随炉冷却至室温，取出，即得到所述的高致密度超高温Ta₄HfC₅陶瓷块材。

2.根据权利要求1所述的一种高致密度超高温Ta₄HfC₅陶瓷块材的制备方法，其特征在于：所述的助熔剂为TaSi₂。

3.根据权利要求1所述的一种高致密度超高温Ta₄HfC₅陶瓷块材的制备方法，其特征在于：第三步中所述的烧结温度从室温开始，升温速率为100℃/min。

4.根据权利要求1所述的一种高致密度超高温Ta₄HfC₅陶瓷块材的制备方法，其特征在于：第三步中放电等离子烧结炉炉腔的真空度为3Pa～10Pa。

5.根据权利要求1所述的一种高致密度超高温Ta₄HfC₅陶瓷块材的制备方法，其特征在于：第三步中烧结温度为1570℃～2000℃。

6.一种高致密度超高温Ta₄HfC₅陶瓷块材，其特征在于：所述Ta₄HfC₅陶瓷块材微观结构包括Ta₄HfC₅晶相，还有反应生成的SiC；相对密度达到92.1％以上，维氏显微硬度测试结果为1100～2027HV；纳米压痕测试弹性模量为330～472GPa；压痕法测试断裂韧性计算结果为2.37～3.12MPa·m^1/2。