[发明专利]一种超高温SiC-HfB2

权利要求书

1.一种超高温SiC-HfB₂复合陶瓷，其特征在于，所述超高温SiC-HfB₂复合陶瓷是将SiC粉末、HfO₂粉末、Ta₂O₅粉末和无定型硼粉加入溶剂和球磨介质进行混合，干燥后得到混合粉体，将混合粉体模压制成的混合粉末坯体，在真空条件下进行热处理，先升温至900~1300℃保温Ⅰ，再升温至1500~1800℃保温Ⅱ，进行真空热处理得复合SiC-HfB₂粉末，采用放电等离子烧结将所得粉末升温至1000~1400℃时充入保护气氛，然后升温至1800~2200℃煅烧制得超高温SiC-HfB₂复合陶瓷；所述SiC、HfO₂和Ta₂O₅的摩尔比为（30~40）：（5~15）：（0~2），且Ta₂O₅不为零，所述无定型硼与HfO₂的摩尔比为（3~5）：1，无定型硼粉与Ta₂O₅摩尔比为（8~10）：1；所述SiC粉末、HfO₂粉末和Ta₂O₅粉末的纯度均99.9%，所述SiC粉末、HfO₂粉末和Ta₂O₅粉末的粒径均为1~2μm；所述无定型硼粉的纯度为95~95.6%，所述无定型硼粉的粒径为1~2μm。

2.根据权利要求1所述的超高温SiC-HfB₂复合陶瓷，其特征在于，所述的SiC-HfB₂的粒径为0.1~0.85µm，纯度为99.0~99.9wt%，氧含量为0.1~0.5wt%。

3.根据权利要求1所述的超高温SiC-HfB₂复合陶瓷，其特征在于，所述SiC-HfB₂复合陶瓷的相对密度99%，晶粒为1.24~2.1µm，室温强度400~1000MPa，所述SiC-HfB₂复合陶瓷在1000~1500℃的时高温强度为320~800MPa，该陶瓷在1000~1500℃热处理后重量变化率为0.3~2%。

4.根据权利要求1所述的超高温SiC-HfB₂复合陶瓷，其特征在于，所述溶剂为乙醇、丙醇、甲醇或丙酮；所述保护气氛为N₂或Ar。

5.根据权利要求1所述的超高温SiC-HfB₂复合陶瓷，其特征在于，所述升温至900~1300℃和升温至1500~1800℃时的速率均为5~20℃/min，所述保温Ⅰ和保温Ⅱ的时间均为0.5~2h；所述煅烧的时间为1~30min，所述煅烧的压力为10~100MPa，所述升温至1800~2200℃时的升温的速率为100~400℃/min。

6.根据权利要求1-5任一项所述的超高温SiC-HfB₂复合陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1. 将SiC粉末、HfO₂粉末、Ta₂O₅粉末和无定型硼粉为原料，加入溶剂和球磨介质进行混合，在球磨机上混合10~48h，干燥后获得混合粉体；

S2. 将混合粉体模压后的坯体放入石墨坩埚中，以5~20℃/min的速率升温至900~1300℃保温0.5~2h，然后再以5~20℃/min的速率升温至1500~1800℃保温0.5~2h，获得SiC-HfB₂复合粉末；

S3. 将步骤S2获得的粉末放入石墨模具中，采用放电等离子烧结以100~400℃/min速率升温至1000~1400℃时充保护气氛，再以100~400℃/min速率升温至1800~2200℃，保温1~30min，加压10~100MPa煅烧，制得超高温SiC-HfB₂复合陶瓷。

7.权利要求1~5任一项所述超高温SiC-HfB₂复合陶瓷在超高温抗氧化领域中的应用。