[发明专利]一种高熵环相结构的Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种高熵环相结构的Ti(C,N)基金属陶瓷，其特征在于：所述Ti(C,N)基金属陶瓷的环相结构为高熵碳化物陶瓷，其成份为(Ti,M)(C,N)固溶体；其中M选自ⅣB族、ⅤB族以及ⅥB族金属元素中的三种及以上，同时(Ti,M)(C,N)固溶体中，任意两种金属元素含量摩尔比在0.8～1.2之间；

所述Ti(C,N)基金属陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

步骤一 纳米碳化物-粘结相复合粉末的制备

按设计比例配取含M的氧化物，铁族金属氧化物，并加入完全碳热还原所需理论量的碳粉A进行第一次球磨，获得第一次球磨粉末、干燥、于保护气氛下进行烧结，获得纳米碳化物-粘结相复合粉末，

步骤二、生坯的制备

按设计比例配取Ti(C,N)粉、碳粉B、与步骤一所得纳米碳化物-粘结相复合粉末进行第二次球磨，获得第二次球磨粉末，第二次球磨粉末干燥、造粒，压制成型获得生坯，

步骤三、烧结

将步骤二所得生坯先于真空环境下进行第一段烧结，然后充入氩气与氮气的混合气体，于氮气分压下进行第二段烧结，最后于氩气气氛下进行第三段烧结；所述第一段烧结的温度为1000～1200℃，第一段烧结的时间为3～5h；所述第二段烧结的温度为1300～1350℃，第二段烧结的时间为2～5h，氮气分压为500～1000Pa；所述混合气体中，按体积比计，氩气：氮气＝5～8:2～5；所述第三段烧结的温度为1500～1600℃，第三段烧结的时间为1～3h，气压为1～5MPa；第二段烧结保温完成后，先抽真空，于真空气氛下升温至第三段烧结保温温度点，然后再通入氩气。

2.根据权利要求1所述的一种高熵环相结构的Ti(C,N)基金属陶瓷，其特征在于：所述M选自W、Mo、Ta、Nb、Hf、V、Zr中的至少三种，且包含W或Mo。

3.根据权利要求1所述的一种高熵环相结构的Ti(C,N)基金属陶瓷，其特征在于：所述Ti(C,N)基金属陶瓷，其原料以质量份数计包括下述组分：Ti(C,N)粉30～50份；纳米碳化物-粘结相复合粉末35-85份，碳粉B 0.5～1.5份，所述纳米碳化物-粘结相复合粉末由30～65份过渡族金属碳化物以及5～20份铁族金属粘结相组成，所述过渡族金属碳化物中的金属元素M选自W、Mo、Ta、Nb、Hf、V、Zr中的至少三种，且包含W或Mo。

4.根据权利要求1所述的一种高熵环相结构的Ti(C,N)基金属陶瓷，其特征在于：步骤一中，所述第一次球磨为湿法球磨，第一次球磨的介质为无水乙醇，球料比为10～30：1，球磨时间为24～48h。

5.根据权利要求1所述的一种高熵环相结构的Ti(C,N)基金属陶瓷，其特征在于：步骤一中，烧结的温度为1200～1400℃，烧结的时间为2～5h。

6.根据权利要求1所述的一种高熵环相结构的Ti(C,N)基金属陶瓷，其特征在于：步骤二中，第二次球磨为湿法球磨，第二次球磨的球磨介质为无水乙醇，球料比为8～15：1，同时在球磨过程中掺入1～2wt％的石蜡作为成型剂。