[发明专利]一种Hfx

说明书

本发明涉及一种Hf_xZr_1‑xC陶瓷固溶体纳米线及制备方法，分别称取不同质量的前驱体，按照不同摩尔比例进行配置。采用低压化学气相沉积(LPCVD)技术在碳/碳复合材料表面制备出Hf_xZr_1‑xC固溶体纳米线。通过对混合前驱体粉料中各组分含量调控可实现对固溶体纳米线中原子摩尔比进行调控,以及对LPCVD工艺参数的调控可对固溶体纳米线的微观结构进行有效的控制。本发明制备工艺简单易操作，可对纳米线形貌进行有效的控制，拓展其对在多种材料领域中的应用。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种Hf_xZr_1-xC陶瓷固溶体纳米线及制备方法。

背景技术

超高温陶瓷碳化物(HfC、ZrC等)，具有高熔点、高硬度、优异的物理化学性能和良好的抗烧蚀性能，其一维纳米线/管材料兼具了块体陶瓷的优异性能和一维纳米材料独特的几何特性，是复合材料理想的强韧化增强体材料，但超高温陶瓷固有的脆性降低其强韧化效果。由于HfC和ZrC具有相似的晶体结构，且Hf和Zr的原子半径接近，能够形成连续的固溶体。形成的固溶体结构Hf_xZr_1-xC在高温下能够抑制晶体结构的转变，减少体积效应，有一定的活化作用并且能够提高纳米线的韧性和高温稳定性，因此Hf_xZr_1-xC陶瓷固溶体纳米线是一种极具应用前景的复合材料强韧化增强体材料。

CN102730685A公开了一种一维碳化铪纳米线制备方法，该方法通过对石墨基体进行预处理，并且采用CVD技术并且对相应的工艺参数进行控制。最后，在石墨基体上制备出了一维碳化铪纳米线和纳米带。

CN109706434A公开了一种固溶体纳米线及其制备方法和用途，通过磁控溅射在硅片上进行喷金，作为固溶体纳米线的催化剂。然后将InP和ZnSe的混合物加热处理，通过载气的作用下将在高温区域发生化学气相沉积反应，制的InP-ZnSe固溶体纳米线。

文献1“Ghaffari S A,Faghihi-Sani M A,Golestani-Fard F,et al.Diffusionand solid solution formation between the binary carbides of TaC,HfC andZrC.International Journal of Refractory Metals and Hard Materials,2013,41:180-184.”报道了HfC-ZrC二元体系的相变演化，固溶体的形成和扩散行为。研究发现了ZrC与HfC形成固溶体的过程以及ZrC在HfC中的扩散行为。

由此说明了，HfC和ZrC形成Hf_xZr_1-xC陶瓷固溶体的可行性，并且证明了形成的固溶体结构中以HfC的晶体结构为骨架，ZrC在HfC晶体结构中扩散形成的混合对称的间隙固溶体。

文献3J C Ren,Y L Zhang,P F Zhang,et al.Ablation resistance of HfCcoating reinforced by HfC nanowires in cyclic ablation environment.Journal ofthe European Ceramic Society,2017,37(8):2759-2768.文献报道了在循环烧蚀期间采用HfC纳米线的对涂层的增韧，提高对C/C复合材料的抗烧蚀防护。展现了纳米线对涂层的增韧可以有效的缓解了涂层缺陷的产生。但是，伴随着烧蚀过程HfC纳米线发生氧化，丧失对涂层的增韧作用，导致涂层快速失效。