[发明专利]一种石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷，其特征在于，所述高熵硅化物陶瓷是将微米级高纯度的Ti、Zr、Nb、Mo、W、Ta中的任意五种与Si粉体混合，加入石墨烯纳米片，经球磨得到混合粉体，在保护气氛下，施加压力10～30MPa，在900～1300℃进行SPS烧结，自然冷却制得；其中，所述Ti、Zr、Nb、Mo、W、Ta中任意五种的总摩尔与Si的摩尔比为1：2；所述Ti、Zr、Nb、Mo、W、Ta中的任意五种为相同摩尔。

2.根据权利要求1所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷，其特征在于，所述的高熵硅化物陶瓷的致密度为96～99％，维氏硬度为14～16GPa，断裂韧性为6～8MPa·m^1/2，导热率为5.8～8W m^-1K^-1。

3.根据权利要求1所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷，其特征在于，所述Ti、Zr、Nb、Mo、W、Ta、Si粉体的纯度均为99～100wt.％；所述Ti、Zr、Nb、Mo、Ta、Si粉体的粒径为45～50μm，所述W粉体的粒径为0.8～1μm。

4.根据权利要求1所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷，其特征在于，所述石墨烯纳米片的厚度为1～2nm，直径为5～10μm。

5.根据权利要求1所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷，其特征在于，所述球磨为辊式球磨，是以无水乙醇为溶剂，以氮化硅球为球磨介质，所述球磨的转速为150～500r/min，所述球磨的时间为8～24h。

6.根据权利要求1所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷，其特征在于，所述混合粉体中石墨烯纳米片的质量分数为0.2～0.8％。

7.根据权利要求1所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷，其特征在于，所述保护气氛为氮气或氩气。

8.根据权利要求1所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷，其特征在于，所述升温的速率为5～200℃/min；所述烧结的时间为5～15min。

9.根据权利要求1～8任一项所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1.以无水乙醇为溶剂，以氮化硅球为球磨介质，将Ti、Zr、Nb、Mo、W、Ta中的任意五种、Si粉体和石墨烯纳米片进行球磨混合后干燥，得到混合粉体；

S2.将混合粉体分装入石墨模具中，在保护气氛下，加压10～30MPa，在900～1300℃进行SPS烧结，自然冷却至室温，制得石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷。

10.权利要求1～8任一项所述的石墨烯增韧的高熵硅化物陶瓷在制备高温场合下的隔热零件、保护外壳或结构复杂的结构件中的应用。