[发明专利]一种多元BCN系高熵陶瓷粉体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多元BCN系高熵陶瓷粉体及其制备方法，涉及陶瓷粉体材料技术领域，所述多元BCN系高熵陶瓷粉体的制备方法，包括：将非金属陶瓷粉体与过渡金属均匀混合后经高能球磨后得到多元BCN系高熵陶瓷粉体。与现有技术比较，本发明一种多元BCN系高熵陶瓷粉体制备方法操作简单，可在常温下制备出具有单相面心立方结构的高熵陶瓷粉体，避免了其他制备工艺需要高温处理的步骤，且晶粒尺寸在5‑20nm，粉体纯度高，同时具有较高的热稳定性，其中四元、五元高熵陶瓷粉体在1300℃保温30min仍可保持晶粒细小的单相固溶体结构。

技术领域

本发明涉及陶瓷粉体材料技术领域，具体而言，涉及一种多元BCN系高熵陶瓷粉体及其制备方法。

背景技术

高熵陶瓷大致可分为五类，即高熵氧化物、高熵碳化物、高熵二硼化物、高熵氮化物和高熵二硅化物，近来还有人制备了非金属为两种的高熵陶瓷(B、 N或B、C或C、N)，目前高熵陶瓷粉体的制备多使用几种陶瓷相物理混合的制粉方式，得到的粉体是混合物，其单相转变在烧结过程中进行，烧结温度一般大于1800℃。另外一种方式是在高温下利用碳/硼热还原反应得到高熵粉体，实验温度在1000℃以上，实验条件高，操作步骤复杂，且得到的高熵粉体稳定性低。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中高熵陶瓷粉体的制备实验条件高，操作步骤复杂，且得到的高熵粉体稳定性低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种多元BCN系高熵陶瓷粉体的制备方法，包括：将非金属陶瓷粉体与过渡金属均匀混合后经高能球磨后得到多元BCN系高熵陶瓷粉体。

可选地，所述多元BCN系高熵陶瓷粉体的制备方法，包括：将非金属陶瓷粉体均匀混合后经高能球磨后得到非晶相的陶瓷粉体；将所述非晶相的陶瓷粉体与过渡金属均匀混合后经高能球磨后得到多元BCN系高熵陶瓷粉体。

可选地，所述的多元BCN系高熵陶瓷粉体的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1,将h-BN粉体和石墨粉体以摩尔比0.5-2:1于保护气氛下在混料机上均匀混合5-20h，形成第一预混粉体；

步骤S2,将所述第一预混粉体过筛后在高能球磨机上，以300-600rpm的转速球磨5-12h，得到非晶相的BCN陶瓷粉体；

步骤S3，将所述非晶相的BCN陶瓷粉体与至少两种过渡金属粉体，按摩尔比α-BCN:M1:M2:Mi＝1:0.2-2:0.2-2:0.2-2于保护气氛下在混料机上均匀混合10-20h，形成第二预混粉体，其中M1、M2、Mi分别指不同的过渡金属元素，且i≥2；

步骤S4,将所述第二预混粉体过筛后在高能球磨机上以300-600rpm的转速球磨1-40h，得到多元BCN系高熵陶瓷粉体。

可选地，所述的多元BCN系高熵陶瓷粉体的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1,将h-BN粉体、石墨粉体和单质硅以摩尔比0.5-3:0.5-3:1于保护气氛下在混料机上均匀混合5-10h，形成第三预混粉体；

步骤S2,将所述第三预混粉体过筛后在高能球磨机上，以300-600rpm的转速球磨20-40h，得到非晶相的SiBCN陶瓷粉体；

步骤S3，将所述非晶相的SiBCN陶瓷粉体与至少一种过渡金属粉体，按摩尔比α-BCN:M1:M2:Mi＝1:0.2-2:0.2-2:0.2-2于保护气氛下在混料机上均匀混合10-20h，形成第四预混粉体，其中M1、M2、Mi分别指不同的过渡金属元素，且i≥2；

步骤S4,将所述第四预混粉体过筛后在高能球磨机上以300-600rpm的转速球磨1-40h，得到多元BCN系高熵陶瓷粉体。

可选地，所述的多元BCN系高熵陶瓷粉体的制备方法，包括如下步骤：