[发明专利]一种氧化物增韧的耐烧蚀高熵碳氮化合物陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种制备氧化物增韧的耐烧蚀高熵碳氮化合物陶瓷的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

S1)按照设计成分比例分别称取混合碳氮化合物陶瓷粉末，取一定量的Nb₂O₅粉末与混合碳氮化合物陶瓷粉末混合，得到混合物料，

S2)将S1)得到的混合物料进行球磨，得到碳氮化合物陶瓷粉料，

所述混合碳氮化合物陶瓷粉末包括：TiC、ZrC、HfC、VC、NbC、TaC、TiN、ZrN、HfN、VN、NbN、TaN和CrN，且所述混合碳氮化合物陶瓷粉末与Nb₂O₅的质量比为10:0.03-0.1；

S3)将S2)得到的碳氮化合物陶瓷粉料置于放电等离子烧结炉内，进行烧结，并随炉冷却，即可得到氧化物增韧的高熵碳氮化合物陶瓷，所述高熵碳氮化合物陶瓷其纳米的压痕硬度为25-35 GPa，弹性模量为400-600 GPa，室温断裂韧性为6-12 MPa*m^1/2 所述高熵碳氮化合物陶瓷的分子式为：(Zr_aM_b)(C_xN_yO_z)，其中，M为Ti、Hf、V、Nb、Ta、Cr中的至少三种，0.05≤a≤0.35，0.65≤b≤0.95，a+b=1，C为碳元素，N为氮元素，O为氧元素，x+y+z=1，且0≤z≤0.2，所述高熵碳氮化合物陶瓷的基体相为单一面心立方结构相。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2）中球磨的具体工艺是：球磨罐体采用不锈钢罐体，不锈钢球与混合物料比为2.5-8:1，球磨转速为100~600 r/min，球磨时间为10~60 h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3）中烧结的具体是工艺为：升温速度为100-200 ℃/min，至1600-2200 ℃，压力10-50 MPa，保温5-15 min。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法制备得到氧化物增韧的耐烧蚀高熵碳氮化合物陶瓷的分子式为：(Ti_0.25Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25)(C_0.47N_0.47O_0.06) 硬度27 GPa，弹性模量516 GPa，断裂韧性8.3 MPa*m^1/2。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法制备得到氧化物增韧的耐烧蚀高熵碳氮化合物陶瓷的分子式为：(Ti_0.2Zr_0.2Hf_0.2Nb_0.2Ta_0.2)(C_0.47N_0.47O_0.06)，硬度31 GPa，弹性模量523 GPa，断裂韧性10.7 MPa*m^1/2。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法制备得到氧化物增韧的耐烧蚀高熵碳氮化合物陶瓷的分子式为：(Ti_0.2Zr_0.2Hf_0.2Nb_0.2Ta_0.2)(C_0.44N_0.44O_0.12)，硬度33 GPa，弹性模量559 GPa，断裂韧性12.1 MPa*m^1/2。