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专利摘要

本发明涉及一种高温摩擦自适应单相自润滑高熵陶瓷，该高熵陶瓷呈块体，其组成为(Hf<subgt;x</subgt;Mo<subgt;y</subgt;Ti<subgt;z</subgt;Nb<subgt;0.2</subgt;Ta<subgt;0.2</subgt;)B<subgt;2</subgt;，x+y+z=0.6，0.15≤x,y≤0.25，0.2≤z≤0.25；且该材料在室温时的硬度为19.0~21.2 GPa，磨损率低至10<supgt;‑6</supgt;mm<supgt;3</supgt;/Nm量级，并实现宽温域下800~1200℃的自润滑。同时，本发明还公开了该高熵陶瓷的制备方法。本发明基于“高熵”设计理念，通过调控材料组分、微观结构和制备工艺，使其在高温制备过程中发生完全的固溶反应，获得单相的高性能高熵硼化物陶瓷块体材料，该高熵陶瓷材料在宽温域具有优异的力学性能和自润滑性能，可在高温等极端苛刻工况下应用。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311448965.2
申请日期:
2023-11-02
专利申请人:
分类号:
C04B35/58 ; C04B35/622
发明/设计人:
孙奇春，杨军，刘维民，朱圣宇，程军，谈辉
权利要求: 1.一种高温摩擦自适应单相自润滑高熵陶瓷，其特征在于：该高熵陶瓷呈块体，其组成为(HfxMoyTizNb0.2Ta0.2)B2，x+y+z=0.6，0.15≤x,y≤0.25，0.2≤z≤0.25；且该材料在室温时的硬度为19.0~21.2 GPa，磨损率低至10-6mm3/Nm量级，并实现宽温域下800~1200 ℃的自润滑。2.如权利要求1所述的一种高温摩擦自适应单相自润滑高熵陶瓷的制备方法，其特征在于：按质量百分比计，将原料21.95~28.40%的HfB2、16.70~21.49%的MoB2、9.87~12.86%的TiB2、16.27~16.94%的NbB2和28.76~30.60%的TaB2粉末置于球磨机，并按混合原料质量的5~30%添加无水乙醇，混合均匀后，经干燥、过筛，得到粒径为0.20~25 μm的混合粉末；所述混合粉末装入石墨模具中，经放电等离子烧结，随炉冷却即得高温摩擦自适应单相高熵陶瓷块体材料。3.如权利要求2所述的一种高温摩擦自适应单相自润滑高熵陶瓷的制备方法，其特征在于：所述放电等离子烧结的过程是将混合粉末快速升温至1700~1800 ℃，保温5~15 min，压力为10~20 MPa；然后快速升温至1950~2050 ℃，保温5~10 min，压力为30~40 MPa；整个烧结过程中真空度低于3 Pa，平均升温速度为100~200 ℃/min。