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(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C高熵陶瓷的制备、微观结构与抗磨损性能
作者:陈浩 伍子豪 张舒博 刘美玲 海万秀 陈宇红 孙文周 
单位:1.北方民族大学材料科学与工程学院2.北方民族大学粉体材料与特种陶瓷重点实验室 
关键词:高熵陶瓷 放电等离子烧结 微观结构 耐磨性能  
分类号:
出版年,卷(期):页码:2022,50(6):1504-1511
DOI:10.14062/j.issn.0454-5648.20211150
摘要:
过渡金属碳化物陶瓷是超高温陶瓷的典型代表,具有极高的熔点和硬度,而韧性和耐磨性有待提高。近年来,在高熵理论指导下合成的多元碳化物固溶体—高熵碳化物陶瓷具有更高的熔点和良好的韧性。本工作采用放电等离子烧结(SPS)制备了具有优异耐磨性能的(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C 高熵陶瓷。研究了 1 600~2 100 ℃烧结的(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C 高熵陶瓷的致密化行为、物相、微观形貌、力学和耐磨性能。结果表明,烧结温度为 1 700 ℃时,可得到面心立方结构的(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C 高熵陶瓷。1 900 ℃以上时,高熵陶瓷相对密度大于 98%。烧结温度由 1 700 ℃升高至 2 100 ℃,晶粒长大,元素扩散趋于均匀。晶粒间存在晶界滑动和氧化物杂质(TiO2)聚集,晶粒内部存在位错。2100 ℃烧结得到的高熵陶瓷的力学性能最优,Vickers 硬度、弹性模量和断裂韧性分别增加到 20 GPa、431 GPa 和 4.46 MPa·m1/2,同时具有优异的耐磨性,2 100 ℃条件下烧结的(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C 高熵陶瓷的平均比磨损率可低至 5×10–7 mm3/(N·m)。
基金项目:
国家自然科学基金(51762002);宁夏自然科学基金(2022AAC03219);
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参考文献:
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