1800℃下具有优异高强度且含氧化物杂质的高熵二硼化物陶瓷（英文）

作者：柳洁; 杨青青; 邹冀^*; 王为民; 王新刚^*; 傅正义^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(05): 2061-2070.

以硼热/碳热还原合成高熵二硼化物粉体为原料,在2000℃/单轴加压50 MPa条件下,经10分钟放电等离子烧结,成功制备了含有～2 vol%的氧化物和～1 vol%气孔的高熵(Ti0.2Zr0.2Nb0.2Hf0.2Ta0.2)B2陶瓷(HEBs).经研究确认,其中残留氧化物是固溶少量硼和碳的m-(Hf,Zr)O2.室温下HEBs的弹性模量、维氏硬度和断裂韧性分别为508.5 GPa、17.7±0.4 GPa和4.2±0.2 MPa m1/2.烧结得到的HEBs具有优良的抗弯强度,特别是其高温强度.HEBs在室温、1600和1800℃下的四点抗折强度分别为400.4±47.0 MPa、695.9±55.9 MPa和751.6±23.2 MPa.对1800℃下断裂的HEBs样品进行了失效分析,在其拉伸和断裂面附近区域,仅在裂纹尖端和孔隙边缘发现了数量有限的位错线的存在,没有观察到位错运动的痕迹.本研究首次报道了高熵二硼化物陶瓷的高温强度,发现其强度直至1800℃并无衰减,并对其高温下的强韧化机制进行了有益的探讨.

• 单位
  武汉理工大学; 材料复合新技术国家重点实验室