高熵(Zr, Hf, Nb, Ta)C微米长方体的制备、吸波性能和抗氧化性研究

作者：李俐; 于宏林^*; 徐文喆; 耿欣

来源：硅酸盐通报, 2022, 41(12): 4432-4443.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.20221013.002

• 高熵碳化物陶瓷
• (Zr, Hf, Nb, Ta)C
• 微米长方体
• 吸波性能
• 抗氧化性

针对高熵碳化物制备困难，本文采用ZrC、HfC、NbC和TaC粉为原料，Ni粉为熔剂，通过低温无压烧结工艺成功制备出三种不同成分的高熵(Zr, Hf, Nb, Ta)C粉体。结果表明，三种粉体均为微米长方体，且暴露(100)晶面。(Zr1/4Hf1/4Nb1/4Ta1/4)C微米长方体因具有高介电常数而展现出优异的吸波性能，在厚度为3.5 mm、频率为6.16 GHz时，最低反射损耗值可达-48.86 dB。高熵(Zr, Hf, Nb, Ta)C微米长方体在800～1 200℃下展示出优异的抗氧化性，且氧化产物均由正交相(NbxTa1-x)2O5固溶体、单斜相(ZrxHf1-x)O2固溶体和正交相HfO2所组成，与氧化温度和过渡金属的物质的量比无关。Zr、Hf、Nb和Ta的协同作用导致其氧化机制与单组元碳化物截然不同，Hf的存在抑制Nb2O5由正交晶系向单斜晶系转变，还会促使ZrO2在800℃时由四方晶系转变为单斜晶系。此外，Nb和Ta的存在促使HfO2在常压下由单斜晶系转变为四方晶系。

• 单位
  山东工业陶瓷研究设计院有限公司; 山东理工大学