锆铌铝硅碳固溶体材料及其制备方法

摘要

本发明涉及陶瓷材料领域，具体为一种锆铌铝硅碳固溶体材料及其制备方法。锆铌铝硅碳固溶体材料的化学式为(Zr1-zNbz)2(Al1-ySiy)4C5，其中，Nb取代Zr的原子摩尔取代量z的取值范围为0＜z≤0.3，Si取代Al的原子摩尔取代量y的取值范围为0＜y≤0.2。首先，以锆粉、铌粉、硅粉、铝粉和石墨粉为原料，经物理机械方法混合，装入石墨模具中冷压成型，在通有保护气氛的热压炉内烧结，获得锆铌铝硅碳固溶体材料。本发明可以制备出单相的锆铌铝硅碳固溶体材料，这种材料在不损害锆铝硅碳陶瓷力学性能的基础上显著地改善了其抗氧化性能。

主权项

一种锆铌铝硅碳固溶体材料，其特征在于：锆铌铝硅碳固溶体材料的化学式为(Zr1‑zNbz)2(Al1‑ySiy)4C5，其中，Nb取代Zr的原子摩尔取代量z的取值范围为0.1≤z≤0.3，Si取代Al的原子摩尔取代量y的取值范围为0.15≤y≤0.2；所述锆铌铝硅碳固溶体材料的制备方法，具体步骤如下：1）以均为单质的锆粉、铌粉、铝粉、硅粉和石墨粉为原料；(Zr1‑zNbz)2(Al1‑ySiy)4C5固溶体中(Zr1‑zNbz):(Al1‑ySiy):C的摩尔比为2.0:(4～4.3):5.0，其中Nb取代Zr的原子摩尔取代量z的取值范围为0.1≤z≤0.3，Si取代Al的原子摩尔取代量y的取值范围为0.15≤y≤0.2；2）原料粉经物理机械方法混合10～25小时，装入石墨模具中冷压成型，施加的压强为5～20MPa，冷压时间1～30分钟；3）在通有惰性气体保护气氛的热压炉内烧结，升温速率为5～50℃/分钟，烧结温度为1700～1950℃、烧结时间为0.5～2小时、烧结压强为20～40MPa。