连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料及其制备方法

技术特征：
1.一种连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选取ti、v、cr、zr、nb、mo、hf、ta、w中至少五种金属为原料，按等摩尔比例或近等摩尔比例混合，在惰性气氛下进行熔炼直至熔融，待熔体凝固后，翻转所得合金锭并重复前述工艺再次熔炼合金，得到高熵合金；(2)将高熵合金铺陈于多孔碳/碳复合材料预制体表面，在惰性气氛下加热直至高熵合金熔融并保温，待熔融的高熵合金充分渗入多孔碳/碳复合材料预制体后，降温，得到连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料。2.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高熵合金为ti
x1vx2
cr
x3
zr
x4
nb
x5
mo
x6
hf
x7
ta
x8
w
x9
，其中，x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9＝1，x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9的取值均为0～0.25。3.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述多孔碳/碳复合材料预制体的密度为1.0g/cm3～1.5g/cm3。4.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高熵合金具有单一固溶体晶体结构。5.根据权利要求1～4中任一项所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述降温的速率为20℃/min～100℃/min。6.根据权利要求1～4任一项所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用高温炉进行熔炼，步骤(2)中，采用高温炉进行加热，所述高温炉的升温速率为50℃/min～300℃/min，所述高温炉为可升温至1900℃以上的高温设备。7.根据权利要求6所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述高温炉包括真空电弧熔炼炉、放电等离子烧结炉、高温气压烧结炉、真空高温烧结炉和真空感应熔炼炉中的一种。8.根据权利要求6所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在高温炉进行加热之前先排氧充惰性气氛，其过程包括：对高温炉抽真空至1pa～0.01pa，而后充入惰性气体，重复前述抽真空-充入惰性气体的操作n次，n为3～5，其中，前n-1次充入惰性气体至压力为0.1mpa，最后一次充入惰性气体至压力为0.02mpa～0.06mpa。9.根据权利要求1～4任一项所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为n2或ar。10.一种如权利要求1～9任一项所述的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料的制备方法制得的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料。

技术总结
本发明公开了一种连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料及其制备方法。制备方法包括选取Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中至少五种金属，按等摩尔或近等摩尔比例混合，在惰性气氛下熔炼得到高熵合金；将高熵合金铺陈于多孔碳/碳复合材料预制体表面，在惰性气氛下加热直至高熵合金熔融并保温，使熔融的高熵合金充分渗入多孔碳/碳复合材料预制体后，降温，制得连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料。本发明的方法工艺周期短、成本低、容易工程化，所制备的连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料整体致密度极高，并包含丰富的高模量耐高温连续高熵陶瓷相，具有十分优异的力学性能和抗高温氧化烧蚀性能。优异的力学性能和抗高温氧化烧蚀性能。优异的力学性能和抗高温氧化烧蚀性能。


技术研发人员：郭文建 肖静 胡剑
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/12/16