液相聚合物前驱体法制备高熵碳化物纳米粉体

孙娅楠¹，叶丽¹，赵文英¹，陈凤华¹，邱文丰²，韩伟健¹，刘伟³，赵彤¹

1. 中国科学院化学研究所极端环境高分子材料重点实验室2. 华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院3. 航天特种材料及工艺技术研究所

摘 要：高熵碳化物陶瓷是近年来发展的新型材料,由于具有高硬度、高模量和低热导率等优异性能而备受关注。液相聚合物前驱体法在陶瓷化过程中可以实现多元素的均匀分散,制备高熵陶瓷具有独特的优势,但是相关报道较少。本研究以金属醇盐为原料,通过可控水解缩合反应制备了金属醇盐共聚物溶液,加入碳源烯丙基酚醛（AN）后得到了澄清的粘稠液相高熵碳化物前驱体（PHEC）,在真空下1800℃裂解2 h获得了（Ti, Zr, Hf, Ta）C高熵碳化物陶瓷纳米粉末。通过不同手段对前驱体和陶瓷粉体进行表征,结果表明:裂解温度低于800℃所获得的样品主要为t-ZrO₂及氧化物固溶体, 1000℃开始发生碳热还原反应形成碳化物固溶体,温度升高至1800℃后转化为高熵碳化物陶瓷;所得陶瓷粉末纯度高,元素分布均匀,颗粒尺寸一致,粒径～100 nm。制备的液相陶瓷前驱体具有高陶瓷产率（28.6 wt%）和低黏度（150 mPa·s）的特点,在极性溶剂中溶解性良好。所开发的液相前驱体法在制备高熵陶瓷纳米粉体、陶瓷纤维和陶瓷基复合材料领域具有重要应用价值。

关键词：高熵陶瓷;碳化物;固溶体;纳米粉体;液相前驱体法;