1 北方民族大学材料科学与工程学院,银川 750021
2 碳基先进陶瓷制备技术国家地方联合工程研究中心,银川 750021
3 粉体材料与特种陶瓷省部共建重点实验室,银川 750021
莫来石-堇青石质匣钵对于制备高性能锂电池正极材料尤为重要。本文采用莫来石(1.18~0.6 mm)和堇青石(2~1 mm)为骨料,莫来石(0.074 mm)、煅烧氧化铝(0.044 mm)、佛山黄泥(0.044 mm)和煤矸石(0.044 mm)为基质,在1 380 ℃下保温3 h烧结制备锂电池正极材料LiNixCoyMnzO2(LNCM)承烧用莫来石-堇青石匣钵,并采用埋覆侵蚀法探究了正极材料在烧结过程中对匣钵的侵蚀行为。结果表明: 在1 380 ℃下保温3 h烧结制备的匣钵力学性能和抗热震性均较好,其室温抗折强度为10.02 MPa,经3次热震循环后残余强度保持率在51.52%~53.26%; 适当增加粗颗粒(1.18~0.6 mm)莫来石的含量可有效提高莫来石-堇青石匣钵的抗侵蚀性,且经侵蚀25次后匣钵表面的最大反应层厚度为447 μm,最小反应层厚度为211 μm。
莫来石 堇青石 匣钵 抗侵蚀性 侵蚀机理 抗热震性 反应层 mullite cordierite sagger corrosion resistance corrosion mechanism thermal shock resistance reaction layer
1 北方民族大学材料科学与工程学院，银川 750021
2 北方民族大学，粉体材料与特种陶瓷重点实验室，银川 750021
过渡金属碳化物陶瓷是超高温陶瓷的典型代表，具有极高的熔点和硬度，而韧性和耐磨性有待提高。近年来，在高熵理论指导下合成的多元碳化物固溶体—高熵碳化物陶瓷具有更高的熔点和良好的韧性。本工作采用放电等离子烧结(SPS)制备了具有优异耐磨性能的(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C高熵陶瓷。研究了1 600～2 100 ℃烧结的(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C高熵陶瓷的致密化行为、物相、微观形貌、力学和耐磨性能。结果表明，烧结温度为1 700 ℃时，可得到面心立方结构的(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C高熵陶瓷。1 900 ℃以上时，高熵陶瓷相对密度大于98%。烧结温度由1 700 ℃升高至2 100 ℃，晶粒长大，元素扩散趋于均匀。晶粒间存在晶界滑动和氧化物杂质(TiO2)聚集，晶粒内部存在位错。2100 ℃烧结得到的高熵陶瓷的力学性能最优，Vickers硬度、弹性模量和断裂韧性分别增加到20 GPa、431 GPa和4.46 MPa?m1/2，同时具有优异的耐磨性，2 100 ℃条件下烧结的(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C高熵陶瓷的平均比磨损率可低至5×10-7 mm3/(N·m)。
高熵陶瓷 放电等离子烧结 微观结构 耐磨性能 high-entropy ceramic spark plasma sintering microstructure wear resistance
