Reactive flash spark plasma sintering of high-entropy ultrahigh temperature ceramics

放电等离子烧结 材料科学 陶瓷 等离子体 高熵合金 衍射 相对密度 烧结 复合材料 热力学 微观结构 光学 量子力学 物理
作者
Joshua Gild,Kevin Kaufmann,Kenneth S. Vecchio,Jian Luo
出处
期刊:Scripta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:170: 106-110 被引量:123
标识
DOI:10.1016/j.scriptamat.2019.05.039
摘要

A new Reactive Flash Spark Plasma Sintering (ReaFSPS) method has been developed to synthesize high-entropy ultrahigh temperature ceramics (UHTCs), using (Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)B2 and (Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C as examples. X-ray diffraction, energy dispersive X-ray spectroscopy, and electron backscatter diffraction collectively show the formation of a single high-entropy phase within ~2 min. Notably, adding 3 wt.% of carbon can promote the formation and homogenization of a high-entropy diboride phase without aggressive mechanical alloying, achieving a >99% relative density. This work has established a new rapid and potentially scalable method to use ReaFSPS to synthesize homogenous high-entropy UHTCs from commercial powders of individual constituents.
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