高熵陶瓷,或者叫熵稳定陶瓷,是最近几年才兴起的新型材料。与高熵合金类似,高熵陶瓷一般为五种或五种以上的主要组元组成,按等摩尔比或接近等摩尔比组成的具有简单晶体结构的陶瓷材料。由于体系内包含了多种组元,提高了整个陶瓷系统内部的混乱程度,同时也增加了系统的构型熵值。在系统内这种高熵值的驱动下,有助于多种无机非金属化合物混合形成具有简单晶体结构的固溶体相。鉴于高熵合金之前被报道的各种优异性能,这种新型的高熵陶瓷材料一经发现就引起了界内的广泛专注。由于其特殊的物相组成以及微观结构,高熵陶瓷无论是在基础科学研究或者发展潜力、实际应用方面都具有巨大的潜力。目前,对于高熵陶瓷的研究尚处于起步阶段,人们还在不断的探索新的高熵陶瓷体系,同时不断摸索其特殊的结构对性能产生的影响。本文选用MgO、CoO、NiO、CuO、ZnO这五种金属氧化物作为原料来制备高熵陶瓷,按照金属原子等摩尔比进行原料粉的球磨混合,采用等离子体活化烧结技术快速烧结制备(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷试样。运用XRD、SEM、FESEM、RAMAN及EDS等手段进行表征,研究(MgCoNiCuZn)O物相形成过程并分析物相形成机理,还进行了力学性能测试,包括抗弯强度和弹性模量、维氏硬度的测试。论文研究了不同的分散剂/分散介质种类对(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷粉体的分散作用。研究表明:采用PEG/MEK组合作为球磨、干燥过程中的分散剂以及分散介质对(MgCoNiCuZn)O粉体具有很好的分散效果,可以有效地防止(MgCoNiCuZn)O粉体的聚沉和分层现象,有助于减少烧结过程中孔隙的产生,获得更加致密的组织结构。在真空条件下,利用场助烧结技术(FAST)制备(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷,研究了不同烧结工艺条件对(MgCoNiCuZn)O的相组成及显微结构的影响。研究结果表明,在800-1000°C下,采用场助烧结工艺轴向加压30MPa、保温时间3min时,可以获得结构致密、物相单一的(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷。通过(MgCoNiCuZn)O在不同烧结温度下的XRD图谱,本文研究了(MgCoNiCuZn)O单相结构的形成过程及其物相形成机理。结果表明,(MgCoNiCuZn)O形成单相的过程是一个有序过程,MgCoNiCuZn)O从650°C开始五种氧化物按一定次序溶入新的晶格结构,最终形成单相固溶体结构。拥有相同岩盐相结构的氧化物会率先混合形成一个新的岩盐相结构,紧接着非岩盐相氧化物会扩散进入进的岩盐相结构中,最终形成单一的岩盐相结构。研究还表明,多相到单相的相转变过程受金属元素的自扩散速率和互扩散速率的控制,金属的空位形成能越低,自扩散和互扩散的速率就越快,更容易形成单相。通过TEM分析,我们观察到由Cu元素偏析引起的瀑状缺陷和针状缺陷。同时通过测量和计算单相晶格的晶格间距和晶格参数,单相的(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷存在着严重的畸变。这些畸变会使组织结构中存在产生较大的内应力,影响其力学性能。本文对(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷的力学性能进行了表征,其中包括抗弯强度和弹性模量,以及显微硬度测试。根据结果,抗弯强度和弹性模量随着致密度的提高先增加后下降,在致密度为95.6%时得到最大值为323±19 MPa和108±5GPa。而陶瓷样品的显微硬度随着致密度的提高先下降后增加,与抗弯强度呈负相关关系。在高熵陶瓷样品致密度为99.3%,热处理时间为0.5 h时,MgCoNiCuZn)O的显微硬度达到最大值775±15 Hv。