高熵碳化物（HECs）由于其出色的硬度、优异的高温稳定性、抗氧化性和耐磨性，在超高温陶瓷领域受到了广泛关注，使其成为航空航天、能源系统和下一代核应用等极端环境中的有前景的结构材料[1],[2],[3],[4],[5],[6]。这些材料的优异性能源于其多主元素晶体结构，这种结构会导致严重的晶格畸变和缓慢的扩散效应。这些特性为HECs提供了调节结构稳定性和机械性能的巨大潜力[7]。在各种HEC体系中，(TiNbTaV)C因其相对简单的元素组成、高硬度和良好的热稳定性而特别受到关注[8],[9]。
与其他复杂的多组分HEC体系相比，(TiNbTaV)C不仅具有有利的机械和高温性能，而且由于其成分简单，也具有更好的加工可行性和结构稳定性[10],[11]。然而，实现HEC陶瓷的高致密化仍然是一个重大挑战。难熔碳化物成分的强共价键合和相对较低的自扩散系数会限制烧结过程中的质量传输，使得在某些加工条件下难以完全致密化HEC陶瓷。这些因素常常导致残余孔隙、异常晶粒生长和微观结构不均匀，即使采用了热压或火花等离子烧结（SPS）等先进的致密化技术[7],[8],[9],[10],[11],[12]。由于密度和微观结构的均匀性对陶瓷的机械性能和可靠性有很大影响，因此改善HEC陶瓷的烧结行为具有重要的科学和实际意义。
添加烧结助剂已被广泛认为是一种有效的提高碳化物陶瓷致密化的策略。这些添加剂可以增强质量传输、促进晶界扩散并促进颗粒重新排列。特别是氧化物助剂在烧结过程中可能会形成 transient 或稳定的液相，从而加速颈部生长和孔隙消除[13],[14],[15],[16],[17]。然而，氧化物烧结助剂也可能在高温下与碳化物相发生反应，导致界面反应和二次相的形成。这种反应可能会改变陶瓷的相组成和微观结构，从而影响其机械和热性能。陈等人报告称，机械合金化的氧化物烧结助剂显著改善了(TiNbTaV)C高熵碳化物陶瓷的致密化和机械性能[18]。蔡等人也通过添加氧化物烧结助剂实现了HEC陶瓷的致密化提升[19]。
在氧化物助剂中，基于氧化铝的系统特别具有吸引力，因为它们可以调节界面化学性质、促进颗粒重新排列并增强烧结过程中的质量传输[15],[16],[17]。同时，氧化铝烧结助剂的分布状态对陶瓷基体的烧结行为起着重要作用。Nikzad等人通过调整氧化铝烧结助剂的含量，改善了碳化钨的烧结行为，获得了具有优异机械性能的陶瓷[20]。罗等人在碳化硅粉末上制备了纳米级氧化铝涂层，均匀的涂层通过增强质量传递和抑制异常晶粒生长促进了致密化[21]。这些研究强调了在颗粒水平上实现添加剂均匀分布的重要性。然而，烧结助剂的有效性不仅取决于它们的组成和含量，还取决于它们的尺寸、形态和空间分布。直接将烧结助剂粉末与基体粉末混合常常会导致添加剂团聚和局部富集，从而产生不均匀的颗粒间接触和局部致密化[14],[22]。基体粉末的表面改性提供了一种替代方法，其中均匀沉积的添加剂前驱体可以在烧结过程中增强界面接触和质量传输[22],[23]。
在本研究中，使用氧化铝溶胶对(TiNbTaV)C粉末进行涂层处理，使得氧化铝烧结助剂以更加均匀的方式引入。为了对比，也研究了直接添加Al2O3粉末制备的样品。系统研究了不同氧化铝溶胶浓度对粉末涂层行为及其随后烧结陶瓷微观结构演变的影响。此外，还评估了所获得的HEC陶瓷的物理性能、机械性能和热导率。
