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过渡金属单一组元硼化物（ZrB2、HfB2和TiB2等）具有高熔点、高硬度、良好的抗热震性和耐腐蚀性等优异的性能。与单一组元硼化物相比,高熵硼化物陶瓷的硬度和抗氧化性能得到了明显的提高,有望成为极端环境应用的理想结构材料。然而,高熵硼化物陶瓷存在较难烧结致密、断裂韧性较低等问题。针对上述问题,本论文首次通过硼热还原工艺和硼热/碳热还原工艺,合成出高熵硼化物粉体,系统研究了高熵硼化物陶瓷的相组成、致密化、组织结构和力学性能;接着,通过调控高熵硼化物的微观组织形貌,首次制备出织构化高熵硼化物陶瓷;然后,通过加入SiC作为第二相,进一步改善高熵硼化物陶瓷的致密化和力学性能;最后,详细研究了高熵硼化物基陶瓷的抗氧化性能,推动其在高温环境的应用。具体研究内容及结果如下:1.采用硼热还原法和放电等离子烧结（SPS）相结合的方法制备高熵硼化物陶瓷（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2）B2（HEB 1-2000）、（Hf0.2Mo0.2Zr0.2Nb0.2Ti0.2）B2（HEB2-2000）和（Hf0.2Mo0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2）B2（HEB3-2000）。结果表明,通过硼热还原法成功制备出高熵陶瓷粉体,粉体粒径较细（0.27 μm-0.54μm）。经过2000℃ SPS烧结后,制备的高熵硼化物陶瓷具有较高的致密度（94.0%-97.7%）和细化的微观结构（1.95 μm-2.52 μm）。HEB1-2000样品的致密度较低（94.0%）,硬度（16.4 GPa）没有提高。由于致密度的提高（从～92%提高到 95%-97.7%）,HEB2-2000（26.3 GPa）和 HEB3-2000（25.9 GPa）样品的硬度得到了一定的提升,明显高于文献报道的相同成分的高熵硼化物陶瓷（从～21 GPa 提高到～26 GPa）。HEB1-2000、HEB2-2000 和 HEB3-2000 样品的断裂韧性分别为3.24±0.31 MPa·m1/2、4.47±0.14 MPa·m1/2和3.45±0.25 M·m1/2。2.采用硼热/碳热还原法和放电等离子烧结相结合的方法制备高熵硼化物陶瓷（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2）B2（HEBBC1-2000）、（Hf0.2Mo0.2Zr0.2Nbo.2Ti0.2）B2（HEBBC2-2000）和（Hf0.2Mo0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2）B2（HEBBC3-2000）。结果表明,在相同组分情况下,与硼热还原法相比,硼热/碳热还原法制备的高熵陶瓷粉体粒径较细（0.23 μm-0.38μm）,经过SPS烧结后,硼热/碳热还原法制备的高熵陶瓷的致密度有一定的提升（96.3%-98.5%）、组织更均匀、晶粒尺寸更细化（1.45μm-1.86 μm）。HEBBC1-2000、HEBBC2-2000 和 HEBBC3-2000 的维氏硬度分别为:21.7±1.1 GPa、26.3±1.8 GPa 和27.0±0.4 GPa,明显高于文献报道的相同成分的高熵硼化物陶瓷（从～21 GPa提高到～27 GPa）。断裂韧性分别为:4.06±0.35 MPa·m1/2、3.64±0.36 MPa·m1/2和4.47±0.40 MPa·m1/2。3.通过在高熵硼化物中引入低熔点的含Cr的硼化物制备织构化高熵硼化物陶瓷,并研究了 Cr含量（15 at%、20 at%和25 at%）对（Hf,Zr,Ta,Cr,Ti）B2高熵硼化物陶瓷的织构化发展、相组成、组织结构以及力学性能的影响。结果表明,（Hf0.2125Zr0.2125Ta0.2125Cr0.15Ti0.2125）B2 和（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Cr0.2Ti0.2）B2 样品在 SPS 高温加压烧结后形成织构,Lotgering 取向因子分别为 0.61 和 0.56,而（Hf0.1875Zr0.1875Ta0.1875Cr0.25Ti0.1875）B2 样品则无织构。随着 Cr 含量增加,（Hf,Zr,Ta,Cr,Ti）B2高熵硼化物陶瓷的致密度和晶粒尺寸逐渐降低。（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Cr0.2Ti0.2）B2陶瓷具有最好的综合力学性能,与加压方向垂直的表面和与加压方向平行的表面硬度分别为 30.2±1.0 GPa 和 29.3±0.9 GPa,断裂韧性分别为 4.63±0.19 MPa·m1/2 和3.56±0.32 MPa·m1/2。4.在高熵硼化物基体引入20 vol%SiC作为第二相,系统地探究了 SiC相和粉体合成工艺（硼热还原法和硼热/碳热还原法）对（Hf0.2Mo0.2Zr0.2Nb0.2Ti0.2）B2-20 vol%SiC和（Hf0.2Mo0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2）B2-20 vol%SiC陶瓷相组成、显微组织和力学性能的影响。结果表明,与纯高熵硼化物陶瓷相比,SiC的加入提高了高熵陶瓷的致密度,硼热还原法和硼热/碳热还原法与SPS相结合制备的高熵硼化物-碳化硅样品均几乎全致密（99.1%-99.6%）。与硼热还原法与SPS相结合制备的陶瓷相比（25.8±1.2GPa和26.2±1.8 GPa）,硼热/碳热还原法与SPS相结合制备的高熵硼化物-碳化硅复相陶瓷显微结构更细化,硬度较高（29.0±1.3 GPa和28.1±0.9 GPa）。由于部分SiC晶粒呈沿晶断裂,硼热还原法与SPS相结合制备的陶瓷断裂韧性较高（4.53±0.66 MPa m1/2和4.41±0.21 MPa·m1/2）。粉体合成的工艺路线和第二相共同影响高熵硼化物-碳化硅陶瓷的组织结构和力学性能。5.开展了（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2）B2（HEB-Nb）和（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Cr0.2Ti0.2）B2（HEB-Cr）在1200℃和1400℃的抗氧化性能研究,分析了微观结构演变和氧化机理。结果表明,HEB-Nb样品在1200℃氧化后氧化层厚度约为112 μm,形成了四层氧化层结构（多孔-致密-多孔-致密）;HEB-Nb样品1400℃氧化后氧化层厚度约为630.6μm。HEB-Cr样品1200℃氧化后氧化层厚度约为62 μm,形成了高熵氧化物层和B2O3层交替叠加的叠层状氧化层结构;HEB-Cr样品1400℃氧化后氧化层厚度约为143.1μm。与HEB-Nb相比,HEB-Cr样品的抗氧化性较高。6.为了进一步提升（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Cr0.2Ti0.2）B2 抗氧化性能,加入 20 vol%SiC,研究了（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Cr0.2Ti0.2）B2-20 vol%SiC（HEB-Cr-SiC）在 1400℃ 氧化后的微观结构与化学成分。结果表明,HEB-Cr-SiC样品1400℃氧化后形成了三层氧化层结构,从外到内的氧化层分别为:连续的SiO2-Cr2O3层、不含Cr的氧化物骨架Hf-Zr-Ta-Ti-Si-O 层和含 CrB2 的 Hf-Zr-Ta-Ti-Cr-B-O 层。与不加 SiC 的样品相比（143.1μm）,HEB-Cr-SiC样品的氧化层厚度降至113.4 μm。