高熵稀土非萤石型氧化物陶瓷研究进展

随着航空航天、机械、能源与军事领域的快速发展,高熵材料凭借其独特的优势已经成为当前材料研究领域的一大热点。针对目前传统的萤石型氧化物陶瓷材料在一些领域的应用限制,非萤石型氧化物陶瓷发挥其特有的优势,是目前在电、光、磁、热等领域应用较为广泛的一类材料。本文综述近5年国内外高熵稀土非萤石型氧化物材料的研究现状,对新型高熵稀土非萤石型氧化物陶瓷进行了分类总结,并对其进行了展望。

超高温氧化物陶瓷激光增材制造及组织性能调控研究进展

氧化物陶瓷具有高硬度、高强度以及优异的抗氧化和抗腐蚀性能,是高性能发动机极端高温、燃气腐蚀、氧化服役环境用重要的候选高温结构材料,在航空航天用高端装备领域具有广阔的应用前景。与传统陶瓷制备技术相比,激光增材制造技术能够一步实现从原材料粉末到高性能结构件的一体化高致密成型,具有柔性度好、成型效率高的特点,可以快速制备高性能、高精度、大尺寸复杂结构部件。近年来,基于液固相变发展的熔体生长氧化物陶瓷激光增材制造技术已成为高温结构材料制备技术领域的前沿研究热点之一。本文首先概述了激光增材制造技术的基本原理,着重介绍了选区激光熔化与激光定向能量沉积两种典型激光增材制造技术的工艺特点。在此基础上,重点阐述了利用激光增材制造技术制备不同氧化物陶瓷的组织特征及工艺参数对微观组织的影响规律,并总结比较了不同体系氧化物陶瓷力学性能的差异。最后,对该领域存在的问题进行了梳理和分析,并对未来的发展趋势进行了展望。

高熵氧化物陶瓷的研究进展与展望

高熵氧化物陶瓷是具有独特结构和物理化学性能的新型材料,成为了国内外研究的热点之一。本文主要介绍了高熵氧化物陶瓷的分类;归纳了制备高熵氧化物陶瓷的方法;总结了高熵氧化物陶瓷在催化材料、锂电池电极材料、磁性材料以及介电材料等领域的应用。最后简述高熵氧化物陶瓷的发展现状,展望了高熵氧化物陶瓷未来的发展趋势。

氧化物陶瓷颗粒对铜基熔覆层组织演变及性能的影响

为了提高铜基熔覆层的硬度以及耐磨性能,向药芯焊丝中添加不同成分比例的氧化物陶瓷颗粒并采用TIG熔覆方法制备了Cu基熔覆层,利用OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度测试等方法,研究了不同成分比例的氧化物陶瓷颗粒对铜基熔覆层的组织及性能的影响。研究发现,随着Al_(2)O_(3)/TiO_(2)的降低,合金液的流动性有所提高,从而释放了部分的残余应力,并且Cu (311)逐渐转变为Cu (200)峰,促进了铜基熔覆层顶部的晶粒细化,同时向铜侧扩散的铁数量逐渐减少,界面处的树枝晶也产生了明显细化,并且三种熔覆层界面处硬度过渡平缓,熔覆顶部的硬度随着TiO_(2)的增加逐渐升高;在3#熔覆层顶部出现了Al13Fe4金属间化合物,提高熔覆层的表面性能;磨擦磨损结果中磨损量随着TiO_(2)的增加,磨损量也逐渐降低,但明显细化晶粒的3#熔覆层摩擦系数保持稳定,有较少的犁沟效应。

超高温氧化物陶瓷激光增材制造及凝固缺陷控制研究进展

超高温氧化物陶瓷具有优异的高温强度、高温结构稳定性、抗氧化和耐腐蚀性能,有望成为极端高温氧化环境下长期服役的新型高温结构材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。以激光选区熔化和激光近净成形为代表的激光增材制造技术具有高效快速、柔性制造、近净成形等特点,近些年来逐渐应用于超高温氧化物陶瓷的制备并成为该领域的研究热点。本文概述了激光选区熔化技术和激光近净成形技术的原理和特点,从工艺优化、高温预热、超声振动辅助和掺杂4个方面详细阐述了激光增材制造超高温氧化物陶瓷凝固缺陷控制的研究进展,并在文末展望了本领域未来的发展趋势和研究重点。

氧化物陶瓷阻氚涂层的研究进展

利用阻氚涂层(TPB)降低结构材料中的氚损失,是聚变堆发展中的热点研究之一。陶瓷具有低氚渗透性、耐腐蚀性、高硬度和高热稳定性等特性,是目前聚变堆阻氚涂层首选材料。相对于硅化物、钛基等非氧化物陶瓷材料,氧化物陶瓷涂层具有熔点高、化学性质稳定、耐腐蚀性和阻氚渗透因子(PRF)高等优势,因此针对氧化物陶瓷阻氚涂层的研究较多。主要综述了单一氧化物陶瓷、复合氧化物陶瓷阻氚涂层近年来的研究现状与发展,如Y2O3、Er2O3、Al2O3等及其复合氧化物陶瓷材料,其中,因Al2O3及其复合物涂层具有优异的阻氚性能,得到了广泛的关注和研究。重点阐述了制备工艺、基体效应和辐照等影响氧化物陶瓷涂层阻氚性能的因素及氚在材料中的渗透机制,并分析了当前阻氚涂层在材料制备以及模拟服役环境等方面存在的不足与今后的研究重点,指出了未来可能的氧化物陶瓷阻氚涂层,以期为阻氚涂层的研究与后续实验提供一定的方向。

EDXRF法直接测定氧化物陶瓷材料组分

叙述了用能量色散X射线荧光法(EDXRF)同时测定氧化物陶瓷材料组分的分析方法。该方法对样品无损,可直接测定ZrO2+Y2O3,ZrO2+CaO,ZrO2+Y2O3+CaO3种陶瓷材料中的CaO,Y2O3和ZrO2;该方法快速、简便、可适用于粉末混合料和经高温烧结后的上述3种陶瓷材料;测定各组分的含量范围为:2%～25%的CaO,1.5%～20%的Y2O3,70%～98%的ZrO2,测定CaO和Y2O3的相对标准偏差好于2%,测定ZrO2的相对标准偏差好于1%。

氧化物陶瓷的微波烧结机理

本文是综述文章，介绍了近十几年来发展较快的微波烧结技术，及微波烧结时 Ａｌ２ Ｏ３ 、 Ｚｒ Ｏ２ 等材料的微波烧结机理。研究发现， Ａｌ２ Ｏ３ 、 Ｚｒ Ｏ２ 陶瓷的微波烧结机理与常规烧结基本相同，微波烧结条件下的烧结及晶粒长大的活化能比常规烧结条件下低、速度较常规烧结条件下快，说明微波烧结条件下起决定作用的传质过程不同，微波烧结中体积扩散占主要地位，但产生这一现象的原因尚待研究。

拟抛物面规则在氧化物陶瓷相图中的应用

运用三元系拟抛物面规则：（１）分析了氧化物三元系中热力学数据的正误；（２）判断了复杂氧化物的稳定性；（３）初步估计或预报了一些复杂氧化物的热力学数据。

钛熔模精铸用氧化物陶瓷型壳制壳工艺的研究

针对钛的特性合理地选择了制壳材料的种类， 研究了粉液比等工艺参数对涂料的悬浮性， 涂层厚度的影响， 合理地选择了面层、邻面层及背层涂料的干燥温度、湿度和时间， 并确定了适宜的微波脱蜡工艺。在不同粉液比条件下，研究了室温及不同焙烧温度对型壳抗弯强度的影响，从而确定了最佳粉液比和焙烧工艺参数。采用优化的制壳工艺参数制备的型壳， 内表面光洁、无裂纹等缺陷。采用水冷铜坩埚真空感应炉进行熔炼和浇注， 得到了外观较好的铲形薄壁铸件， 测试并分析了该铸件的表面性能。

氧化物陶瓷基复合材料研究进展

从基体和纤维的选择、制备工艺等几方面综述了国内外氧化物陶瓷基复合材料的研究现状 ,着重阐述了溶胶—凝胶法、化学气相渗透法、反应熔体浸渗法、先驱体浸渗热解法、电泳沉积法、浆料浸渗热压和浆料浸渗结合氧化物先驱体浸渗热解法等氧化物基复合材料制备工艺原理及其优缺点。

非氧化物陶瓷连接技术的进展

非氧化物陶瓷作为高温结构材料其应用前景非常广阔 ,但非氧化物陶瓷自身及其与金属的连接问题制约了它的工程使用 .与氧化物陶瓷连接相比 ,非氧化物陶瓷的连接目前基本上处于基础性研究和实验室研究阶段 .本文概述了近些年用于非氧化物陶瓷连接的几种方法及其工艺特点 ,其中包括 :活性金属钎焊法、热压扩散连接法、过渡液相连接法、反应成形连接法、自蔓延高温合成 (SHS)焊接法、热压反应烧结连接法和直接敷铜 (DBC)

氧化物陶瓷与3种树脂水门汀初期粘接强度比较

目的:通过对2种修复用氧化物陶瓷与3种树脂水门汀的粘接抗剪强度比较,探讨适合牙科氧化物陶瓷的粘接材料。方法:分别用3种树脂水门汀SuperbondC﹠B、RelyXTMUnicem、PanaviaTMF与喷砂后的氧化锆(ZrO2)及三氧化二铝(Al2O3)陶瓷的粘接面粘接,37℃水浴24h后测试其粘接抗剪强度,数据用SAS9.12软件进行统计学分析。结果:Al2O3陶瓷组间均有显著性差异(P<0.0001),SuperbondC﹠B粘接强度最高为(37.60±2.06)MPa。ZrO2陶瓷组中SuperbondC﹠B与Pana-viaTMF的粘接强度差异无显著性(P>0.05),RelyXTMUnicem粘接强度最低为(13.29±3.05)MPa。结论:SuperbondC﹠B、PanaviaTMF与氧化物陶瓷均具有较高的粘接强度,一步法自酸蚀粘接剂RelyXTMUnicem虽然操作简便、提高了工作效率,但不如多步法系统获得的粘接强度大。

高分子表面活性剂对氧化物陶瓷超微颗粒的分散作用

本文针对用湿化学法制备氧化物陶瓷超细微粉过程中和其悬浮液的颗粒团聚问题，评述了表面活性剂对颗粒团聚状态的控制作用，在氧化物陶瓷微粉悬浮液中通过调节ＰＨ 值，使颗粒间具有较高静电效应的基础上加入高分子表面活性剂，使颗粒间又具有空间位阻效应，防止了颗粒间的团聚。

复合氧化物陶瓷在Na_3AlF_6Al_2O_3熔体中的溶解性

用等温饱和法测定了NiFe2O4,ZnFe2O4,ZnAl2O4在Na3AlF6 Al2O3熔体中的溶解度,研究了电解质温度、Al2O3浓度和NaF与AlF3的分子比对NiFe2O4溶解度的影响.试验结果表明:NiFe2O4组元中Ni和Fe在熔盐中的饱和溶解度分别为0.0085%和0.0700%;ZnFe2O4组元中Zn和Fe的饱和溶解度则为0.0313%和0.0700%;ZnAl2O4组元中Zn的饱和溶解度为0.0265%;NiFe2O4在铝电解质熔盐中具有较强的抗腐蚀性能,是一种较好的金属陶瓷惰性阳极基体材料;NiFe2O4的溶解过程受离解及离解产物NiO与Fe2O3的化学溶解2个过程的控制,为提高NiFe2O4基陶瓷材料的耐腐蚀性能,宜采用低电解温度、低分子比和高氧化铝浓度等电解条件.

氧化物陶瓷纤维的制备及应用

介绍了国内外高性能氧化物陶瓷纤维的制备技术及应用现状 。

无水溶胶-凝胶法制备非氧化物陶瓷的研究进展

综述了基于氨解、胺解以及碳化二亚胺化三类反应的无水相溶胶-凝胶方法在制备SiCN、B(C)N、SiN、BN等非氧化物陶瓷材料方面的研究进展,并对其前景进行了展望。

放电等离子超快速烧结氧化物陶瓷

本文介绍一种氧化物陶瓷超快速烧结的新方法．用放电等离子烧结的方法对Al2O3、Y-TZP、YAG、Al2O3-ZrO2和莫来石等各种氧化物粉体进行了超快速烧结，采用2～3min升温到1200℃以上，不保温或保温2min，然后迅即在3min之内冷却至600℃以下的烧结温度，得到了直径为20mm的晶粒细、致密度高、力学性能好的烧结样品．对用化学共沉淀法自制的20mol％Al2O3-ZrO2（3Y）纳米粉体分别在1170～1500℃之间的7个不同温度下进行放电等离子烧结，升温速率为200℃／min，保温2min后；迅即在3min之内强制冷却至600℃以下．1350℃以上烧结得到的样品密度已接近理论密度，1250℃以上烧结得到的样品的断裂韧性K1c都大于6MPam1／2放电等离子超快速反应烧结所得到的ZrO2-莫来石复相陶瓷致密度高、力学性能好，ZrO2晶粒在莫来石基体中分布均匀,XRD结果表明，在1530℃烧结的样品中，已找不到ZrsiO4痕迹，说明在如此快速的烧结条件下；反应烧结已经可以完成．

纳米xBaO·(0.35-x)Nd_2O_3·0.65TiO_2复合金属氧化物陶瓷的制备与介电性能

用柠檬酸盐法合成出组成为xBaO·( 0 35 x)Nd2 O3 ·0 6 5TiO2 复合氧化物 ,采用DTA TG ,IR ,XRD ,TEM进行物性表征。实验结果表明 :该复合氧化物的形成温度为 80 0℃ ,平均粒径为 30nm。在富TiO2 区 ,BaO/Nd2 O3 ≤0 4时 ,成瓷温度较宽 ( 1 2 80～ 1 36 0℃ ) 。

高Tc氧化物陶瓷超导材料的连接研究状况与展望

综述了高 Tc 氧化物陶瓷超导材料连接研究在连接方法、工艺及机理方面的现状,分析了存在的问题,并对今后的研究进行了展望。