高温透波陶瓷材料研究进展

透波陶瓷材料已成为高超声速飞行器天线罩、天线窗等部件的关键候选材料。因此,如何有效提升透波陶瓷材料的耐温、透波、承载等特性是发展高超声速飞行器的关键技术之一。本文针对高超声速飞行器对透波陶瓷材料的技术要求,阐述了透波陶瓷材料的发展历史,着重对现有透波陶瓷材料体系及其透波特性测试方法和原理的研究历史和现状进行了全面回顾,并提出今后的发展方向。本文旨在为未来新一代高超声速飞行器的设计提供参考。

高温吸波陶瓷材料研究进展

高温陶瓷吸波材料具有低密度、耐高温、强吸收等优点,已成为解决电磁污染以及军事隐身技术的关键候选材料。如何优化最小反射系数、拓宽有效吸波频宽和提高高温稳定性是发展高温陶瓷吸波材料的关键。本文针对高温吸波和电磁屏蔽对陶瓷吸波材料的需求,阐述了陶瓷吸波材料的基本原理,重点以电磁损耗机理为出发点,对现有陶瓷吸波材料体系、新型吸波材料及其吸波特性测试方法进行了全面的分析,并结合国内外研究进展对陶瓷吸波材料提出了今后的发展方向。

过渡金属非氧化物高熵陶瓷的研究进展

高熵陶瓷是一种新兴的近等摩尔多组元单相固溶体陶瓷材料,特别是过渡金属碳化物、过渡金属硼化物等过渡金属非氧化物高熵陶瓷体系,其具有超高硬度、低热导和抗腐蚀等优异的理化性能,在航空航天、核能和高速切削加工等极端环境有着广阔的应用前景。目前,高熵陶瓷材料研究尚处于起步阶段,主要集中在成分设计、制备方法、单相形成能力和力学性能评价等方面,设计依据和理论方面的研究还相对较少。本文从高熵效应和高熵合金出发,综述了过渡金属非氧化物高熵陶瓷的制备、表征和理论研究进展,同时介绍了部分相关的高熵陶瓷涂层研究现状,总结并展望了非氧化物高熵陶瓷的未来前景和发展方向。

六方氮化硼(h-BN)基复合陶瓷研究与应用的最新进展

六方氮化硼(h-BN)基复合陶瓷的力学性能、高温耐热性、抗热震性、耐烧蚀性能、介电透波性能、抗熔融金属侵蚀性能和可加工性等十分优异,而且还可以通过晶粒排列的织构化赋予明显各向异性,在航空航天、电子、冶金、机械、能源等领域具有重要应用前景,因此受到各国材料科技工作者和工业界的重视。现阶段,六方氮化硼基复合陶瓷材料在航天器高温透波用天线窗盖板、抗离子溅射的霍尔推进器通道等关键多功能防热构件和薄板连铸用陶瓷侧封板等复杂苛刻高温构件等方面已获得成功应用。从制备工艺、性能特点与损伤机制以及应用等3个方面系统总结和评述了六方氮化硼基复合陶瓷材料国内外的研究进展,展望了其今后的主要研究及发展方向。

壳聚糖快速止血材料的研究进展

未受控制的出血一直都是突发性事故,是手术大出血或各类战争中人员伤亡的主要原因。快速止血材料可有效降低伤亡和拯救生命。具有优异的生物相容性、可生物降解性和促进伤口愈合及抑菌能力的壳聚糖在快速止血材料方面有潜在的应用。该文综述了壳聚糖快速止血材料的研究进展,评价了止血效果,阐述了止血机制,并展望了壳聚糖快速止血材料的发展趋势。

新型稀土锆酸盐材料研究进展

稀土锆酸盐是高温热障涂层与高温固体电解质的候选材料之一,通式为Ln2Zr2O7(Ln为稀土元素),具有烧绿石结构或缺陷型萤石结构;具有高熔点、低热导率、高热膨胀系数、高化学稳定性、相对低的传导温度、优良的离子导电性能和高辐射稳定性等特点,在诸多领域得到广泛应用。综述了目前国内外稀土锆酸盐材料的热物理性能、电学性能和力学性能方面的最新研究进展,展望了未来稀土锆酸盐材料在热障氧化物材料和固体氧化物燃料电池电解质方面的应用前景。

h-BN/Si_3N_4陶瓷复合材料的断裂行为及断裂韧性

以亚微米级α-Si3N4和h-BN粉末为原料,Y2O3-Al2O3为助烧剂,采用热压烧结制备了h-BN/Si3N4陶瓷复合材料.研究3h-BN含量对h-BN/Si3N4陶瓷复合材料断裂韧性及其断裂行为的影响.结果表明:随着h-BN含量增加,柱状β-Si3N4晶粒的直径和长径比均下降;未加h-BN时,β-Si3N4陶瓷以沿晶断裂为主,添加体积含量为6%和8%的h-BN后,复合材料出现明显的沿晶和穿晶断裂,而添加10%h-BN的陶瓷复合材料则以沿晶断裂为主.随着h-BN含量增加,h-BN/Si3N4陶瓷复合材料的断裂韧性下降,但由于h-BN颗粒对裂纹扩展的影响,因而其下降程度不大.

α-sialon陶瓷材料的微结构控制及其力学性能优化

从影响α-sialon材料自韧化的关键因素出发,研究了Y,Yb,Nd等不同稀土类添加物、烧结工艺和后续热处理对α-sialon显微组织与力学性能的影响。结果表明:控制其反应动力学是获得自韧化α-sialon的关键。烧结工艺及后续热处理对α-sialon棒晶生长的促进作用依赖于其成分及掺杂的稀土氧化物类型。Y-α-sialon在1300～1700℃长时间低温退火,未发生α相向β-sialon相转变,但1500℃长时间退火将导致α-sialon的晶粒形貌由棒状向等轴状转变,引起材料的脆化。

新型SiBCN先驱体的合成及其陶瓷性能的研究进展

综述了近年来采用有机先驱体制备S iBCN复合陶瓷的研究现况.详细介绍了S iBCN先驱体合成的两种主要方法,并对利用这两种方法获得的先驱体和裂解后的陶瓷的产率等方面进行了比较.阐述了S iBCN复合陶瓷与纯S iC和S i3N4陶瓷在力学,抗蠕变,抗氧化等性能的差别.

矿聚物及其复合材料研究进展

系统介绍了周内外关于矿聚物的组织结构、性能及影响因素、制备工艺及特点、矿聚物的反应过程与聚合机理。评述了矿聚物的陶瓷化、先进矿聚物基复合材料、矿聚物及其复合材料的应用等方面的研究进展,指出了今后矿聚物及其复合材料的研究方向。

碳化锆陶瓷复合材料的制备、显微组织与性能

碳化锆(ZrC)陶瓷复合材料具有熔点高、密度低、耐烧蚀的优点,在超硬、航天防热、新能源等领域应用前景广阔。本文概述了ZrC金属陶瓷和复相陶瓷、纤维增强ZrC复合材料的制备方法。着重介绍了粉末烧结、先驱体转化、反应浸渗等工艺的应用,并讨论了不同制备工艺下复合材料显微组织的特点。在总结两类材料力学性能和烧蚀性能的基础上,分析了各自的影响因素,并指出ZrC金属陶瓷和复相陶瓷韧性低,纤维增强ZrC复合材料烧蚀层易剥落的问题。最后总结展望了ZrC陶瓷复合材料相关研究的发展趋势。

微波介质陶瓷的研究进展

综述了微波介质陶瓷材料的特性和发展现状,给出了多数目前已经研究的微波陶瓷体系及其性能,阐述了其制备方法,提出了改善其性能的途径和微波介质陶瓷的预期进展。

BN-SiC层状复合陶瓷的断裂行为研究

以SiC、BN粉为原料,采用热压法制作了BN-SiC层状复合陶瓷,并对层状复合陶瓷的断裂行为进行了研究,发现层状材料通过层间界面优先开裂使横向裂纹扩展路径明显曲折化,断裂从一次性脆断变为对裂纹损伤具有一定容忍能力的逐次多级断裂,裂纹张开位移显著增大,断裂韧性显著提高.

原位合成SiC-BN复合陶瓷设计与热力学研究

采用原位合成的方法设计并制备了SiC-BN复合陶瓷.通过热力学计算,选择了制备SiC-BN复合陶瓷的反应方程式,并通过进一步的计算,选择合适的烧结工艺保证了反应方程式Si3N4+B4C+2C=3SiC+4BN不会受到副反应的影响.通过实验验证此反应在1700℃能够反应完成,生成β-SiC和h-BN.

堇青石陶瓷烧结工艺及机理研究

本文利用DSC、XRD技术,研究了MgO、AlO_3和SiO_2反应烧结制备堇青石陶瓷的机理。结果表明MgO和Al_2O_3在1155℃反应合成镁铝尖晶石(MgAl_2O_4),进而在1317℃长时间保温与SiO_2反应生成堇青石。

LiTaO_3基压电陶瓷的制备与性能研究进展

介绍了LiTaO3的基本性质,综述了LiTaO3基压电陶瓷体系的制备方法、压电铁电性能及应用背景,指出了目前相关研究的重点和难点,并展望了LiTaO3基压电陶瓷今后的研究和发展方向.

薄带连铸用侧封板材料的研究进展

侧封板是薄带连铸生产线的重要组成部分,因此对侧封板材料的实际使用工况进行了简要分析,进而对侧封板材料的材质、制备工艺及使用性能进行了较详细的综述,并讨论了存在的问题和可能的发展方向,指出侧封板材料是制约国内薄带连铸技术发展的关键技术瓶颈之一,目前虽然很难找到性能优越且成本较低的侧封板材料材质,但氮化硼质复合材料依然是今后侧封板发展的主要材料之一。

高温固体润滑材料研究的发展现状

随着现代航空、航天和军事工业技术的发展,传统的低温润滑材料无法满足在如此极端环境下的工作要求,迫切需要发展新一代耐高温固体润滑材料。本文综述了高温固体润滑剂、高温固体润滑材料等的研究现状,并在此基础上提出了高温摩擦学领域内一些急需解决的问题。

基于机械合金化的SiBCN系亚稳陶瓷及其复合材料研究进展

SiBCN系亚稳陶瓷及其复合材料具有独特的微观组织结构和优异的高温性能,在高温氧化、剧烈热震、燃气流烧蚀等苛刻条件下具有很大的应用潜力。本文以机械合金化法制备的SiBCN系亚稳陶瓷及其复合材料为主线,总结了近年来基于机械合金化技术的SiBCN系非晶陶瓷粉体和块体陶瓷的微观结构特征与演变、力学性能、抗氧化性能、抗热震性能和耐烧蚀性能的研究进展,并与前驱体衍生的同类材料进行了对比分析,最后指出了更高性能SiBCN系亚稳陶瓷材料的未来研究重点与发展趋势。

热压烧结TaC陶瓷材料的力学性能和抗腐蚀性能

采用热压烧结工艺制备TaC陶瓷材料,研究了烧结温度对材料的组织结构和力学性能的影响规律。采用包覆法进行TaC陶瓷材料的抗熔融铈腐蚀试验,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对腐蚀后的性能进行表征,揭示材料的腐蚀机理。结果表明:随烧结温度的升高,TaC陶瓷材料的致密度和力学性能都有不同程度的提升,当烧结温度达到2 100℃时,致密度达到了98.29%,力学性能也达到最佳。TaC陶瓷材料在1 400℃下抗熔融铈腐蚀试验中,随腐蚀时间的延长,腐蚀速率逐渐下降,在腐蚀时间为10 h时速率降至0.65μm/h。TaC陶瓷材料腐蚀后,物相没有变化,腐蚀机理由初始阶段的晶界腐蚀逐渐转变为晶粒腐蚀。