高熵过渡金属硼化物陶瓷的研究进展

高熵过渡金属硼化物陶瓷作为一种重要的高熵陶瓷，具有超高的硬度、优异抗氧化性能和电磁屏蔽与吸波性能，在航空航天、汽车工业、精密加工等领域具有潜在的广阔应用前景。基于近年相关研究，从理论设计、材料制备和性能研究三个方面综述了高熵过渡金属硼化物陶瓷的相关研究结果，并展望了高熵过渡金属硼化物陶瓷的未来前景和发展方向。     

Mg-Al-O-N体系中几种典型透明陶瓷材料

透明陶瓷作为一类既具有类似玻璃高光学透明性又兼具类似单晶高熔点、高强度、高硬度和高化学稳定性等优异理化性能的结构功能一体化材料，可在多种极端环境（耐高温、抗冲击和抗强辐射等）下作为光学窗口应用，还可以通过稀土离子或过渡离子掺杂等手段发展其激光、荧光等性能。在目前已经发展出的陶瓷材料体系中，Mg-Al-O-N体系中几种透明陶瓷材料(如Al2O3、MgO、AIN、MgAl2O4、AION、MgAION等)是研究最为广泛的透明陶瓷材料。本文简述了这几种材料结构、性能、制备研究进展和应用情况，并对其未来的发展进行了展望。     

先进陶瓷材料的研究与应用

先进陶瓷按种类可分为具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等特点的结构陶瓷,以及具有电气性能、磁性、生物特性、热敏性和光学特性等特点的功能陶瓷。先进陶瓷广泛应用于高温、腐蚀、电子、光学领域,作为一种新兴材料,以其优异的性能在材料领域独树一帜,受到人们的高度重视,在未来的社会中将发挥重要的作用。笔者主要对先进陶瓷材料的概述、研究现状、应用进展进行了综述。     

钇铝石榴石透明激光陶瓷的研究进展

透明钇铝石榴石(aluminum-yttrium garnet,YAG)陶瓷具有良好的化学稳定性和光学性能,是一种很有前途的单晶激光材料的替代物。同单晶相比,多晶YAG陶瓷具有许多优点,如：大尺寸材料易于制备,成本低适合大规模生产等。此外,因掺杂浓度高可得到较大的输出功率。对透明YAG激光陶瓷的光学特性以及制备工艺做了重点介绍,并对研究进展进行综合评述。最后,展望该领域的发展前景及今后的研究趋势。     

Y_2O_3透明陶瓷的性能及应用概述

立方结构的Y_2O_3材料无双折射效应,有利于透明陶瓷的制备,Y_2O_3陶瓷的光学透明性范围较宽,声子能量较低,易实现稀土离子的掺杂。同时,Y_2O_3材料具有优异的物理化学性能,有利于材料的实际应用。经研究,Y_2O_3透明陶瓷在高温窗口、红外头罩、闪烁、激光等众多领域有着巨大的商业应用价值。重点介绍Y_2O_3透明陶瓷和稀土掺杂的Y_2O_3透明陶瓷的制备工艺进展,对Y_2O_3材料在高温窗口、闪烁、激光应用等领域前景做出评估。     

碳化硼陶瓷的烧结与应用新进展

碳化硼陶瓷具有高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀等优点,是一种综合性能优异的结构材料。碳化硼陶瓷可通过有效添加剂、适当的温度与压力等条件实现致密化烧结,从而提高其综合性能,因此碳化硼的致密化烧结是其关键技术。本文论述了碳化硼陶瓷致密化烧结工艺的基本原理及烧结方法,在此基础上总结了碳化硼陶瓷在陶瓷装甲、核能和耐磨技术等重要领域的应用。     

A2B2O7(A=Ln3+,B=Zr4+,Hf4+Ti4+Ce4+)型透明陶瓷研究进展

A₂B₂O₇型化合物具有高熔点、高密度和高折射率等特点,在照明材料、航空材料、医疗成像、磁光材料等领域具有潜在应用价值。随着陶瓷制备工艺的进步,透明陶瓷的光学、力学和热学等性能不断提升使A₂B₂O₇型透明陶瓷受到越来越多研究者的关注,本文介绍了一些A₂B₂O₇型透明陶瓷的制备工艺、性能参数和其潜在的应用价值。     

玻璃晶化法制备透明陶瓷的研究进展

随着光电技术的迅猛发展，人们对作为信息传输“窗口”介质的透明材料提出了更高的要求。透明陶瓷由于具备优异的力学、热学、光学和电学性能，已经被广泛用作高压钠灯灯罩、导弹整流罩、装甲防护透明窗、激光增益介质和激光白光照明荧光转换体等。目前制备透明陶瓷的常规方法主要是高真空烧结、热压烧结、热等静压烧结以及放电等离子体烧结等。上述制备方法的工艺复杂、成本高，严重限制了透明陶瓷的实际应用。近年来，人们提出了一种通过在析晶温度进行热处理诱导母体玻璃完全晶化而制备透明陶瓷的方法，并因其具有快速、简单、低成本的特点而吸引了众多研究者的兴趣。本文系统总结了通过玻璃晶化制备透明陶瓷的研究进展及其应用展望。     

高密度高温高熵合金与陶瓷共晶复合材料的研究进展

高密度高温高熵合金与陶瓷共晶复合材料是一类由高熵合金与陶瓷组成的具有高密度和优异高温性能的共晶复合材料,兼顾高熵合金、陶瓷和共晶复合材料的性能优势,表现出优异的高温强度和良好的室温塑性,近年来得到广泛研究。本文总结了近年来高密度高温高熵合金与陶瓷共晶复合材料的研究现状,围绕共晶复合材料的成分组成、组织结构与材料性能的关系,从成分设计、元素组成、微观结构、室温和高温力学性能、高温抗氧化性、耐磨性和电化学腐蚀性能等方面综述了现有研究工作,并对其未来研发趋势进行了展望。     

AION透明陶瓷研究进展

作为一种具有优异光学性能的透明陶瓷材料,单相AION陶瓷在可见光和红外光范围内都具有很好的透光性,再加之优良的热学和机械性能,愈来愈受到人们的广泛关注。本文简要的介绍了AION透明陶瓷的各项性能,回顾了其研究发展过程,介绍了其制备工艺和应用,并展望了今后的透明陶瓷的研究和发展。     

AlON透明陶瓷研究进展

作为一种具有优异光学性能的透明陶瓷材料,单相AION陶瓷在可见光和红外光范围内都具有很好的透光性,再加之优良的热学和机械性能,愈来愈受到人们的广泛关注.本文简要的介绍了AION透明陶瓷的各项性能,回顾了其研究发展过程,介绍了其制备工艺和应用,并展望了今后的透明陶瓷的研究和发展.     

高熵硼化物陶瓷的研究进展

高熵硼化物陶瓷作为高熵陶瓷的一类,因其优异的力学性能和高温稳定性,受到越来越广泛的关注和研究。然而目前还没有针对高熵硼化物陶瓷研究的综述,因此,从高熵硼化物陶瓷的定义出发,概述了第一性原理计算在高熵硼化物研究中,对高熵硼化物材料合成预测以及对性能预测和理解方面的应用,综合评价了各种高熵硼化物陶瓷粉体及块体制备方法的优势和不足,并以力学性能为主,分析了高熵硼化物陶瓷的各类物化性能及其影响因素和机理,最后对理论计算,制备研究和性能探索等方面存在的不足进行总结,同时对未来可能的研究方向进行了分析和展望。     

AlON透明陶瓷研究进展

透明氮氧化铝(AlON)陶瓷具有优异的光学、力学、热学综合性能,在国防和商业众多领域内具有广阔的应用前景.本文对AlON陶瓷的性能、合成方法和制备工艺、应用等方面的研究进展进行了综述,并对其未来的研究发展方向进行了展望.     

稀土离子掺杂CaF_2透明激光陶瓷的研究进展

稀土离子掺杂的CaF_2透明陶瓷同时具有氟化物独特的光学性能和陶瓷材料优异的力学性能,是一种具有战略意义的新型激光增益介质材料。综述了当前国内外稀土离子掺杂CaF_2透明激光陶瓷的研究进展,并对制备工艺和光学性能进行了阐述。分析了当前研究所遇到的问题,着重分析了Nd~(3+)∶CaF_2透明激光陶瓷的研究难点,并对其应用前景进行了展望。     

热等静压技术在透明陶瓷研究中的应用进展

透明陶瓷具有与单晶材料相媲美的光学、力学和热学等性能，被广泛应用在透明装甲、红外窗口、高功率激光器、白光照明、医学诊疗等民用和军事领域。影响透明陶瓷光学透过率的主要因素是气孔，而热等静压（HIP）后处理是消除气孔，获得高质量透明陶瓷的有效办法之一。本文综述了近期利用热等静压技术研究透明陶瓷取得的成果和提出的一些机理，进而对热等静压技术开发透明陶瓷进行了讨论和展望。     

MgO-Al2O3-SiO2系透明玻璃陶瓷研究进展

透明玻璃陶瓷具有热膨胀系数可调、强度高、化学稳定性好的优点,且兼具透光/发光的特性,是一种在光学信息、生物技术、激光技术、红外遥感及民用照明等领域有着广泛的应用前景的新型功能材料。本文简述了玻璃陶瓷的透光机制,对形核剂、过渡金属离子及稀土离子掺杂MgO-Al₂O₃-SiO₂(MAS)系透明玻璃陶的析晶及透光/发光性能方面的研究进展进行了介绍,并简要分析了开发具备透光/发光性质的高结晶度MAS透明玻璃陶瓷材料存在的问题,最后展望了透明玻璃陶瓷的发展趋势与前景。     

镁铝尖晶石透明陶瓷的研究进展

高性能透明陶瓷既具有陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀、高绝缘、高强度等特性,又具有玻璃材料的光学性能,是极端环境用的重要光学材料。镁铝尖晶石作为透明陶瓷材料的一种,具有立方各向同性、低密度、高熔点、高硬度、高电阻、低热膨胀、高抗热震、耐腐蚀、高强度、近紫外到中红外的透光性和高温稳定性等优异性能,在国防军事、航空航天、激光照明、医疗器械等众多领域备受青睐;而且已广泛应用于红外制导窗口、高马赫航空器的整流罩、透明装甲和极端环境下的光电设备等关系国防安全与核心竞争力的关键领域。镁铝尖晶石透明陶瓷的研究起步很早,在多年的研究中,科研工作者不断改进镁铝尖晶石粉体合成工艺和烧结技术,形成了逐渐完善的镁铝尖晶石透明陶瓷制备体系,已经在强度、纯度、致密度和透光性等方面大有突破。然而,由于镁铝尖晶石透明陶瓷是多晶陶瓷,光散射位点多,影响因素多,使得高性能镁铝尖晶石的制备仍然具有一定难度。因此,本文将系统综述镁铝尖晶石的原料合成、烧结工艺及其对镁铝尖晶石透明陶瓷结构和性能的影响,旨在阐明镁铝尖晶石的原料-工艺-结构-性能关系以及存在的主要问题与解决方案,为制备极端环境用高性能镁铝尖晶石透明陶瓷提供参考。     

高熵陶瓷吸波材料研究进展

吸波材料是指能吸收或者大幅减弱其表面接收到的电磁波能量，从而减少电磁波干扰的一类材料。近年来对吸波材料的探索中出现各种高熵陶瓷吸波材料，通过热力学的高熵效应、结构的晶格畸变效应、动力学的迟滞扩散效应以及组元的协同增效作用，获得高熵陶瓷材料的吸波性能优于单组元的吸波性能。基于近年来的研究成果，本文归纳总结了不同种类高熵吸波陶瓷的组元设计、制备与吸波性能关系的相关研究结果，分析了高熵效应对吸波性能的影响规律，最后，总结了目前研究工作中存在的关键科学难题与挑战，并展望了高熵吸波陶瓷的未来前景和发展方向。     

二氧化锆:一种多用途的高性能新材料

二氧化锆作为结构材料和功能材料具有许多优良的性能,例如高硬度、高熔点、高介电常数等物理性能以及出色的化学和热稳定性,因此被广泛应用于结构陶瓷、功能陶瓷、核技术以及生物医学等领域,形成如切削及抛光工具、氧传感器、固体氧化物燃料电池、高温加热元件、牙齿等诸多新材料。氧化锆的多种结构、多种制备工艺技术使得其性能及应用多样化,本文综述了二氧化锆的晶型结构特征、锆资源现状、锆精矿生产二氧化锆的方法、二氧化锆材料主要应用等,具体包括:总结了以锆英砂为原料制备二氧化锆粉体的碱熔制备法、氯化法、电熔法、等离子法等几种常见方法;介绍了氧化锆在合成宝石、陶瓷、耐火材料、催化材料、膜材料、核级锆及锆合金等领域的应用。作为一种高性能的多用途新材料,进一步深入研究二氧化锆及相关材料的微观结构和性能特征,开发环保无污染、成本低廉、质量优良且利于大规模生产二氧化锆的工艺技术,为二氧化锆相关新材料在更广阔的领域上的开辟应用新天地,仍将是今后研究 的重点。     

稀土铈离子掺杂镥铝石榴石光学透明闪烁陶瓷

首先简单介绍了国际上目前在闪烁透明陶瓷研究领域所涉及的材料体系、发展水平及存在的主要问题,然后重点介绍中国科学院上海硅酸盐研究所近年来在稀土铈离子掺杂镥铝石榴石(LuAG:Cze)透明闪烁陶瓷的制备、微观结构和光学性能等方面的研究结果。采用高温固相反应和共沉淀方法通过真空烧结工艺可制备透过率达77%的LuAG:Ce透明陶瓷。材料显微结构均匀,平均晶粒尺寸为10μm。在γ射线激发下、在国际上首次成功实现了闪烁输出,光产额为4818光子/MeV,为同样条件下测定的LuAG:Ce单晶的45%,锗酸铋(bismuth germanate,BGO)单晶的60%。最后,指出具有各向同性的立方材料体系、高质量粉体原料的制备以及降低光学散射损耗的有效方法是研制高质量光学透明陶瓷材料的关键因素。