高熵化透明陶瓷研究进展

透明陶瓷作为一种具有优异理化性能的结构功能一体化材料,多年来已在诸多领域替代传统透明材料进行使用,如固态照明、高功率固体激光器、高密度屏蔽窗口、光学元件及光电器件等,而近年来高熵陶瓷的研究为透明陶瓷的进一步发展提供新思路。透明陶瓷高熵化使其可利用高的构型熵来改善或提升其力、热、光学等性能,从而实现更多领域、更深层次的功能化应用。综述了作为高熵透明陶瓷潜在结构的几种陶瓷体系的结构、制备、性能和应用进展,详细介绍了当前透明陶瓷高熵化研究的现况,并对其未来的发展及应用进行展望。     

物理气相沉积制备高熵氮化物涂层的进展

从体系和沉积方法入手,分析了强氮化金属元素体系、弱氮化金属元素体系及含非金属元素体系在结构上的特性和共性给高熵氮化物涂层性能带来的影响,阐述磁控溅射和电弧离子镀膜技术沉积涂层的表面形貌、微观结构及性能方面的差异性,并分别总结这些制备技术的优缺点。最后对高熵氮化物涂层体系在结构成分设计和沉积方法两方面未来的研究方向进行了展望。     

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。     

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。     

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。     

氧化钇基高熵固溶体陶瓷的SPS烧结与性能研究

研究了以蔗糖为燃料剂,通过溶胶-凝胶燃烧反应制备以氧化钇为主要成分的固溶体氧化物粉末,并且以SPS烧结技术制备氧化钇基高熵陶瓷。研究了球磨对粉末以及SPS烧结工艺对陶瓷性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和显微硬度分析对陶瓷组织与性能进行了表征。结果表明:粉体制备过程中球磨有助于消除杂相,提高粉体分散度和均匀性;SPS烧结高熵陶瓷硬度最高达到8.683GPa,在红外波段透过率也接近40%。     

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。     

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。     

Mn掺杂(MgCoNiCuZn)0.2O高熵陶瓷的制备与摩擦性能的评价

采用固相烧结法制备了Mn²⁺掺杂(MgCoNiCuZn)_0.2O高熵陶瓷材料,并利用X射线衍射、摩擦性能测试手段对样品的晶体结构以及润滑摩擦系数进行了表征。XRD结果表明Mn²⁺掺杂量为0%、2.5%、5%的(MgCoNiCuZn)_0.2O高熵陶瓷材料都从900℃开始形成了形成了单一相的岩盐结构。三种不同Mn²⁺掺杂量的(MgCoNiCuZn)_0.2O高熵陶瓷材料均能降低蒸馏水平均摩擦系数,特别是5%Mn²⁺掺杂的(MgCoNiCuZn)_0.2O陶瓷材料作为添加剂效果最好,使得蒸馏水的平均摩擦系数降低20.65%,说明样品颗粒作为添加剂可以增强水的减摩效果。     

高熵合金制备及其性能研究进展

基于高熵合金优异的性能,近年来,越来越多的学者对高熵合金开展了研究,由于各个领域对高熵合金的分类不统一,这也使人们对高熵合金的制备方法及性能研究并不深入。鉴于此,本文对高熵合金的主要合金成分组成、不同状态的材料制备方法进行了分析,并对高熵合金的相关性能进行了研究,以期能为高熵合金的应用提供一定的指导。     

氮化物陶瓷粉体的制备技术及发展趋势

氮化物陶瓷具有优异的耐高温、抗腐蚀、耐磨损性能,是一类应用广泛的结构功能材料。采用烧结方式制备结构与性能满足要求的氮化物陶瓷材料,有必要首先合成符合一定纯度和烧结活性的氮化合物粉体。本文综述了传统产业化氮化物陶瓷粉体的制备技术,以及新型合成技术的研究进展;对现有技术中存在的问题做了归纳总结,并依据国家政策层面的需求和支持提出该领域的发展趋势。     

高铝质磷酸盐陶瓷制备研究

以特级矾土细粉为主要原料、铝酸盐水泥为结合剂、六偏磷酸钠为减水剂,磷酸盐选择磷酸二氢铝,采用浇注成型的方法制备高铝质磷酸盐陶瓷,考察了保温时间、煅烧温度和磷酸二氢铝添加量对高铝质磷酸盐陶瓷性能的影响。研究结果表明：添加磷酸二氢铝可以提高高铝质磷酸盐陶瓷的性能,磷酸二氢铝用量为6%（质量分数）时,制备的高铝质磷酸盐陶瓷的抗弯强度达到24.15 MPa;磷酸二氢铝用量超过6%后,对高铝质磷酸盐陶瓷的抗弯强度不利;添加6%磷酸二氢铝,形成的主要物相有石英、刚玉、磷酸盐、硅线石和莫来石,说明添加磷酸二氢铝有利于陶瓷新相的形成。高铝质磷酸盐陶瓷适宜的制备工艺条件：矾土粉用量为96%（质量分数）,铝酸盐水泥用量为4%（质量分数）,减水剂用量为外加0.1%（质量分数）,磷酸二氢铝用量为外加6%（质量分数）,保温时间为4 h,煅烧温度为1 250 ℃     

新型梯度功能陶瓷刀具材料的设计模型

本文首次提出对陶瓷刀具材料的组成分布，微观结构进行设计以形成梯度模型，通过不同组成分布的刀具工作过程中的热应力，机械应力及材料制备过程中的残余热应力进行了模拟，以使刀具材料内部形成与外载应力部分抵消的机制，从而提高陶瓷刀具抗磨损破损的性能。     

材料领域知识嵌入的机器学习

数据驱动的机器学习因其能够快速拟合历史数据中的潜在模式并实现材料性能的精准预测,已被广泛应用于材料性能优化和新材料设计.然而,由于缺乏描述符间关联关系、材料性能驱动机制等材料领域知识的指导,数据驱动的机器学习在实际应用中常常出现与材料基础理论认知或原理不一致的结果.本工作通过分析材料数据的特点和数据驱动的机器学习建模原...     

机器学习加速理论晶体结构预测研究进展

理论晶体结构预测可以在给定化学组分的条件下确定材料的晶体结构,已成为材料科学研究的重要工具。然而,该方法一直面临计算成本高的瓶颈问题。近年来,新兴机器学习方法在传统科学计算上展现了广阔的应用前景,逐渐被引入到晶体结构预测领域。本文主要讨论机器学习方法在理论晶体结构预测领域的最新研究进展,分别从加速晶体结构的能量计算和势能面的探索两个方面介绍领域的最新成果,并对未来研究可能的发展提出抛砖引玉的见解。     

试述陶瓷设计与材料美

工业产品设计，是通过一定的物质材料和相应的工艺手段来完成，物质产品的生产，材料的性能，特点很大程度上决定着产品的物质和外观特色，这样把握不同的原材料和工艺技术是陶瓷设计的一个关键——美、统一、和谐。