BE—CIP—HIP方法制备的Ti—6Al—4V／TiCp复合材料的高温行为

为获得低成本的颗粒增强复合材料可采用如下制备途径：先混合元素粉末(BE),然后通过冷等静压(CIP) 烧结或热等静压 (HIP)成型。由于陶瓷颗粒增强复合材料具有低密度,低成本以及良好的机械性能等特性,因而适合应用在航空及汽车领域。这些复合材料的一个最令人感兴趣的特点是它们能在相当高的温度下保持良好的机械性能。由于高温下钛基陶瓷复合材料的基体与陶瓷粒子之间不发生有害的反应,它比铝基复合材料更具优势。意大利学者主要研究Ti-6Al-4V/TiCp复合材料的热稳定性及高温机械行为。通过冷等静压、真空烧结和热等静压制备出Ti-6…     

刚玉-莫来石多孔透波材料的制备及性能研究

多孔莫来石陶瓷具有优良的隔热性、良好的介电性及质轻等优异性能,是良好的高温透波材料。但纯莫来石陶瓷力学性能欠佳,为了改善其力学性能,采用凝胶注模技术与发泡工艺相结合的方法,制备不同相含量的刚玉-莫来石多孔复相陶瓷材料。研究结果表明,当物相含量为莫来石/氧化铝=1/1时,抗弯强度达最大值64.45 MPa,得到的多孔陶瓷材料孔结构均匀、力学性能良好、热性能与电性能优越,有望成为综合性能优于石英陶瓷的新型透波天线罩材料。     

短切石英纤维增强氮化物基复合材料的微观结构及强韧化机理

采用先驱体聚合物浸渍裂解法(Preceramic polymer impregnation pyrolysis,PIP)制备了短切石英纤维增强氮化物基透波复合材料(SiO2f/Si3N4-BN),对复合材料的显微结构和界面特性进行了研究,探讨了短纤维增强氮化物基复合材料的强韧化机理.力学性能测试表明复合材料弯曲强度、断裂韧性和断裂应变分别达到56.6 MPa,2.3 MPa·m1/2和0.462%,介电性能优良.扫描电镜(SEM)及选区能谱(EDS)分析结果表明,氮化物基体与短切石英纤维没有发生界面反应,界面结合适中,短纤维以纤维拔出及裂纹偏转的形式使基体增强和增韧.     

短切石英纤维增强氮化物基复合材料的微观结构及强韧化机理

采用先驱体聚合物浸渍裂解法（Preceramic polymer impregnation pyrolysis，PIP）制备了短切石英纤维增强氮化物基透波复合材料（SiO2f／Si3N4-BN），对复合材料的显微结构和界面特性进行了研究，探讨了短纤维增强氮化物基复合材料的强韧化机理。力学性能测试表明复合材料弯曲强度、断裂韧性和断裂应变分别达到56．6MPa，2-3MPa．m^1/2和0．462％，介电性能优良。扫描电镜（SEM）及选区能谱（EDS）分析结果表明，氮化物基体与短切石英纤维没有发生界面反应，界面结合适中，短纤维以纤维拔出及裂纹偏转的形式使基体增强和增韧。     

SiO2陶瓷复合材料高温介电性能研究

在室温至1000℃范围内,采用谐振腔法测试SiO2陶瓷复合材料介电性能随频率、温度的变化规律,根据电介质理论,并结合材料本身的成分及结构特征,讨论了SiO2陶瓷复合材料介电性能变化的物理本质.利用高温XRD分析了SiO2复合材料从室温至1500℃之间的相组成变化,推测出SiO2复合材料介电性能受相变影响的温度为1500℃.     

铝和钛形状记忆复合材料的制造与热机械行为

两种复合材料———Ｔｉ-Ｎｉ形状记忆合金纤维增强的 6 0 6 1铝基复合材料和Ｔｉ-Ｐｄ (Ｎｉ)形状记忆合金增强的钛基复合材料 ,已经采用各种工艺方法进行制造 ,并研究了其显微组织和热机械行为。在两种复合材料中 ,由于埋入的形状记忆合金的形状记忆效应在基体中产生残留的压缩应力引起屈服强度的提高。铝 和聚合物基复合材料机械性能的早期研究表明 ,采用Ｔｉ-Ｎｉ形状记忆合金纤维增强剂 ,机械性能得到改进。这些改进包括高温屈服强度和断裂韧性。考虑到这方面 ,以及其他期望的功能 ,如灵敏性 ,形状记忆合金纤维增强的复合材料可以被分…     

Cf/SiC复合材料的氧化及抗氧化技术研究进展

连续碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（C_f/SiC）因其具有高比强、高比模、耐磨损、良好热稳定性以及耐高温等突出性能,成为航空、航天、高性能武器装备等高尖端领域极具潜力的热结构材料。但高温氧化是其工程应用上的弱点,会造成C_f/SiC复合材料性能的下降,直接影响到材料的使用寿命和安全性。分析C_f/SiC复合材料的氧化影响因素,从界面相、基体和表面涂层3个方面综述C_f/SiC复合材料高温抗氧化技术的研究进展,结果表明:不同的温度区间内C_f/SiC复合材料的氧化行为不同,而界面改性、涂层抗氧化和基体改性相结合是实现材料抗氧化的关键。     

热处理和热形变对Al-Cu粉末冶金复合材料性能的影响

汽车制造业的发展要求具有能保证令人满意的机械性能和使用性能的轻型制造材料。Al就是这样一种材料,虽然它的硬度和耐磨性低,但经过弥散强化和硬质陶瓷强化的Al基复合材料,完全能满足新材料的要求。 本文介绍了将金属粉末压制件通过闭合模热锻造生产Al-Cu复合材料的问题。此项研究的目的在于评价热形变对以喷雾铝粉末和电解铜粉末制成的Al-5.5％Cu复合材料之最终密度和机械性能的影响。 经闭合模热锻造的压制材料获得很高的密度。经热处理和时效后评定材料的机械性能,证明热处理条件对机械性能有重要影响。 热处理后对材料进行金相分析。经过高温变形后,材料中可观察到沉淀相,热处理后其尺寸减小。断裂是穿晶的延性断裂。这证明成型压块的高温变形使我们得以:(1)可获得高密度产品;(2)应用孔积率为20％～30％的半成品(可通过采用较低单位压力压制而获得),这将对工具寿命产生影响;(3)将这种粉末制复合材料应用于结构零件;(4)免除了昂贵的热等静压处理过程。     

环境障涂层失效机理研究进展

环境障涂层涂覆在SiC/SiC复合材料表面,阻止或减缓水蒸气对基体材料的腐蚀,提高SiC陶瓷基复合材料的服役温度与寿命。环境障涂层使用温度高,所用材料一般为脆性陶瓷类材料,极易发生损伤失效,其失效机理研究伴随整个材料体系的发展过程,与服役环境密切相关。本研究主要综述环境障涂层在高温氧化、热冲击及水氧耦合典型工作环境下的失效机理研究进展。结果表明:环境障涂层失效除了与涂层各层的稳定性有关,还受各层之间的相容性影响;建议今后新型涂层研制中关注各层之间的反应。     

硼化锆基超高温陶瓷连接技术研究进展

近年来,航空航天科技的发展对超高温陶瓷材料的连接提出了迫切需求。ZrB_2基超高温陶瓷是一种性能优异的高温结构材料,具有高熔点、高硬度、高热导率等特性。概述了ZrB_2基超高温陶瓷的基本性质,综述了液态金属在ZrB_2基超高温陶瓷表面的润湿行为和ZrB_2基复合陶瓷连接技术研究进展,并对ZrB_2基超高温陶瓷连接技术的发展进行了展望。     

High frequency, high temperature ultrasonic transducers

Piezoelectric films of 100% (002) oriented AIN were deposited on platinum-coated quartz, sapphire and LMN ceramics via a CVD process. The growth rate achieved was > 20 nm s⁻¹ at 1020–1040 K. These films had the highest figure of merit (125) and dielectric strength ( >2 × 10⁷ V cm⁻¹) of any known piezoelectric material. The relative dielectric constant is 8.6 and the thickness coupling coefficient, K_t, 20%. The films exhibit ultrasonic response for temperatures 1430 K. 30 MHz compressional-wave transducers were developed on quartz delay-rods with signal strength comparable to ZnO devices. Non-cooled, high temperature ultrasonic devices were developed using the oriented AIN films.     

Al2O3-ZrB2-C复合材料性能研究

研究Al2O3-ZrB2-C复合材料，旨在作为金属熔体连续测温用热电偶保护管材料。主要研究了ZrB2对复合材料高温性能的影响。研究表明，随ZrB2含量增加，材料的机械强度增大。ZrB2不但能提高材料的高温性能，而且还可以起到抗氧化的作用，改善材料的抗热震性能和抗渣侵蚀性能。     

CaBi_4Ti_4O_(15)高温无铅压电陶瓷的B位高价掺杂改性研究

分别以V~(5+)、Nb~(5+)和W~(6+)离子对CaBi_4Ti_4O_(15)陶瓷进行B位取代,比较3种掺杂离子对CaBi_4Ti_4O_(15)陶瓷的烧结、介电和压电性能的影响.结果表明:3种离子的掺杂均能改善材料的烧结特性,提高瓷体致密度,同时降低高温电导率和损耗.V~(5+)掺杂可显著改善烧结性能,少量V~(5+)掺杂对居里温度影响不大,但可显著降低高温电导率和高温介电损耗.少量Nb~(5+)掺杂可有效提高材料的压电性能.W~(6+)掺杂对居里温度影响最为显著,使居里温度降低了30 ℃,但改性效果不如Nb~(5+)和V~(5+)明显.     

高熵氧化物的研究进展与展望

高熵氧化物是由5种或5种以上等摩尔比的氧化物合成出的单相结构稳定固溶体,其具有优异的热学、磁学、电学及抗腐蚀性能等。目前的研究主要集中在对高熵氧化物现有性能的深度发掘和拓展,以及基于其优异性能在锂离子电池电极材料、介电材料、磁性材料和催化材料等方面的应用上。综述高熵氧化物的分类、制备方法以及性能特点,并对高熵氧化物的发展方向进行分析和展望。      

Dielectric properties of spark plasma sintering AlN-W composite ceramics

In order to develop AlN composites suitable for high average power electronic tube,AlN-W materials were prepared by spark plasma sintering.The effects of manufacture parameters on dielectric loss tangent and permittivity constant were investigated,which include powder-mixed method,milling time of high-energy ball milling,starting powder particle size,sintering temperature and holding time and adding amount of the conductive second phase.The results showed that AlN-W materials sintered at the temperature of 1700°C holding for 5 min with 10 vol.% W showed the best dielectric loss tangent larger than 0.81 at the frequency 1 kHz-1 MHz.In addition,magnetic stirring mixed powder and lower sintering temperature led to the better properties because of the higher porosity.The samples sintered from the starting AlN powder with smaller particle size also had the better properties.     

氧化物润滑材料的研究进展

随着航空航天等高新技术装备的发展,要求相关运动部件在极高的温度下具有优异的摩擦学性能,因此开发适应极高温度的自润滑材料具有重大意义。综述了二元氧化物润滑材料和三元氧化物润滑材料用作高温固体润滑材料的研究与发展。重点介绍了含有Magnéli同源相的二元和三元氧化物润滑材料,在高温和宽温域环境下的摩擦学性能,同时也说明了通过控制材料的生长结构和缺陷形式,来生成具有高温润滑性的氧化物,成为实现材料高温润滑的一种潜在方法,并讨论了这些氧化物的结构、化学性能和电性能与其摩擦学性能的相关性。最后概括了氧化物润滑材料在工业中的应用前景,并提出了研发单一润滑材料实现室温至高温(25~1000℃)宽温域下的连续润滑成为未来的发展趋势。     

MoS_2电子结构、振动和介电性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了MoS2电子结构、振动和介电性质,得到了MoS2能带结构、态密度、介电谱和红外反射谱。研究表明,MoS2为间接带隙半导体。介电张量在垂直和平行于c轴方向表现出强烈的各向异性。电子屏蔽作用对介电常数贡献较强,晶格振动对介电常数贡献较弱。在300~500 cm-1波段,由于红外光学模的存在,材料与电磁波存在较强的相互作用,透波性能较差。     

钛酸铜钙/钛酸钙复合陶瓷的制备和介电性能

以CaCO_3、TiO_2、CuO为原料,采用两种工艺途径制备了(1-x)CCTO-xCTO(0≤x≤1)复合陶瓷材料.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、阻抗分析仪对(1-x)CCTO-xCTO复相陶瓷的相组成、显微结构特征和介电性能进行了研究,发现不同工艺途径制备的(1-x)CCTO-xCTO复合陶瓷的显微结构略有差异,但介电性能基本相同,表明两种工艺途径制备的陶瓷中CCTO和CTO具有相似的连接情况.此外,还发现2/8CCTO-6/8CTO复合陶瓷在室温和1 kHz频率时,材料的介电常数ε接近1500,且介电损耗tgδ小于0.08.     

高性能铁电吸波材料

铁电材料由于具有高极化以及良好的化学、热稳定性等性质,在微波吸收领域得到了广泛关注。过去二十年,开展了大量关于铁电吸波材料的研究。系统地综述了铁电材料微波吸收的损耗机制与几类典型铁电材料的微波吸收性能。在损耗机制方面,详细论述了铁电材料的电损耗机制,包括介电损耗、电导损耗及界面损耗机制,同时对于多铁材料与铁电-磁杂化复合材料,分析了磁损耗机制以及磁-介电损耗协同机制,并对各类损耗的形成原因及作用机理进行了总结。在微波吸收性能方面,重点阐述了近些年BiFeO3基与BaTiO3基等铁电材料的微波吸收表现,包括单相材料、掺杂材料及复合材料,并对其在室温及高温下的微波吸收性能进行了比较,同时基于材料的结构、微结构与微波吸收强度及有效吸收带宽等参数的演变联系,对其微波响应机制进行了归纳。最后详细分析了影响铁电微波吸收材料发展所面临的关键问题,并对其未来的研究方向进行了展望。     

添加玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷烧结行为和介电性能的影响

利用固相法制备BaSm_2Ti_4O_(12)(BST)微波介质陶瓷.研究了复合添加Li_2CO_3-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和BaO-B_2O_3-SiO_2(BBS) 玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷的烧结性能、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明:复合掺杂10% LBSCA和2%～5% BBS可使烧结温度降至900 ℃.XRD分析表明复合掺杂两种玻璃料的BST陶瓷主晶相为BaSm_2Ti_4O_(12)相,玻璃料以玻璃相的形式存在陶瓷晶粒间.复合掺杂10% LBSCA+3%BBS玻璃料的BST陶瓷可在900 ℃、保温2 h条件下烧结致密,微波介电性能为:ε_r =55.63,Q_f = 4266 GHz,τ_f= -13.5×10~(-6)℃~(-1),这种陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧,制作各种多层微波频率元器件.