(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)Fe2O4高熵陶瓷的制备与吸波性能

采用固相反应法制备了单相块体(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2Zn_0.2)Fe₂O₄高熵尖晶石陶瓷。结合X射线衍射,扫描电子显微镜和能谱仪对制备过程中的物相组成、显微结构和元素分布进行分析。随烧结温度的升高陶瓷材料体积密度增大,气孔率降低,1 200℃烧结所得致密高熵尖晶石陶瓷材料呈单相,元素均匀分布,其弯曲强度和断裂韧性分别达43.00 MPa和1.30 MPa·m^1/2。所制备高熵尖晶石陶瓷对电磁波兼具介电损耗和磁损耗能力,其在3.0 mm处可获得最大的有效吸收带宽为12.37 GHz,是具有一定承载能力和优异宽频吸波性能的陶瓷材料。     

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。     

高熵稳定双钙钛矿阴极材料SmBa(Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ的制备及性能优化

通过改进的自蔓延燃烧法合成制备高熵双钙钛矿SmBa(Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ(HE-SBC)阴极材料,并复合10％(摩尔分数)Gd2O3掺杂CeO2(GDC)以优化性能.结果表明:通过B位高熵的方法可以显著减小Co离子由价态变化而引起的热膨胀,从而降低SmBaCo2O5+δ的热膨胀...     

非等摩尔比Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O3-σ高熵钙钛矿氧化物的制备及电学性能研究

本研究采用非等摩尔混料结合两步法烧结制备了一系列非等摩尔比高熵钙钛矿氧化物Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O3-σ。通过XRD、TG-DSC、SEM及TEM分析了其物相转变、表面形貌及晶体结构,并且采用电化学交流阻抗谱(EIS)对其电导率进行分析。研究结果表明Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O3-σ在1480℃左右形成了单相钙钛矿结构,并且各元素分布均匀。在测试温度范围为300~750℃的条件下,Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O3-σ单相钙钛矿结构稳定,其电导率符合阿伦尼乌斯方程,电导机理保持稳定。相较于其他三种高熵钙钛矿氧化物,Sr(Ti0.20Zr0.20Y0.20 Sn0.20Hf0.20)O3-σ(HEOY1)表现出最高的电导率,其750℃的电导率为3.55×10-3S/cm,与文献报道中的高熵钙钛矿氧化物的电导率(2.41×10-3S/cm)相比有较大提升。     

高熵(Zr,Hf,Nb,Ta)C微米长方体的制备、吸波性能和抗氧化性研究

针对高熵碳化物制备困难,本文采用ZrC、HfC、NbC和TaC粉为原料,Ni粉为熔剂,通过低温无压烧结工艺成功制备出三种不同成分的高熵(Zr, Hf, Nb, Ta)C粉体。结果表明,三种粉体均为微米长方体,且暴露(100)晶面。(Zr_1/4Hf_1/4Nb_1/4Ta_1/4)C微米长方体因具有高介电常数而展现出优异的吸波性能,在厚度为3.5 mm、频率为6.16 GHz时,最低反射损耗值可达-48.86 dB。高熵(Zr, Hf, Nb, Ta)C微米长方体在800～1 200℃下展示出优异的抗氧化性,且氧化产物均由正交相(Nb_xTa_1-x)₂O₅固溶体、单斜相(Zr_xHf_1-x)O₂固溶体和正交相HfO₂所组成,与氧化温度和过渡金属的物质的量比无关。Zr、Hf、Nb和Ta的协同作用导致其氧化机制与单组元碳化物截然不同,Hf的存...     

钙钛矿型La(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)O3高熵氧化物的制备及电化学性能

钙钛矿型ABO₃氧化物由于良好的导电性和电化学活性,成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(Co_0.2Cr_0.2Fe_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料,并将其与二元钙钛矿型LaCoO₃进行了比较。结果表明,随着反应温度由750℃升高到950℃,反应时间由30 min增加到4 h,钙钛矿结构中的杂相逐渐消失,结晶度逐渐增加。所制备的粉体为球形,且各组成元素分布均匀。研究其电化学性能表明,La(Co_0.2Cr_0.2Fe_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃由于具有熵稳定的晶体结构和多主元协同效应,展示了更高的比容量、更优异的倍率性能和循环稳定性。La(Co_0.2Cr_0.2Fe<...     

表面活性剂辅助制备(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物及储锂性能

采用纳米化策略进一步提高锂离子电池负极材料(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物(HEO)的倍率性能。本研究以金属硝酸盐为金属源、尿素为沉淀剂、十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）为表面活性剂,利用水热法成功制备了具有单一尖晶石结构的(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4 HEO纳米材料。研究表明：与未添加表面活性剂相比,水热过程中引入表面活性剂,所制备的(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物纳米晶粉体,具有更小的颗粒尺寸、更均匀的分散度、更大的比表面积和均一的孔结构。这种独特的结构特征使该电极材料具有较大的赝电容贡献率,从而使材料的可逆比容量和倍率性能得到大幅度提升。引入表面活性剂的电极材料在0.2 A/g的电流密度下展示了较高的初始放电比容量（1308 mA·h/g）和首圈库伦效率（82.5%）,循环25圈时可逆容量为1263 mA·h/g;在3 A/g的高电流密度下,循环150圈后的比容量高达1053 mA·h/g,为未引入表面活性剂的电极材料比容量的8倍多。     

BaTiO3/Ni（0.5）Zn（0.5）Fe2O4复相陶瓷的制备及其性能

采用溶胶–凝胶工艺制备了一种渗流型多铁性BaTiO3/Ni0.5Zn0.5Fe2O4(BT/NZF)复相陶瓷。研究了烧结温度和组成对BT/NZF复相陶瓷的致密化和显微结构形成过程的影响,并研究了复相陶瓷的组成与其性能的变化关系。结果表明:在1200～1300℃范围内不同温度热处理12h,0.1BT/0.9NZF(体积分数)复相陶瓷的介电常数达到14000～31000,远高于纯BT陶瓷的介电常数;磁导率达140,接近于纯NZF陶瓷的磁导率。提高烧结温度有利于陶瓷的密度和介电常数的进一步提高;增加铁氧体含量有利于获得铁氧体晶粒尺寸大和磁导率高的复相陶瓷。     

纳米复相陶瓷的制备及性能研究进展综述

本文综述了纳米复相陶瓷的研究进展。介绍了纳米复相陶瓷的分类及制备技术,详细地阐述了纳米复相陶瓷的力学性能和微观结构,分析了提高其断裂强度、断裂韧性及抗蠕变性等性能的机理。     

溶胶–凝胶法制备(Na0.50+xK0.50-2xLix)Nb0.9Ta0.1O3无铅压电陶瓷及其性能

采用溶胶–凝胶法制备Li+取代(K0.5Na0.5)+及Ta5+取代Nb5+的(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷粉体,采用无压烧结工艺制备(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品。研究了前驱体煅烧温度对陶瓷粉体物相组成的影响。分析了不同Li+掺杂量对样品物相组成、微观结构、体积密度及电学性能的影响。结果表明:前驱体的最佳煅烧温度为600℃,通过透射电子显微镜分析陶瓷粉体的粒径为49 nm;不同Li+掺杂量制备的(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷样品均为正交相钙钛矿结构;随着Li+掺杂量的增加,(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷的体积密度先增大后减小,介电常数逐渐升高,压电常数先降低再升高,剩余极化强度逐渐升高。Li+掺杂量x为0.04时样品的压电常数(d33=94 pC/N)、相对介电常数(εr=684.33)及剩余极化强度(Pr=98.27μC/cm2)较好。     

高熵硼化物含量对Si3N4陶瓷显微结构与性能的影响

氮化硅（Si₃N₄）陶瓷具有广泛的工业应用潜力,但其硬度和断裂韧性往往难以兼顾,这会限制到 Si₃N₄陶瓷的应用。为了获得兼具高硬度和高韧性的 Si₃N₄陶瓷,以高熵硼化物(Hf_0.2Zr_0.2Ta_0.2Cr_0.2Ti_0.2)B₂为添加剂,使用放电等离子烧结法在1 600 ℃制备了 Si₃N₄陶瓷材料。研究了(Hf_0.2Zr_0.2Ta_0.2Cr_0.2Ti_0.2)B₂对 Si₃N₄陶瓷的相组合、致密度、显微组织和力学性能的影响。结果表明：与未添加(Hf_0.2Zr_0.2...     

(Ti1/6V1/6Nb1/6Ta1/6Mo1/3)C高熵陶瓷的制备、微观结构与抗磨损性能

过渡金属碳化物陶瓷是超高温陶瓷的典型代表,具有极高的熔点和硬度,而韧性和耐磨性有待提高。近年来,在高熵理论指导下合成的多元碳化物固溶体—高熵碳化物陶瓷具有更高的熔点和良好的韧性。本工作采用放电等离子烧结(SPS)制备了具有优异耐磨性能的(Ti_1/6V_1/6Nb_1/6Ta_1/6Mo_1/3)C 高熵陶瓷。研究了 1 600～2 100 ℃烧结的(Ti_1/6V_1/6Nb_1/6Ta_1/6Mo_1/3)C 高熵陶瓷的致密化行为、物相、微观形貌、力学和耐磨性能。结果表明,烧结温度为 1 700 ℃时,可得到面心立方结构的(Ti_1/6V_1/6Nb_1/6Ta_1/6Mo_1/3)C 高熵陶瓷。1 900 ℃以上时,高熵陶瓷相对密度大于 98%。烧结温度由 1 700 ℃升高至 2 1...     

Cr2O3/NiO对金属基高辐射陶瓷涂层结合性能的影响

以熔块、粘土、ZrSiO4为基料,通过添加不同比例的Cr2O3/NiO,采用高温熔烧法在不锈钢金属基表面制备出结合性能较好的高辐射率陶瓷涂层。利用XRD、SEM和红外辐射测试等方法对涂料的物相、结构形貌和红外辐射性能作了分析测试,结果表明:合理的加入Cr2O3/NiO经高温煅烧后,其可增强涂层材料对金属基的润湿性,NiO还可与基材发生物化反应,从而使涂层与基体之间形成牢固的结合。同时Cr2O3/NiO能与涂层材料中的其他成份形成立方尖晶石结构,有利于增大涂层辐射率。     

BNKT-NKS压电陶瓷的制备及电学性能研究

以碳酸盐和氧化物为原料,无水乙醇为研磨介质,采用固相法合成压电陶瓷体系0.995Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5Ti O3-0.005(Na1-xKx)Sb O3(BNKT-NKS),并对其微结构、表面形貌、电学性能进行了分析测试。结果表明,压电陶瓷样品都能形成单一钙钛矿固溶体结构,具有较好的电学性质:x=30%时,d33=149 p C/N,kp=0.315,Qm=139,tanδ=0.037;x=10%时,tanδ=0.037。     

(La0.2Sm0.2Nd0.2Y0.2Er0.2)2Zr2O7高熵陶瓷结构及热物理性能研究

采用固相法合成(La_0.2Sm_0.2Nd_0.2Y_0.2Er_0.2)₂Zr₂O₇陶瓷材料,并使用XRD、SEM、热膨胀仪和激光导热仪对其物相、形貌、热膨胀性能和热导率进行测试和分析。结果表明：(La_0.2Sm_0.2Nd_0.2Y_0.2Er_0.2)₂Zr₂O₇陶瓷材料表现为单一的烧绿石结构,晶粒致密,晶界清晰且有较高的致密度,平均热膨胀系数为1.138×10^-5 K^-1,1 000℃时热导率为2.14 W·m^-1·K^-1。     

NiCo2O4/BPC复合材料的制备及吸波性能研究

以紫菜为碳源、KOH活化法制备的生物质衍生多孔碳为基体,采用水热法及高温煅烧成功合成钴酸镍/生物质衍生多孔碳（NiCo₂O₄/BPC）复合材料。利用XRD、SEM对样品进行表征分析,并利用矢量网络分析仪（VNA）对其吸波性能进行测试。结果表明,NiCo₂O₄/BPC复合材料具有远远高于生物质多孔碳和钴酸镍材料的电磁波吸收性能。当匹配厚度为5.5 mm、频率为6.24 GHz时,样品的最小反射损耗值可以低至-43.20 dB,此时有效吸收带宽为3.3 GHz。该多孔结构的碳材料可有效改善纳米复合材料的阻抗匹配条件,提高材料的衰减能力,从而获得优异的微波吸收性能。     

氧化锆陶瓷Cu/Ni/Au镀层的制备及性能

采用PVD与化学镀相结合的方法,对氧化锆陶瓷进行金属化处理,制备出性能优异的铜镍金镀层。工艺条件:化学铜镀pH12.5,温度50℃,施镀时间10min;化学镍镀pH5.0,温度75℃,施镀时间15min;化学镀金PH6.5,温度88℃,施镀时间60min。在上述工艺条件下,得到铜、镍、金镀层的厚度平均值分别为2.607μm、1.709、0.525,均在要求范围内。镀层拉拔力测试、水煮测试、中性盐雾测试、沾锡测试均合格,表明镀层具有良好的结合力、耐蚀性与可焊性。     

(Ti,Zr,Hf)B2粉体的制备及B4C含量对中熵陶瓷高温弯曲强度的影响

高熵陶瓷是陶瓷领域近几年的研究热点,过渡金属硼化物中熵、高熵陶瓷以其优异的性能、化学反应惰性和极高的熔点,成为耐极端环境的重要候选材料。本工作首次研究了B₄C过量含量对中熵硼化物粉体合成、陶瓷致密化、微结构演变和高温弯曲强度的影响,确定了低氧含量、高烧结活性(Ti,Zr,Hf)B₂粉体的制备工艺。采用热压烧结工艺在1800℃制备的(Ti,Zr,Hf)B₂中熵陶瓷致密度高达99%以上。B₄C过量15wt%的(Ti,Zr,Hf)B₂陶瓷晶粒尺寸为5.0±2.1μm,随着B₄C过量含量增加到25wt%,晶粒尺寸明显细化至2.4±0.7μm。过量的B₄C一部分与球磨引入的Si₃N₄原位反应生成BN相,另一部分B₄C以第二相形式存在,BN和B₄C相的引入可以有效抑制中熵陶瓷烧结过程中的晶粒生长,同时也提升了材料的高温弯曲强度。B₄C过量...     

高熵(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O纳米粉体的简易制备及超电容性能(英文)

高熵氧化物是一种由高构型熵稳定的新型材料,有望具有独特的电化学性能。采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2Zn_0.2)O纳米粉体并研究了其超级电容性能。结果表明：单相(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2Zn_0.2)O纳米粉体的制备温度随着丙烯酰胺/金属阳离子摩尔比的增加而降低。当丙烯酰胺/金属阳离子摩尔比为120:1时,在900℃煅烧2 h所制备的岩盐相高熵纳米粉体呈现出球形形态,粒径为40～65 nm。该高熵纳米粉体在1 A/g的电流密度下具有402 F/g的比电容;当电流密度增大到20 A/g时,仍然能保持62%的初始比电容;在电流密度为5 A/g时,经过2 000次充放电循环后,电容保持率为61%,该研究表明高熵(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2...