- 王蒙蒙;隋学叶;綦开宇;刘瑞祥;周长灵;段晓峰;唐文哲;李占峰;
二氧化硅气凝胶因其轻量化和良好的隔热性能备受航天航空、交通、建筑等领域的关注。但二氧化硅气凝胶较低的固含量及松散的骨架结构使得材料本身的强度较低,成为其在众多领域应用受限的主要因素之一。除此之外,二氧化硅气凝胶长期使用温度限制在600~800℃以下,在更高温度下热辐射传热会对隔热性能产生明显的影响。依据国内外研究现状,分别在力学性能和热学性能两方面综述了二氧化硅气凝胶材料的改性方法及效果,以期为后续制备具有更高强度且隔热性能优异的二氧化硅气凝胶复合材料提供新思路。
2024年12期 v.60;No.433 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 2555K] - 何强;聂京凯;祝志祥;卢玲;田辰;田一;
在对环境友好型材料的需求日益增长的推动下,人们致力于开发高性能的无铅压电材料。为揭示Li/Ta/Sb掺杂(K,Na)NbO_3(KNNLTS)陶瓷的多尺度结构与电学性能之间的关系,在室温下,多晶型相变PPT的存在使材料具有亚微米级的长条状畴和纳米级畴组成的复杂畴形态。得益于多晶态相变PPT效应和纳米畴的共同作用,KNNLTS陶瓷具有优异的压电性能,其压电系数高达268 p·C·N~(-1)。通过经典的谐振和反谐振频率方法,确定KNNLTS陶瓷的全套弹性、介电和压电常数。在10~4次双极电场循环后,KNNLTS陶瓷中出现轻微的疲劳行为,这可能由于点缺陷造成的畴壁针扎所致。通过合理的多尺度结构设计可进一步开发高性能无铅压电陶瓷,并加速其应用。
2024年12期 v.60;No.433 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 3267K] - 谭浩博;李勇庆;谭嘉林;陈洋;邓承继;丁军;吴智;娄晓明;
以稻壳粉为原料,硝酸钴、硝酸铁为催化剂,采用催化法合成SiC晶须,研究了热处理温度和催化剂种类对合成SiC晶须含量和形貌的影响。研究结果表明,在硝酸镍或硝酸铁的催化作用下,1200℃是稻壳合成SiC的温度转变点。热处理温度的升高,有利于促进稻壳中SiO_2和C反应,提高SiC晶须生成量和晶粒尺寸。相较于添加硝酸钴,硝酸铁的添加有利于提高SiC晶须生成量,并且SiC晶须长径比增大,SiC晶须主要遵循VS生长机制。
2024年12期 v.60;No.433 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 3141K] - 王建波;郑翰;相宇博;曹会彦;
介绍了氮化硅结合碳化硅匣钵在合成高镍三元正极材料NCM811材料服役78次的使用效果、下线原因、理化指标变化、抗侵蚀情况。结果表明:(1)氮化硅结合碳化硅匣钵在NCM811辊道中循环服役78次后,因侧壁裂纹的产生及伸展导致其下线;(2)氮化硅结合碳化硅匣钵在服役过程中展示出良好的抗侵蚀性,表面生成连续、稳定的反应层使得该材质匣钵不会出现掉皮、掉渣现象;(3)反应产物主要为Li_4SiO_4,反应层厚度为500~700μm,TOF-SIMS检测结果表明Li元素主要富集在距离表面200μm以内区域。
2024年12期 v.60;No.433 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2905K] - 余峰;何莹;陈婧;郑方媛;刘经龙;
对全球氧化锆陶瓷的专利展开检索,并进行分析。从申请公开趋势、技术区域分布和创新主体的分析结果可以看出,氧化锆陶瓷技术目前处于技术成长期,专利公开数量呈稳步上升态势,创新主体以企业为主,国内在材料学领域拥有一流本科专业的高校具有较强的创新能力。此外,中国已是全球氧化锆陶瓷最大的技术来源国和技术流向国,但国内高校和企业专利申请的技术领域集中度较低,缺乏海外技术布局。针对上述分析结果,并结合我国氧化锆陶瓷自主创新的特点,从专利运营、技术创新、产学研合作以及高校专业建设四个方面为国内氧化锆陶瓷产业的未来发展提出了可行性建议。
2024年12期 v.60;No.433 31-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 3660K] - 王梦潇;丁坤英;王者;张涛;刘子剑;戴胡伟;
环境障涂层(EBCs)是航空发动机热端部件新一代防护层,在高温下受到钙镁铝硅沉积物(CMAS)侵蚀的影响。熔融CMAS渗透进入涂层内部产生额外内应力会导致涂层剥落,但热冲击条件下CMAS在EBCs表面的润湿与渗透行为机理尚未明晰。采用等离子喷涂制备Yb_2Si_2O_7环境障涂层,研究CMAS在其不同粗糙度表面的润湿行为和在不同孔隙结构下的渗透行为。结果表明:粗糙度影响CMAS在Yb_2Si_2O_7涂层表面的润湿,粗糙度越大,CMAS纵向驱动越占主导;孔隙结构影响CMAS在Yb_2Si_2O_7涂层内部的渗透,孔隙率越高,渗透速率越快。研究将为Yb_2Si_2O_7环境障涂层减缓CMAS侵蚀提供支持。
2024年12期 v.60;No.433 41-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 3658K] - 李乐陶;
利用真空熔渗烧结工艺,制备含有Cr_3C_2与TaC陶瓷颗粒的耐磨复合涂层,分析复合涂层的截面形貌、微观组织和力学性能。结果表明,添加Cr_3C_2与TaC陶瓷颗粒的复合涂层成型良好,复合涂层主要由γ/γ’、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Cr_3Si、TaC和G相构成,复合涂层中的碳化物通常作为G相的形核质点,G相通常呈现出包覆其他析出相的状态。这些析出相使得复合涂层的力学性能大幅提升。当Cr_3C_2含量为20%时,复合涂层的力学性能达到最优,随着陶瓷颗粒含量的增加,复合涂层的上半部分区域出现了较多的微观孔洞,涂层硬度逐渐下降。添加TaC复合涂层中TaC颗粒分布在涂层颗粒间隙,当TaC含量为20%时,涂层区域硬度达到了1207HV0.2,与添加Cr_3C_2陶瓷颗粒的复合涂层相比,添加TaC陶瓷颗粒的复合涂层组织分布更加均匀,力学性能提升更加明显。
2024年12期 v.60;No.433 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2994K]