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新聞公告
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我所在Journal of Advanced Ceramics上發表長篇綜述論文:織構結構陶瓷的制備與各向異性
發布人:王亞明  發布時間:2019-09-16   瀏覽次數:10

中國硅酸鹽學會特種陶瓷分會英文會刊Journal of Advanced Ceramics 2019年第8卷第3期發表了由哈爾濱工業大學賈德昌團隊撰寫的綜述論文“織構結構陶瓷的制備與各向異性”(點擊最下方左側的“閱讀原文”即可下載論文全文)。


Preparation and anisotropuc properties of textured structured ceramics: a review

Zhou Zhang, Xiaoming Duan, Baofu Qiu, Zhihua Yang, Delong Cai, Peigang He, Dechang Jia, Yu Zhou

Journal of Advanced Ceramics, 2019, 8(3): 289-332



陶瓷通常由隨機取向的晶粒和晶間相組成,其性能是沿各個晶向的統計平均值,因而表現為各向同性。從上世紀90年代開始,隨著對各種服役環境下陶瓷性能要求的提高,人們開始通過調整陶瓷內部晶粒的取向,獲得晶粒沿某個方向定向排列的織構陶瓷??棙嬶@微結構使陶瓷材料表現出沿特定方向獨特的優異性能,可以有效地拓展其應用領域。

近日,哈爾濱工業大學“先進結構功能一體化材料與綠色制造技術”工業和信息化部重點實驗室賈德昌教授團隊歸納總結了現階段織構結構陶瓷的研究發展現狀,從織構表征技術、織構陶瓷制備方法、典型織構結構陶瓷的各向異性等方面進行了系統總結,對該研究方向進行了展望,并以題為“Preparation and anisotropicproperties of textured structuralceramics: A review”的綜述論文發表在Journal of AdvancedCeramics期刊上(2019年第8卷第3)。

織構可以分為晶粒形貌織構(非等軸晶粒定向排列)和晶體學取向織構(不同晶粒的晶體學取向一致)。結構陶瓷的晶粒形貌織構和晶體學取向織構通常是共存的。晶粒形貌織構可以通過各種顯微鏡來觀察,晶體學取向織構可以通過XRD圖譜、極圖、反極圖以及歐拉圖等進行表征。近年來新興的中子衍射使人們可以研究織構材料制備過程中的原位織構演化??棙嬏沾傻闹苽浞椒ㄓ袩峒庸ぃㄊ┘討鍪咕Я^D向)、磁場定向(施加磁場使晶粒轉向)、模板晶粒生長(消耗基體晶粒使模板晶粒定向長大)等方法。為了獲得織構程度更高,性能更加優異的陶瓷材料,一些新的方法(如冷凍干燥法制備仿生織構陶瓷)以及幾種不同方法復合的方法(如磁場定向+熱加工、模板晶粒生長+熱加工)正在被進一步開發。結構陶瓷的織構化可以顯著改善其沿特定方向的力學性能,使其可以應用于更苛刻的服役環境,α-Al2O3及其相關的貝類仿生陶瓷、Si3N4SiAlON、h-BN、MB2基超高溫陶瓷、MAX相陶瓷等都已被成功制備成具有織構結構的陶瓷,并表現出強韌化、高導熱等優異性能,在航天、機械、電子、能源等多個領域都具有極大的應用前景。

雖然在該領域內取得了許多進展,但仍有許多問題有待深入研究:織構結構陶瓷制備過程中晶粒擇優取向生長的動力學機理及其影響因素尚不清楚,高溫相變對晶粒擇優取向生長的影響;多種織構方法的結合在制備高織構度陶瓷方面表現出良好的潛力,類似的技術需要給予更多的關注;一些具有優異力學性能的層狀織構復合陶瓷和仿生陶瓷,有待進一步發展。通過對這些問題的進一步研究,可望更好地控制織構結構陶瓷的微觀結構和各向異性,進一步拓展其應用領域。


典型織構陶瓷結構及各向異性示意圖


中子衍射表征氧化鋁懸浮液在變化磁場中的織構演化


3磁各向異性六方晶系材料晶粒在磁場中的取向


貝類仿生α-Al2O3陶瓷的微觀結構與性能


Journal of Advanced Ceramics 由中國硅酸鹽學會特種陶瓷分會和清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室聯系主辦、清華大學出版社和德國Springer出版社聯合出版。本刊目前為季刊,每年出版4期。


原信息來源:https://mp.weixin.qq.com/s/wt3rQe5jyLA0nyjNXBZcLw

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