钛合金感应熔炼用陶瓷坩埚研究现状与展望

钛合金因具有高比强度、强耐蚀性、无磁等诸多优异特性,被认为是空天海等战略领域最理想的轻型结构材料.然而,采用铸锭冶金技术制造钛合金及其构件,仍存在高能耗、高成本等世界性难题.研究表明,坩埚式真空感应熔炼是解决上述难题的有效途径之一,但钛的高化学活性使其几乎能与目前已知的所有耐火材料发生反应.因此,新型熔钛坩埚材料及其制备技术是实现钛合金低成本、优质、高效熔炼的关键.对此,本文重点综述国内外钛合金感应熔炼用陶瓷坩埚材料(耐蚀机制、成分优选)及坩埚耐久性两大方面的研究现状,并结合华中科技大学的近期研究进展,对其未来发展方向提出新的思考.     

数据科学范式下的钙钛矿结构铁电新材料研究

 材料基因组计划倡导预测式新材料研发理念，推进高通量数据生产和利用技术，关注材料全生命周期价值。因此，材料基因组计划的执行需要在材料科学系统工程的框架下，集成统一计算、实验和理论等研究方法，以数据科学新范式为牵引、协同运用实验观测、理论建模和计算仿真研究范式，最终建立相关材料体系的性能与材料基因（原子系统的组成与结构）、工艺参数与使役条件之间的量化关系和数据库，实现新材料的按需设计和应用。本文在简单探讨科学研究范式、材料基因组计划和材料科学系统工程基本概念和方法的基础上，以钙钛矿结构氧化物铁电压电材料研究为例，探讨了数据科学范式下的新材料研究实践。结果表明，数据挖掘驱动的新材料设计确实可以降低探索时间和实验任务，加快新材料的发现和应用进程。     

以松木和枇杷为模板低温烧结制备木材陶瓷

以松木和枇杷为模板,炭化后浸渍聚碳硅烷(PCS溶液),在低温下烧结制备出木材陶瓷,并分析了PCS浓度对其烧结制品重量、线收缩率、体积密度和微观形貌的影响。结果表明采用松木和枇杷为模板,浸渍PCS有机溶液,能够在1000℃低温下烧结出具有原始生物形貌的木材陶瓷。     

编者按

<正>陶瓷作为人类文明史上最早发明和使用的人工材料之一,发祥于中国,是中华民族智慧的象征.历经千年发展和演化,其内涵已远远超越了传统陶瓷的范畴,形成了包括传统陶瓷以及先进结构陶瓷、功能陶瓷和新型陶瓷基复合材料等非传统陶瓷在内的一个庞大的家族体系.其中结构陶瓷作为先进陶瓷材料的重要组成部分,因其所具有的高强、高硬、耐高温和抗腐蚀等优异特性,在高温、腐蚀等严酷环境表现出巨大的应用潜力,令人期待.     

无机法制备Si-B-C-N系非晶/纳米晶新型陶瓷及复合材料研究进展

可以在高温氧化、剧烈热震、燃气流烧蚀等苛刻条件下服役的新型高温结构和多功能防热材料是现代航空航天技术发展的迫切需求之一.Si-B-C-N系非晶及纳米晶复相陶瓷组织结构独特,高温性能优异,在高温结构和多功能防热领域极具应用潜力.有机聚合物先驱体裂解法(有机法)在致密Si-B-C-N系块体陶瓷的制备方面受限,哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所开创的机械合金化-热压法(无机法)工艺简单,制备材料组织结构均匀、性能优良,成为Si-B-C-N系致密块体陶瓷和耐高温构件的有效制备手段,弥补了有机法的不足,对于丰富和完善该材料的实验数据和理论研究具有重要意义.本文综述了无机法制备Si-B-C-N系陶瓷及复合材料在显微组织结构特征及演变规律、力学和热物理学性能、抗氧化性能、抗热震性能、耐烧蚀性能和相关机理分析等方面的新近成果,并展望了其发展趋势.     

盛世琉璃 皇城金瓦

<正>琉璃瓦,也作瑠璃瓦,是中国古代建筑中重要的瓦作建材,通常施以金黄、翠绿、碧蓝等彩色铅釉,因材料坚固、色彩鲜艳、釉色光润,一直是建筑陶瓷材料中流芳百世的骄子。琉璃瓦在唐朝已普遍用于屋顶,杜甫《越王楼歌》云:"孤城西北起高楼,碧瓦朱甍照城郭"。到明清两代,琉璃瓦成为宫殿、王府、祭祀建筑和庙宇等屋顶必不可少的建筑材料,是中国古代建筑不可不提的特色之一。     

以山茶和青冈为模板低温烧结木材陶瓷的研究

以山茶和青冈木为模板浸渍聚碳硅烷(PCS)溶液并在低温烧结制备出木材陶瓷,分析了山茶模板和青冈木模板的横切、竖切方式对线收缩率、失重率、体积密度和微观形貌的影响,结果表明:以山茶和青冈木为模板浸渍聚碳硅烷(PCS)溶液,在1000℃低温下成功烧结出木材陶瓷,且烧结后的木材陶瓷保留了木材原始的生物结构。     

Fe掺杂对BiTaO_4陶瓷样品介电和铁电特性的影响

为探究Fe掺杂对BiTaO4陶瓷样品介电特性和铁电特性的影响,采用传统固相烧结法制备了Bi Ta1-xFexO4-x(x=0,0.01,0.03)陶瓷样品,利用X线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构和表面形貌进行分析,利用精密阻抗分析仪和铁电分析仪对样品的介电性能和铁电性能进行检测.结果表明:Fe掺杂没有明显改变样品的晶体结构;随着Fe掺杂量的增加,样品的介电常数表现出较好的稳定性,介电损耗略有减小,且基本保持在tanδ=0.05以下,其漏电流先增大后减小,且掺杂样品均可得到比较完整的电滞回线.     

以废弃棉为模板低温烧结制备SiC遗态陶瓷

以废弃脱脂棉和精梳棉为生物模板,聚碳硅烷(PCS)为SiC陶瓷先驱体,采用浸渍法在惰性气氛下1 000℃低温热解制备出了SiC遗态陶瓷,为开发非木材原料废弃物制备环境材料提供了实验依据。研究了浸渍浆料中PCS含量对烧成产物微观形貌、物相结构、线收缩率、体积密度、元素组成和比表面积的影响。结果表明:脱脂棉和精梳棉遗态保持了纤维状,浸渍浆料后纤维遗态被PCS热解产物包裹,形成了主晶形为β-SiC的遗态陶瓷;脱脂棉模板对浆料的吸收更好;随浸渍浆料中PCS含量从10%增加至40%,陶瓷中β-SiC含量逐渐增多,线收缩率逐渐减小,体积密度逐渐增大,热解产物Si含量逐渐增多,比表面积逐渐减小。     

基于正交设计的陶瓷再生混凝土配合比试验

为提高废旧陶瓷的再生利用率,将陶瓷颗粒与陶瓷粉作为再生混凝土骨料与掺合料进行再生利用.运用正交设计的试验方法,以陶瓷粉、陶瓷颗粒、再生细骨料、粉煤灰、硅灰为5因素,每个因素设置4个水平,共设计16组配合比方案,进行抗压、导热等试验,得到陶瓷再生混凝土的强度、导热系数等物理力学参数,并寻找出最优配合比.试验结果表明最佳配合比为:陶瓷粉的质量分数为10%,陶瓷颗粒的质量分数为20%,再生细骨料的质量分数为40%,粉煤灰的质量分数为15%,硅灰的质量分数为5%.