简介：由中南大学刘咏教授、西北有色金属研究院汤慧萍教授著成的《粉末冶金钛基结构材料》一书已由中南大学出版社出版。该书为国家出版基金项目“有色金属理论与技术前沿丛书”之一，主要针对粉末冶金方法制备的钛合金和钛铝金属问化合物，

简介：采用Ag-Cu-Ti钎料连接C／C复合材料，用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）等分析连接层的微观结构与相组成，并测试连接层的剪切强度。结果表明：C／C复合材料连接层的剪切强度跟连接温度与保温时间有关；在850℃、保温30min条件下获得的连接层剪切强度最高，达到26．7MPa；同时连接层与基体材料形成机械嵌合，界面发生元素扩散和冶金反应。钎焊连接层形成固溶体和化合物，包括Ag（s．s）、Cu（s．s）、Cu4Ti3和TiC。剪切断口形貌表明钎焊层与C／C坯体之间结合较好，具有一定的连接强度。

简介：在元素粉末反应制备多孔材料中,原料粉末粒度是影响其多孔结构的主要因素之一。本文通过元素粉末反应合成的方法制备Cu-Al多孔材料,研究原料粉末的粒径对Cu-Al多孔材料孔径、孔隙度、透气度和体积膨胀率等参数的影响。结果表明：Al粉粒径是影响Cu-Al多孔材料最大孔径的主要因素,材料的最大孔径dm与Al粉粒径dp之间严格遵循dm=0.48dp的线性变化规律;Cu粉粒径则对Cu-Al多孔材料最大孔径影响较小。当粉末粒径在48.5μm以上时,粉末粒径的改变对Cu-Al多孔材料的开孔隙度和总孔隙度影响不大。在实验研究范围内,Cu-Al多孔材料的体积膨胀率随粉末粒径的增大而增大;当粉末粒径很小时,Cu-Al多孔材料存在体积收缩的趋势。

简介：为了探索降低航空刹车用C/C复合材料成本、提高性能的有效方法,对国外炭/炭刹车材料的部分力学性能和热导率进行了测试,并利用金相显微镜对其坯体结构进行了观察分析,在此基础上,自制了一种针刺整体毡,进行CVD增密,并与炭布叠层坯体的结果对比.结果表明:国外航空刹车用C/C材料的层间剪切强度和垂直方向热导率比较高,坯体趋向于使用针剌毡;针刺整体毡由无纬布和网胎交替叠层,经针刺而成,这种结构具有孔隙分布均匀、气体扩散通道多、Z向纤维含量高的特点,为CVD增密创造了良好条件;自制针刺整体毡坯体经700hCVD增密,小样密度可达1.81g/cm3,大样密度达1.75g/cm3,且能继续增密,与炭布叠层坯体相比,采用针刺整体毡可显著缩短CVD周期.

简介：结合图、表和公式综述了材料设计从宏观到微观的不同层次理论的研究现状，包括连续介质力学、结构动力学、缺陷动力学、分子动力学和量子力学等，其中，量子力学属于微观层次，分子动力学主要属于介观层次，其余属于宏观层次；进而讨论了材料设计领域的构建材料结构与性质关系、以及沟通与整合各层次理论的跨尺度关联问题。最后，介绍了现阶段材料设计的知识库和数据库技术、专家系统技术、计算机模拟技术和纯理论计算方法等4种途径。

简介：以炭纤维针刺整体毡为增强体,采用化学气相渗透（CVI）工艺制备出不同密度的炭/炭（C/C）多孔体,利用气压浸渍法将Cu合金渗入到C/C多孔体中制备C/C-Cu复合材料。在简支梁摆锤式冲击试验机上测试C/C-Cu复合材料的冲击性能,采用金相显微镜和扫描电镜观察材料的微观结构和断口形貌。结果表明：铜合金在C/C多孔体中分布均匀;C/C-Cu复合材料垂直方向的冲击韧性优于平行方向的冲击韧性;随C/C多孔体密度的增加,材料的冲击韧性先增加后降低。C/C多孔体密度适中（1.44g/cm3）时,C/C-Cu复合材料内炭纤维、热解炭、铜合金等组分协同作用,在平行和垂直2个方向的冲击韧性都达到最大值,分别为2.68J/cm2和4.45J/cm2,具有假塑性断裂行为的特征。

简介：以Cu-Zr混合粉末为熔渗剂,密度为1.4g/cm3的多孔C/C复合材料为坯体,采用反应熔渗法制备C/C-ZrC-Cu复合材料,研究了复合材料的组织结构及物相组成,并对复合材料组织结构的形成机理进行了分析。结果表明：熔渗剂中Zr含量不同时,制备的复合材料均主要由C,ZrC和Cu相组成。随熔渗剂中Zr含量由50%增加到70%（质量分数）,制备的复合材料中Cu含量逐渐降低,熔渗剂中Zr含量为60%时复合材料中ZrC含量最高（43.2%）。C/C复合坯体内的孔隙被反应生成的ZrC相及残余Cu相充分填充,炭纤维周围存在一层较致密的ZrC层,在远离炭纤维处,ZrC颗粒与Cu相呈混合分布状态。ZrC与C和Cu均有良好的界面结合状态,在ZrC颗粒长大和粗化过程中,形成了部分含内嵌Cu晶粒的较大ZrC颗粒。

简介：采用非水溶液溶胶-凝胶法,并结合高温碳热还原法制备锂离子电池用高可逆容量的Sn-C复合负极材料,通过调节Sn源与炭源的比例及碳热还原过程中的升温制度来控制金属Sn的粒度和Sn-C复合材料的结构形态。借助XRD、EDS、SEM、循环伏安及恒流充放电测试对材料的物化性能进行表征。结果表明,当Sn源与C源质量比为80：20、还原温度为800℃时,纳米级金属Sn均匀紧密地分布在无定形热解炭基体中,形成良好的纳/微复合结构,此时复合材料性能相对最优;该复合材料在电流密度为100mA/g,首次可逆比容量为637.9mAh/g,循环30次后充电容量保持在372.5mAh/g以上,第二次循环库伦效率达到97%以上。

简介：以不同纤维体积分数（21%、26%、32%）、不同布毡质量比（3：1,2：1,1：1）的针刺整体毡为预制体,采用化学气相渗透法（Chemicalvaporinfiltration,CVI）制备平板炭/炭（C/C）复合材料,研究预制体结构对CVI致密化过程的影响。结果表明：随纤维体积分数增加,整体毡的增密速率及最终密度都逐渐减小;布毡比对增密速率及最终密度影响很小。材料网胎中热解炭圆壳厚度沿材料厚度方向呈内部小、两侧大的对称分布;增加纤维体积分数或增加布毡比,材料内部的热解炭增厚程度随之减小。纤维体积分数为21%的预制体最适宜采用CVI工艺进行增密,增密80h密度达到1.69g/cm3,热解炭生长均匀。

简介：以Mo、Nb、Si、Al元素粉末为原料，采用燃烧合成法制备名义成分分别为（Mo0.97Nb0.03）（Si0.97Al0.03）2、（Mo0.94Nb0.06）（Si0.97Al0.03）2、（Mo0.91Nb0.09）（Si0.97Al0.03）2与（Mo0.88Nb0.12）（Si0.97Al0.03）2等4种不同化含量的合金，研究其燃烧合成行为，分析燃烧合成过程中粉末压坯的燃烧模式、燃烧温度、燃烧波前沿蔓延速率以及产物组成。结果表明：随Nb含量增加，燃烧合成反应模式由螺旋燃烧逐渐转变为稳态燃烧。添加Nb、Al后，合金的最高燃烧温度升高，并随Nb含量增加呈现先升高后降低的变化趋势，其中（Mo0.91Nb0.09）（Si0.97Al0.03）2的燃烧温度最高，达到1924K，但燃烧波蔓延速率随Nb含量增加而逐渐降低。XRD结果表明：（Mo0.97Nb0.03）（Si0.97Al0.03）2合金主要由MoSi2构成，含有少量Mo（SiAl）2和Mo5Si3；（Mo0.94Nb0.06）（Si0.97Al0.03）2中开始出现NbSi2相，（Mo0.91Nb0.09）（Si0.97Al0.03）2和（Mo0.88Nb0.12）（Si0.97Al0.03）2合金中Mo5Si3的衍射峰强度进一步降低，而NbSi2的衍射峰略有增强，因而添加Nb有利于形成C40结构的NbSi2，同时抑制Mo5Si3的产生。SEM观察表明合金为多孔结构。

简介：添加无机填料可改善硅橡胶烧蚀陶瓷残余物的强度，从而加强其结构完整性和高温稳定性。以甲基乙烯基硅橡胶为基体，以黏土矿物为填料制备硅橡胶／黏土可瓷化高分子复合材料，利用TG／DSC等热分析技术研究该材料的热稳定性。结果表明，添加黏土矿物可以改善硅橡胶的热稳定性，使其分解温度提高100℃左右。通过XRD分析和SEM观察发现：除少量杂质相之外，硅橡胶经600℃烧蚀后的物相主要为方石英，1200℃烧蚀后的物相为莫来石和方石英，微观形貌特征分别为不致密絮状结构（600℃烧蚀后）和液相桥连的多孔结构（1200℃烧蚀后）。根据试验结果分析复合材料的瓷化机理。

简介：以Fe、Al元素混合粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应合成—烧结,制备Fe-Al金属间化合物多孔材料。根据烧结前后多孔试样的质量变化,并结合XRD、SEM、EDS等测试手段,对烧结过程中多孔试样基础元素挥发行为及孔结构变化进行研究。结果表明,真空烧结元素粉末制备Fe-Al多孔材料过程中,最终烧结温度为1000℃、保温4h时,Fe-Al多孔试样质量损失率为0.05%,而最终烧结温度为1300℃时质量损失率达到10.53%;随着最终烧结温度升高,合金元素沿孔壁表面挥发程度增大,导致Fe-Al多孔试样的孔径、开孔隙率和透气度变大。采用MIEDEMA模型和LANGMUIR方程,对真空烧结过程中的质量损失原因进行理论分析,表明Al的挥发是导致多孔试样的质量和孔结构变化的主要原因。

简介：利用赤泥、钢渣和滑石为原料，在没有特殊添加剂的情况下，经过模压成形与烧结制备赤泥／钢渣陶瓷材料。通过高倍电镜、差热分析与x射线衍射对材料的形貌与结构进行观察与分析，并测试吸水率与抗弯强度，研究原料的成分与粒径对陶瓷材料性能的影响。结果表明，赤泥／钢渣陶瓷材料的主晶相为透辉石和钙长石。原料粉末粒度越小，陶瓷的性能越好；赤泥用量为70％时材料的性能最佳。综合考虑陶瓷砖块的性能与能源消耗，采用烧结温度为1170℃，选用粒径小于74gm的原料粉末，在赤泥、转炉钢渣和滑石的用量分别为60％～70％、20％～30％~H10％条件下制备赤泥／钢渣陶瓷材料，材料的显气孔率和吸水率都达到建筑陶瓷的国家标准（GB／T4100．2006）技术要求的0．73％和0．03％，抗弯强度超过88MPa。

简介：通过热压烧结工艺制得了(SiCp+C)/MoSi2复合材料,测试分析了材料的组织结构、室温和高温力学性能.结果表明:(SiCp+C)/MoSi2复合材料主要由MoSi2(大量),α-SiCp(大量),Mo5Si3(多量)和β-SiC(少量)组成,密度为5.12g/cm3,相对密度为91%;增强相的粒径＜30μm,体积分数为39%.其室温硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为12.2GPa,530MPa和7.2MPa·m1/2;材料在800℃的维氏硬度为8.0GPa,1200和1400℃的抗压强度分别为560MPa和160MPa.与非增强MoSi2相比,材料的各种力学性能都有大幅度的提高.

简介：采用无压烧结法制备含CeO2的Mo/Al2O3材料,用MM-200型环-块式摩擦磨损试验机测试该材料在滑动干摩擦条件下的磨损行为,通过X射线衍射（XRD）和电子探针对其微观结构和磨损后的形貌进行研究和分析。结果表明,添加CeO2的烧结样品中出现CeAl11O18相,且随CeO2含量（体积分数）增加,CeAl11O18逐渐增多,Al2O3相应减少。当CeO2的体积分数为6%时Al2O3全部由CeAl11O18取代;CeO2的添加使Al2O3和CeAl11O18相边界处均呈现圆钝形貌,并且存在Mo、Al、O的相互扩散区域。磨损形貌表明,1730℃烧结的样品中出现摩擦转移层,当CeO2含量达到4%时,该摩擦转移层大量出现,从而改善材料的耐磨性。

简介：以气雾化316L不锈钢球形粉末为原料,通过压制、烧结工艺制备多孔过滤材料。在烧结温度、保温时间等其他制备工艺参数一定的情况下,着重分析粉末粒径、压制压力对多孔材料孔隙度、最大孔径和透过性能的影响规律,建立其相互关系方程。结果表明：多孔材料孔隙度主要受压制压力的影响,随压制压力的增大而减小,孔隙度的1.9倍与压制压力的平方根呈指数关系。相比于压制压力,多孔材料的最大孔径主要受粉末粒径的影响,随粉末粒径的增大而增大,两者之间呈线性关系;多孔材料的相对透气系数受粉末粒径和孔隙度的共同影响。在孔隙度一定的情况下,相对透气系数与粉末粒径的平方呈线性关系。

简介：采用化学镀的方式预先在石墨表面镀镍,再镀铜,制备了具有双镀层的铜/镍包覆石墨复合粉末,并通过放电等离子烧结(SPS)方式制备高性能的石墨/铜复合材料。通过SEM、EDS、TEM和XRD分析手段对复合材料的形貌和微观结构进行观察和分析,并研究镀层的镍含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:在石墨表面镀镍可改善石墨与铜的界面结合状态,使得界面结合紧密,石墨与铜基体的界面由Cu/graphite界面转变为Cu/(Ni+Ni3P)界面和graphite/(Ni+Ni3P)界面,而且有助于石墨颗粒在复合材料中均匀分布。石墨表面化学镀镍还可显著地提高石墨/铜复合材料的致密度、硬度和抗压强度,而且随镍含量增加,其力学性能逐渐提高。当在复合材料中镍含量为10%时,复合材料的致密度、硬度和抗压强度分别达到99.68%、64.58HB和281.04MPa。

简介：采用两步熔盐法于900～1000℃下在C/C复合材料表面制备MoSi2-SiC复合涂层,即在含仲钼酸铵的熔盐中制备Mo2C涂层,然后通过熔盐渗硅生成MoSi2-SiC复合涂层。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）与能谱分析（EDS）等方式研究涂层的组织结构,并测试涂层在1500℃下的抗氧化性能和抗热震性能。同时对涂层氧化后的组织结构进行分析。结果表明：复合涂层主要由MoSi2和SiC两相组成,涂层与C/C基体结合处仅有少量未反应的Mo2C。涂层整体致密,与基体结合良好,均匀地包覆整个基体表面,厚度约为100μm。涂层样品在1500℃的静态空气中氧化42h后,涂层表面仍保持完整,质量损失率仅为2.79%。1500℃下经历30次热震实验后,样品的质量损失率为1.96%,涂层具有良好的抗氧化和抗热震性能。

简介：以纳米Al2O3和纳米Ti(C,N)为主要原料,以Mo和Ni粉等为助烧剂,采用N2气氛保护热压工艺制备Al2O3基复合金属陶瓷模具材料。采用XRD和SEM分析材料的物相组成及微观结构,并测试材料的力学性能。结果表明,当烧结温度为1660℃,纳米Al2O3质量分数为74.5%,纳米Ti(C,N)粉为20%、Mo+Ni粉为5%时,所制备的Al2O3基复合金属陶瓷模具材料性能最佳,其相对密度为98.14%,弯曲强度值为795.98MPa,硬度值为18.52GPa,断裂韧性为8.05MPa·m^1/2。第二相的引入和晶界处Mo+Ni的共同作用,可增强晶界强度,促进沿晶裂纹向穿晶裂纹转变,从而提高材料的力学性能。

简介：采用高分子网络凝胶法合成Sm^3＋掺杂YPO4纳米荧光材料，利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和荧光光谱等对合成产物的晶体结构、颗粒尺寸、形貌和光学性能进行分析与测试，并研究Sm^3＋掺杂浓度（n（Sm）/n（Y＋Sm））的影响。结果表明，采用高分子网络凝胶法合成的YPO4：Sm^3＋为单一的四方晶系磷钇矿结构的YPO4晶体，颗粒尺寸约为20nm。其激发光谱在405nm处有一最强激发带，属于Sm^3＋的6H5/2-4K11/2跃迁，发射光谱在603nm^处有一最强峰，属于Sm3＋的4G5/2-6H7/2跃迁。激发和发射光谱测试结果表明，Sm3＋掺杂YPO4荧光材料可以被405nm波长的光有效地激发，发射出强烈的Sm3＋特征橙红色光。当Sm3＋掺杂浓度高于2%时观察到浓度猝灭现象，浓度猝灭机理为电多极-电多极相互作用。