先進(jìn)陶瓷材料憑借其耐高溫、耐腐蝕、高硬度等優(yōu)異性能，在航空航天、能源、電子信息等高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而，傳統(tǒng)陶瓷材料由于固有的脆性和各向同性特征，難以滿足極端環(huán)境下高溫承載、定向熱傳導(dǎo)等應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)晶粒定向排列來(lái)調(diào)控陶瓷材料微觀結(jié)構(gòu)的織構(gòu)化技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)陶瓷材料性能的定向強(qiáng)化。作者通過(guò)強(qiáng)磁場(chǎng)輔助燒結(jié)、熱鍛工藝、增材制造定向調(diào)控等先進(jìn)制備方法，在ZrB2基超高溫陶瓷、金紅石TiO2等功能陶瓷中構(gòu)建可控各向異性結(jié)構(gòu)，使材料在特定方向上的力學(xué)、熱學(xué)及電學(xué)性能得到顯著提升。本書不僅系統(tǒng)總結(jié)了織構(gòu)化陶瓷的基礎(chǔ)理論、制備策略和典型應(yīng)用，還結(jié)合EBSD、同步輻射X射線斷層掃描等先進(jìn)表征手段，建立了“工藝-結(jié)構(gòu)-性能”的定量關(guān)聯(lián)，為高性能陶瓷的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)。此外，本書以問(wèn)題為導(dǎo)向，貫通“基礎(chǔ)研究-工藝開(kāi)發(fā)-工程應(yīng)用”全鏈條，為航空航天、電子信息等領(lǐng)域的高性能陶瓷創(chuàng)新提供理論工具與技術(shù)藍(lán)圖。
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吳雯雯，陜西師范大學(xué)副教授。2000年9月至2004年7月就讀于武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)，2004年9月至2009年7月在中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽所碩博連讀，獲材料物理與化學(xué)專業(yè)博士學(xué)位。先后在日本東京工業(yè)大學(xué)、日本國(guó)立材料研究所、美國(guó)布朗大學(xué)從事博士后研究�，F(xiàn)就職于陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院凝聚態(tài)物理專業(yè)，主要研究方向包括超高溫結(jié)構(gòu)陶瓷及其性能；先進(jìn)陶瓷的織構(gòu)；電介質(zhì)材料；先進(jìn)吸波材料的制備及其極化機(jī)制等。主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目1項(xiàng)，在J. Eur. Ceram. Soc., Carbon，J. Am. Ceram. Soc., Scr. Mater.，J. Mater. Chem. C等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)。
第1章 緒論 1
1.1 結(jié)構(gòu)陶瓷的力學(xué)性能突破 2
1.2 功能陶瓷的物理性能提升 3
1.3 先進(jìn)陶瓷織構(gòu)技術(shù)特點(diǎn) 4
第2章 先進(jìn)陶瓷材料的織構(gòu)策略及織構(gòu)化結(jié)構(gòu)的測(cè)量和標(biāo)定 6
2.1 引言 6
2.2 熱加工織構(gòu)法 7
2.2.1 熱壓 7
2.2.2 熱鍛 8
2.2.3 燒結(jié)熱鍛 10
2.3 模板晶粒生長(zhǎng)織構(gòu)法 11
2.3.1 模板晶粒生長(zhǎng)法 11
2.3.2 反應(yīng)模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù) 15
2.4 定向凝固技術(shù) 16
2.5 冰模板法 17
2.6 強(qiáng)磁場(chǎng)定向織構(gòu)法 19
2.6.1 強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù) 19
2.6.2 強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的主要作用方式 19
2.6.3 強(qiáng)磁場(chǎng)下晶體取向行為的研究 21
2.6.4 強(qiáng)磁場(chǎng)下單個(gè)球形陶瓷晶粒取向的動(dòng)力學(xué)研究 25
2.7 增材制造 29
2.7.1 電子束增材制造 29
2.7.2 激光增材制造 30
2.8 織構(gòu)化結(jié)構(gòu)的測(cè)定和表示 31
2.8.1 極圖的測(cè)量原理 31
2.8.2 取向的表示方法 31
2.8.3 歐拉角 32
2.8.4 取向分布函數(shù)ODF 33
2.8.5 織構(gòu)度 33
參考文獻(xiàn) 34
第3章 超高溫陶瓷及反應(yīng)熱壓過(guò)程中的顯微結(jié)構(gòu)演變 38
3.1 引言 38
3.2 超高溫陶瓷材料 39
3.2.1 超高溫材料的發(fā)展歷程及研究體系 39
3.2.2 超高溫陶瓷材料的合成、制備及性能 43
3.2.3 ZrB2 基超高溫陶瓷的應(yīng)用 60
3.3 ZrB2 基超高溫陶瓷燒結(jié)過(guò)程中的顯微結(jié)構(gòu)演化 62
3.3.1 ZrB2-SiC 基超高溫陶瓷的反應(yīng)燒結(jié)過(guò)程 63
3.3.2 熱壓燒結(jié)制備ZrB2-SiC-ZrC 復(fù)相陶瓷反應(yīng)過(guò)程 72
3.4 ZrB2 棒晶增韌ZrB2-MoSi2 基超高溫陶瓷 74
3.4.1 反應(yīng)燒結(jié) 74
3.4.2 顯微結(jié)構(gòu)演化 78
3.4.3 ZrB2 板晶的生長(zhǎng)機(jī)理與顯微結(jié)構(gòu)演變 81
3.5 小結(jié) 86
參考文獻(xiàn) 87
第4章 反應(yīng)熱壓制備ZrB2 棒晶增韌ZrB2-MoSi2 超高溫陶瓷及其織構(gòu)化 92
4.1 引言 92
4.2 反應(yīng)熱壓織構(gòu)的過(guò)程 92
4.2.1 反應(yīng)熱壓溫度 92
4.2.2 MoSi2 含量和保溫時(shí)間 94
4.2.3 反應(yīng)熱壓總過(guò)程微結(jié)構(gòu)發(fā)展路線圖 95
4.3 反應(yīng)熱壓制備ZrB2-MoSi2 基復(fù)相陶瓷的力學(xué)性能 97
4.3.1 MoSi2 含量 97
4.3.2 保溫時(shí)間 98
4.3.3 力學(xué)性能的各向異性 99
4.4 熱鍛制備織構(gòu)化ZrB2-MoSi2 超高溫陶瓷及性能 101
4.4.1 熱鍛過(guò)程 101
4.4.2 微結(jié)構(gòu)與織構(gòu)化程度表征 102
4.4.3 熱鍛極限 105
4.4.4 力學(xué)性能 107
4.4.5 各向異性氧化 108
4.5 小結(jié) 118
參考文獻(xiàn) 119
第5章 流延成型制備織構(gòu)化ZrB2 基超高溫陶瓷及性能 121
5.1 引言 121
5.2 ZrB2 棒晶與流延膜的制備與表征 121
5.2.1 棒晶ZrB2 粉體的制備與表征 121
5.2.2 流延膜的制備與表征 123
5.3 顯微結(jié)構(gòu) 124
5.4 流延成型制備織構(gòu)化陶瓷的各向異性 127
5.5 小結(jié) 129
參考文獻(xiàn) 129
第6章 ZrB2 基超高溫陶瓷的強(qiáng)磁場(chǎng)織構(gòu) 131
6.1 引言 131
6.2 高溫強(qiáng)度各向異性 132
6.2.1 微觀結(jié)構(gòu) 132
6.2.2 室溫力學(xué)強(qiáng)度 136
6.2.3 高溫強(qiáng)度 136
6.3 強(qiáng)磁場(chǎng)定向制備織構(gòu)化ZrB2 和ZrB2-MoSi2 陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和各向異性 141
6.3.1 強(qiáng)磁場(chǎng)織構(gòu) 141
6.3.2 力學(xué)性能 144
6.3.3 氧化性能 146
6.4 小結(jié) 149
參考文獻(xiàn) 149
第7章 TiO2 基巨介電材料及其應(yīng)用 152
7.1 引言 152
7.2 巨介電材料簡(jiǎn)介 152
7.2.1 電介質(zhì)極化 152
7.2.2 介電常數(shù)和介電損耗 154
7.2.3 介電弛豫 155
7.2.4 巨介電材料的種類 157
7.3 摻雜調(diào)控TiO2 基巨介電陶瓷性能 162
7.3.1 BN 的引入對(duì)金紅石TiO2 陶瓷介電性能的調(diào)控 164
7.3.2 BN 的引入對(duì)Al3+ 與Nb5+ 共摻雜金紅石TiO2 陶瓷介電性能的調(diào)控 174
7.3.3 TiO2-BN 和TiO2-NH4 Cl 陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)與介電性能 182
7.4 小結(jié) 189
參考文獻(xiàn) 190
第8章 織構(gòu)化共摻雜TiO2 陶瓷的制備及其各向異性 195
8.1 引言 195
8.2 強(qiáng)磁場(chǎng)織構(gòu)化（La0.5Nb0.5）xTi1-xO2 陶瓷的介電性能 196
8.3 強(qiáng)磁場(chǎng)織構(gòu)化（Al0.5Nb0.5）xTi1-xO2 陶瓷的巨介電性能 205
8.4 不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向下織構(gòu)化共摻雜TiO2 陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和性能 211
8.5 小結(jié) 217
參考文獻(xiàn) 218
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