Liu 等 [36] 在 1950 ℃ 和 50 MPa 压力的 SPS 过 程中,发现随着 TiB 2 的添加量由 5 mol% 增至 30 mol% ,复合陶瓷的硬度降低,断裂韧性增加。 除裂纹偏转和 TiB 2 的钉扎效应使 B 4 C 晶粒细化 ( 从 1.91 μm 减至 1.67 μm) 外,两相间位错的产生, 是 B 4 C 陶瓷增强、增韧的次要原因,其在陶瓷断 裂前吸收能量,造成局部强化 [37–38] 。研究发现, 添加 20 mol% TiB 2 时,复合陶瓷的相对密度为 97.91% ,维氏硬度为 (29.82±0.14) GPa ,断裂韧性 为 (3.70±0.08) MPa·m 1/2 。 3.1.2 Ti 单质引入 与直接添加 TiB 2 相比,在烧结过程中原位反 应生成 TiB 2 可以在较低的烧结温度下获得更高 的密度和更好的机械性能。 Gorle 等 [39] 将 Ti-B( 原 子比 1:2) 混合粉体以 5 wt.% 、 10 wt.% 和 20 wt.% 的比例加入到 B 4 C 粉末中,研磨 4 h 后通过 SPS 在 1400 ℃ 下获得致密的 B 4 C 复合陶瓷。由于 WC 污染,获得了由被 (Ti 0.9 W 0.1 )B 2 和 W 2 B 5 的细颗粒 包裹的 B 4 C 颗粒组成的无孔微结构。当 Ti-B 混合 物的量从 5 wt.% 增至 20 wt.% 时,烧结活化能从 234 kJ·mol −1 降至 155 kJ·mol −1 。含 5 wt.% Ti-B 混 合物的 B 4 C 复合材料的最大硬度为 (3225±218) HV 。由于 TiB 2 的原位形成反应是高 度放热并释放大量能量的自蔓延反应,因此,原 料颗粒界面间的实际温度预计高于 SPS 烧结温 度,同时,液相 W 2 B 5 的形成润湿了 B 4 C 表面, 有助于降低 B 4 C 晶粒的界面能,并加速了沿晶界
银河宇宙辐射的健康影响是对太阳系的机组人员探索的严重障碍。oltaris是3DHZETRN确定辐射传输代码的界面,用于评估航空航天材料对这种恒定辐射暴露的响应。传统的航空航天结构材料(如铝制)可以在一定的质量后增加这种辐射的健康影响。但是,原子质质量较低的材料可能会随着面积密度的增加而在二次辐射中减轻这种堆积。因此,镁和镁的下部原子质量结构合金是有希望的候选者。这些合金用铝合金代替时可能会减少结构的质量。用碳化硼加强可以进一步减少原子质量,同时还可以改善这种轻质合金的机械性能。这项研究发现,这些材料的下部原子质量增加了宇宙辐射相互作用时的核破碎化,从而导致次级(中子)辐射光谱的软化。与铝相比,这种软光谱可降低镁(-lithium)合金及其碳碳碳碳化合物碳化合物的合金的有效剂量等效量,与铝相比。
硼是化学和材料科学的基石之一,在历史和现代世界中有着广泛的用途。这种元素在自然界中以硼酸盐和硼酸盐的形式存在,传统上用于玻璃、陶瓷和防腐产品。但在现代,硼正成为从能源技术到纳米技术等许多领域的战略材料。此外,硼在能源领域,特别是在可再生能源系统和电池技术中的作用非常突出。在太阳能系统中,硼作为一种成分脱颖而出,可以提高锂离子电池的能量密度和寿命,同时提高光伏电池的效率。虽然硼氢化物在氢存储和释放领域的重要性日益增加,但碳化硼通过在核能反应堆中提供中子控制来提高安全性。此外,硼还用于国防和航空航天工业中轻质耐用材料的生产。在纳米技术领域,硼纳米管和纳米材料在储能、工业催化剂和传感器技术方面实现了突破性应用。此外,硼基化合物以其抗癌特性和支持伤口愈合的作用在生物医学领域引起了人们的关注。硼元素还有助于可持续农业实践,作为支持植物生长和提高农业生产力的肥料的主要成分。硼的多种用途使其成为未来能源、材料和生物技术领域不可或缺的组成部分。© 2023 DPU 保留所有权利。关键词:硼酸;硼酸盐;化学结构;准金属
高性能碳化钨切削刀具由坚韧的钴基体制成,将坚硬的碳化钨颗粒粘合在一起;性能较低的刀具可以使用青铜等其他金属作为基体。 一些坦克装甲可能由金属基复合材料制成,可能是用氮化硼增强的钢,氮化硼是一种很好的钢增强材料,因为它非常坚硬,不会溶解在熔融的钢中。 一些汽车盘式制动器使用 MMC。早期的 Lotus Elise 车型使用铝 MMC 转子,但它们的热性能不太理想,Lotus 后来又改用铸铁。现代高性能跑车(例如保时捷制造的跑车)使用碳纤维转子,碳化硅基体具有高比热和导热性。3M 开发了一种预制铝基插入件,用于加强铸铝盘式制动钳,[7] 与铸铁相比,重量减轻了一半,同时保持了相似的刚度。3M 还将氧化铝预制件用于 AMC 推杆。[8] 福特提供金属基复合材料 (MMC) 传动轴升级。MMC 传动轴由碳化硼强化的铝基制成,可通过减小惯性来提高传动轴的临界转速。MMC 传动轴已成为赛车手的常见改装,可使最高速度远远超过标准铝制传动轴的安全运行速度。
