作者:Azizi Shalbaf,Elnaz; Mian,Nabira Ashfaq; Sohaib,Muhammad Numair辅导员:Kirsi-Mari Kallio审查员:Helena Forslund术语:VT21主题:业务流程控制和供应CHANAGAMENT级别:Master's Level Code代码:5FE04E 5FE0
doi:https://doi.org/10.2298/SOS2001001F UDK: 546.271;622.785;676.056.73 超耐火过渡金属二硼化物陶瓷的致密化 WG Fahrenholtz 1*)、GE Hilmas 1、Ruixing Li 2 1 密苏里科技大学,密苏里州罗拉 2 北京航空航天大学,北京,中国 摘要:回顾了过渡金属二硼化物的致密化行为,重点介绍了 ZrB 2 和 HfB 2 。这些化合物被认为是超高温陶瓷,因为它们的熔点高于 3000°C。过渡金属二硼化物的共价键很强,导致熔点极高,自扩散系数低,因此很难对其进行致密化。此外,粉末颗粒表面的氧化物杂质会促进颗粒粗化,从而进一步抑制致密化。20 世纪 90 年代之前的研究主要采用热压进行致密化。这些报告揭示了致密化机制,并确定有效致密化需要氧杂质含量低于 0.5 wt%。后续研究采用了先进的烧结方法,如放电等离子烧结和反应热压,以生产出接近全密度和更高金属纯度的材料。还需要进一步研究以确定基本的致密化机制并进一步改善过渡金属二硼化物的高温性能。关键词:过渡金属二硼化物;致密化;烧结;热压。1. 简介过渡金属二硼化物 (TMB2) 作为用于极端环境的材料已被研究多年。 1-7 多种 TMB2 被视为超高温陶瓷 (UHTC),因为它们的熔点超过 3000°C,其中包括 TiB 2 、ZrB 2 、HfB 2 和 TaB 2。其他 TMB2,例如 OsB 2 和 ReB 2,作为新型超硬材料备受关注。8-10 TMB2 拥有不同寻常的性能组合,例如金属般的热导率和电导率以及陶瓷般的硬度和弹性模量,这是由共价键、金属键和离子键特性的复杂组合产生的。11-13 由于其性能,TMB2 被提议用于极端温度、热通量、辐射水平、应变速率或化学反应性,这些都超出了现有材料的能力。通常提到的 TMB2 的一些潜在应用包括高超音速航空航天飞行器、火箭发动机、超燃冲压发动机、轻型装甲、高速切削工具、熔融金属接触应用的耐火材料、核聚变反应堆的等离子体材料以及先进核裂变反应堆的燃料形式。5,14-22 TMB2 具有极高的熔化温度和硬度值,而同样的特性也使 TMB2 难以致密化。陶瓷材料的致密化可以通过多种方法实现。许多商用陶瓷都是通过无压烧结粉末加工方法制造的部件生产的。23-25有些陶瓷很难通过无压烧结致密化。
摘要:额叶聚合(FP)是一种比高压釜低的能量成本的热固性塑料的方法。已经讨论了同时产生多个聚合阵线传播的潜力,这是一种令人兴奋的可能性。但是,尚未证明在同时启动两个以上的FP。多点启动可以使大规模材料制造和独特的图案生成。在这里,作者提出了激光图案的光热加热,作为在2-D样品中多个位置同时启动FP的方法。碳黑色颗粒被混合到液体树脂(双环戊二烯)中,以增强从样品上的Ti:蓝宝石激光(800 nm)中的光吸收。激光是通过在启动点之间快速转向来分配的,从而产生了多达七个同时启动点的聚合。此过程导致形成由正面碰撞导致的对称和不对称接缝图案。作者还提供并验证一个理论框架,以预测前碰撞形成的接缝模式。此框架允许通过反向解决方案设计新模式,以确定形成所需模式所需的启动点。这种方法的未来应用可以使新型复合材料样式材料的快速,节能生产。关键字:额叶聚合,图案材料,光热启动,激光启动,双环齿丹■简介
摘要 高熵 (HE) 超高温陶瓷有机会为未来的应用铺平道路,推动能源转换和极端环境屏蔽领域的技术优势。其中,HE 二硼化物因其固有的各向异性层状结构和耐受超高温的能力而脱颖而出。在此,我们采用原位高分辨率同步加速器衍射对大量多组分组合物进行研究,其中包含四到七种过渡金属,目的是了解不同组分或合成过程后的热晶格膨胀。结果,我们能够根据金属的组合将平均热膨胀 (TE) 从 1.3 × 10 − 6 控制到 6.9 × 10 − 6 K − 1,平面内与平面外 TE 比的变化范围为 1.5 到 2.8。
溶液形成已被证明是增加陶瓷硬度的方法之一。5 先前的研究已经制备了许多 HEB 组合物,它们有可能比单个组分硼化物具有更高的硬度。8–10 例如,Gu 等人 11 研究了 (Hf 0.2 、Nb 0.2 、Ta 0.2 、Ti 0.2 、Zr 0.2 )B 2 作为典型的 HEB。在 2000 ◦C 下进行放电等离子烧结 (SPS) 后获得的维氏硬度 (VH) 为 22.44 GPa,载荷为 9.8 N。基于该研究,Feng 等人 4 制备了一系列名义上纯净的 HEB。基本成分为 (Hf 0.2 ,Zr 0.2 ,Ti 0.2 ,Ta 0.2 ,Nb 0.2 )B 2 ,其中 Nb 用 V、Cr 或 Mo 代替,Ta 和 Nb 用 Mo 和 W 代替。含有 Cr、Mo 或 Mo 和 W 组合的成分具有最高的 VH 值,在 0.49 N 负载下超过 40 GPa。同样,Quin 等人研究了具有非等摩尔浓度 Mo 和 W 的各种 HEB 成分。根据该研究,(Zr 0.225 ,Hf 0.225 ,Nb 0.225 ,Mo 0.225 ,W 0.1 )B 2 在 1.96 N 负载下具有 27.5 GPa 的 VH。12
国际平台。获得先进高效火箭发动机和推进剂的信息并进一步发展它们的方法是遵循简单的机制、替代燃料系统和这方面的当前发展,以及进行原创研究[1-4]。尽管近年来有一些关于使用含能材料和金属硼化物作为固体火箭燃料的研究,这些研究变得越来越重要,但关于这一主题的综述资料并不多。因此,这篇综述文章将成为那些对“固体推进剂火箭发动机的含能材料和金属硼化物”感兴趣和/或想要研究的人的重要科学资源。2.固体推进剂火箭发动机在火箭发动机中,燃料和氧化剂的燃烧会释放出高温和高压[3]。用作推进剂的含能材料可根据燃料类型分为三类。这些是固体燃料、液体燃料和混合燃料系统,其中固体和液体燃料一起使用。固体推进剂火箭发动机比液体和混合燃料包含更少的组件,结构更简单
从大数据到热点 - 高熵碳化物、碳氮化物和硼化物的极端特性 Stefano Curtarolo 博士,Edmund T. Pratt Jr. 机械工程和材料科学学院杰出教授 Thomas Lord 机械工程和材料科学系 杜克大学,北卡罗来纳州达勒姆
摘要:我们报告了计算预测的平面外化学秩序的过渡金属硼,标记为O -mab相,TA 4 m'sib 2(m'= V,Cr)和结构上等效的固体固体溶液mob a相2。使用构成元素的固态反应烧结制备硼化物相。高分辨率扫描透射电子显微镜以及粉末X射线衍射模式的rietveld细化表明,合成的O-MAB阶段TA 4 CrSIB 2(98 wt%纯度)(98 wt%纯度)(ta 4 vsib 2(81 wt%纯度)具有化学秩序(81 wt%纯度),在TA上具有16 l TA的位置,并在16 l的位置中cr ca and ca c cr ca c cr ca c cr ca c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c cr and c cr the 4 c. (46 wt%纯度)得出结论以形成无序的固体溶液。密度功能理论(DFT)计算来研究动态稳定性,弹性特性和电子密度状态,证实了稳定性并建议基于CR和MO的硼化物比基于V和NB的硼化物更稳固。■简介
目标和意义:本项目的目标是合成和表征新型改性硼化镁 MgB2 材料,该材料具有改进的氢循环动力学和储氢能力,并证明其能够满足美国能源部 (DOE) 的储氢目标。如果成功,固态改性 MgB2 材料将比市场上的高压压缩 H2 (700 bar) 或液态 H2 替代车载储氢系统更安全、更便宜。背景:硼氢化镁 Mg(BH4)2 是少数几种已证实重量储氢容量大于 11 wt% 的材料之一,因此已证实可用于满足 DOE 储氢目标的储氢系统。然而由于动力学极其缓慢,Mg(BH 4 ) 2 和 MgB 2 之间的循环只能在高温(~400°C)和高充电压力(~900 bar)下完成。最近,四氢呋喃 (THF) 与 Mg(BH 4 ) 2 复合已证明可以大大改善脱氢动力学,能够在 <200°C 下快速释放 H 2 以高选择性生成 Mg(B 10 H 10 )。然而,这些类型的材料的氢循环容量要低得多。该项目专注于开发改性 MgB 2,方法是将镁硼醚脱氢扩展到 MgB 2 或在添加剂存在下直接合成改性 MgB 2。该项目旨在改善镁硼化物/镁硼氢化物系统的氢循环动力学和循环容量,以帮助实现 DOE 氢存储的最终目标。该项目旨在 1) 合成和表征新型改性镁硼化物,尤其是醚改性材料,与未改性的 MgB 2 相比,其氢循环动力学和氢存储容量有所改善;2) 确定新型改性硼化物的可逆氢化是否显示出显著改善的氢循环动力学和循环容量,达到实际可行的水平。这个由 HNEI 领导的项目是 UH(HNEI 和化学系)和 DOE-Hydrogen Materials 的合作成果
识别和量化某些生物分子(如多巴胺、葡萄糖、酪氨酸和胆固醇等)的生物浓度已成为治疗许多相关疾病的医学诊断基础。在大多数情况下,这些生物分子在血液等生物流体中的浓度可作为生物标志物,对疾病治疗至关重要。另一方面,先进陶瓷是指氧化物(氧化铝、氧化锆)、非氧化物:(碳化物、硼化物、氮化物、硅化物)、复合材料(氧化物和非氧化物的颗粒增强组合)等。这篇评论文章讨论了使用金属和金属氧化物基先进陶瓷开发的电化学传感器领域的最新发展,重点介绍了过去五年该领域的发展。本文介绍了针对一些重要生物分子(如对乙酰氨基酚、葡萄糖和多巴胺等)的先进陶瓷电化学生物传感器的主要结果、重要发现和有趣的化学性质。