先進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領域發(fā)揮關鍵作用。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、定向熱傳導等應用場景。通過晶粒定向排列來調(diào)控陶瓷材料微觀結構的織構化技術，有望實現(xiàn)陶瓷材料性能的定向強化。作者通過強磁場輔助燒結、熱鍛工藝、增材制造定向調(diào)控等先進制備方法，在ZrB2基超高溫陶瓷、金紅石TiO2等功能陶瓷中構建可控各向異性結構，使材料在特定方向上的力學、熱學及電學性能得到顯著提升。本書不僅系統(tǒng)總結了織構化陶瓷的基礎理論、制備策略和典型應用，還結合EBSD、同步輻射X射線斷層掃描等先進表征手段，建立了“工藝-結構-性能”的定量關聯(lián)，為高性能陶瓷的設計與優(yōu)化提供了科學依據(jù)。此外，本書以問題為導向，貫通“基礎研究-工藝開發(fā)-工程應用”全鏈條，為航空航天、電子信息等領域的高性能陶瓷創(chuàng)新提供理論工具與技術藍圖。
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吳雯雯，陜西師范大學副教授。2000年9月至2004年7月就讀于武漢理工大學材料科學與工程專業(yè)，2004年9月至2009年7月在中國科學院上海硅酸鹽所碩博連讀，獲材料物理與化學專業(yè)博士學位。先后在日本東京工業(yè)大學、日本國立材料研究所、美國布朗大學從事博士后研究�，F(xiàn)就職于陜西師范大學物理學與信息技術學院凝聚態(tài)物理專業(yè)，主要研究方向包括超高溫結構陶瓷及其性能；先進陶瓷的織構；電介質(zhì)材料；先進吸波材料的制備及其極化機制等。主持國家自然科學基金項目2項，省部級項目1項，在J. Eur. Ceram. Soc., Carbon，J. Am. Ceram. Soc., Scr. Mater.，J. Mater. Chem. C等期刊發(fā)表學術論文40余篇，授權國家發(fā)明專利3項。
第1章 緒論 1
1.1 結構陶瓷的力學性能突破 2
1.2 功能陶瓷的物理性能提升 3
1.3 先進陶瓷織構技術特點 4
第2章 先進陶瓷材料的織構策略及織構化結構的測量和標定 6
2.1 引言 6
2.2 熱加工織構法 7
2.2.1 熱壓 7
2.2.2 熱鍛 8
2.2.3 燒結熱鍛 10
2.3 模板晶粒生長織構法 11
2.3.1 模板晶粒生長法 11
2.3.2 反應模板晶粒生長技術 15
2.4 定向凝固技術 16
2.5 冰模板法 17
2.6 強磁場定向織構法 19
2.6.1 強磁場技術 19
2.6.2 強磁場對物質(zhì)的主要作用方式 19
2.6.3 強磁場下晶體取向行為的研究 21
2.6.4 強磁場下單個球形陶瓷晶粒取向的動力學研究 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 織構化結構的測定和表示 31
2.8.1 極圖的測量原理 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 織構度 33
參考文獻 34
第3章 超高溫陶瓷及反應熱壓過程中的顯微結構演變 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 基超高溫陶瓷的應用 60
3.3 ZrB2 基超高溫陶瓷燒結過程中的顯微結構演化 62
3.3.1 ZrB2-SiC 基超高溫陶瓷的反應燒結過程 63
3.3.2 熱壓燒結制備ZrB2-SiC-ZrC 復相陶瓷反應過程 72
3.4 ZrB2 棒晶增韌ZrB2-MoSi2 基超高溫陶瓷 74
3.4.1 反應燒結 74
3.4.2 顯微結構演化 78
3.4.3 ZrB2 板晶的生長機理與顯微結構演變 81
3.5 小結 86
參考文獻 87
第4章 反應熱壓制備ZrB2 棒晶增韌ZrB2-MoSi2 超高溫陶瓷及其織構化 92
4.1 引言 92
4.2 反應熱壓織構的過程 92
4.2.1 反應熱壓溫度 92
4.2.2 MoSi2 含量和保溫時間 94
4.2.3 反應熱壓總過程微結構發(fā)展路線圖 95
4.3 反應熱壓制備ZrB2-MoSi2 基復相陶瓷的力學性能 97
4.3.1 MoSi2 含量 97
4.3.2 保溫時間 98
4.3.3 力學性能的各向異性 99
4.4 熱鍛制備織構化ZrB2-MoSi2 超高溫陶瓷及性能 101
4.4.1 熱鍛過程 101
4.4.2 微結構與織構化程度表征 102
4.4.3 熱鍛極限 105
4.4.4 力學性能 107
4.4.5 各向異性氧化 108
4.5 小結 118
參考文獻 119
第5章 流延成型制備織構化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 顯微結構 124
5.4 流延成型制備織構化陶瓷的各向異性 127
5.5 小結 129
參考文獻 129
第6章 ZrB2 基超高溫陶瓷的強磁場織構 131
6.1 引言 131
6.2 高溫強度各向異性 132
6.2.1 微觀結構 132
6.2.2 室溫力學強度 136
6.2.3 高溫強度 136
6.3 強磁場定向制備織構化ZrB2 和ZrB2-MoSi2 陶瓷的微觀結構和各向異性 141
6.3.1 強磁場織構 141
6.3.2 力學性能 144
6.3.3 氧化性能 146
6.4 小結 149
參考文獻 149
第7章 TiO2 基巨介電材料及其應用 152
7.1 引言 152
7.2 巨介電材料簡介 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 的引入對金紅石TiO2 陶瓷介電性能的調(diào)控 164
7.3.2 BN 的引入對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 陶瓷的微觀結構與介電性能 182
7.4 小結 189
參考文獻 190
第8章 織構化共摻雜TiO2 陶瓷的制備及其各向異性 195
8.1 引言 195
8.2 強磁場織構化（La0.5Nb0.5）xTi1-xO2 陶瓷的介電性能 196
8.3 強磁場織構化（Al0.5Nb0.5）xTi1-xO2 陶瓷的巨介電性能 205
8.4 不同磁場強度和磁場方向下織構化共摻雜TiO2 陶瓷的微觀結構和性能 211
8.5 小結 217
參考文獻 218
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