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)用場景。通過晶粒定向排列來調(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。作者通過強(qiáng)磁場輔助燒結(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，本書以問題為導(dǎo)向，貫通“基礎(chǔ)研究-工藝開發(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。
本書可供材料相關(guān)企業(yè)科研人員、技術(shù)人員、管理人員閱讀使用，也可作為高等院校材料相關(guān)專業(yè)師生的教學(xué)參考書。
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)、日本國立材料研究所、美國布朗大學(xué)從事博士后研究。現(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。主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)，省部級項(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 模板晶粒生長織構(gòu)法 11
2.3.1 模板晶粒生長法 11
2.3.2 反應(yīng)模板晶粒生長技術(shù) 15
2.4 定向凝固技術(shù) 16
2.5 冰模板法 17
2.6 強(qiáng)磁場定向織構(gòu)法 19
2.6.1 強(qiáng)磁場技術(shù) 19
2.6.2 強(qiáng)磁場對物質(zhì)的主要作用方式 19
2.6.3 強(qiáng)磁場下晶體取向行為的研究 21
2.6.4 強(qiáng)磁場下單個(gè)球形陶瓷晶粒取向的動力學(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(gòu)度 33
參考文獻(xiàn) 34
第3章 超高溫陶瓷及反應(yīng)熱壓過程中的顯微結(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)過程 63
3.3.2 熱壓燒結(jié)制備ZrB2-SiC-ZrC 復(fù)相陶瓷反應(yīng)過程 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(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)磁場織構(gòu)化（La0.5Nb0.5）xTi1-xO2 陶瓷的介電性能 196
8.3 強(qiáng)磁場織構(gòu)化（Al0.5Nb0.5）xTi1-xO2 陶瓷的巨介電性能 205
8.4 不同磁場強(qiáng)度和磁場方向下織構(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
書單推薦
