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高熵碳化物陶瓷制备与连接技术

高熵碳化物陶瓷因具备超高熔点、高硬度、强抗氧化性及优异的辐照稳定性,已成为航空航天热防护、核反应堆结构材料及极端环境装备的关键候选材料。本书系统总结了高熵碳化物陶瓷从设计理论、制备路线、成分调控,到连接方法、界面反应及性能调控的完整体系。内容涵盖粉体合成、块体烧结等核心制备技术,并深入解析多主元协同、晶格畸变、元素迟滞扩散与缺陷工程在调控力学、热学与化学性能中的作用机制。同时,本书重点讨论扩散连接与钎焊连接中界面反应、残余应力与结构可靠性的形成规律。最后结合典型应用场景,对其在高超声速飞行器、核能系统与能源转换领域的工程化前景和未来可设计化、智能制造趋势进行展望,为科研与工程人员提供系统而前沿的参考框架。
本书可供从事材料制备及连接的科研人员、工程技术人员使用,也可供高校相关专业师生参考。

封面
前折页
书名页
版权页
前言
目录
第1章 绪论
 1.1 高熵材料的起源与发展
  1.1.1 高熵材料的起源
  1.1.2 高熵效应理论
  1.1.3 高熵材料的发展
 1.2 高熵陶瓷的分类
  1.2.1 高熵氧化物陶瓷
  1.2.2 高熵硼化物陶瓷
  1.2.3 高熵碳化物陶瓷
  1.2.4 其他高熵陶瓷材料
 1.3 高熵碳化物陶瓷的结构性能
  1.3.1 晶体结构
  1.3.2 物理特性
  1.3.3 化学特性
  1.3.4 功能特性
  1.3.5 典型高熵碳化物体系
  1.3.6 潜在工程应用背景
 参考文献
第2章 高熵碳化物陶瓷的制备技术
 2.1 高熵碳化物的粉体合成
  2.1.1 固相反应法
  2.1.2 机械合金化法
  2.1.3 液相反应法
  2.1.4 脉冲放电诱导转化法
  2.1.5 其他方法
 2.2 高熵碳化物的涂层制备
  2.2.1 磁控溅射
  2.2.2 等离子喷涂
  2.2.3 多弧离子镀
 2.3 高熵碳化物的块体制备
  2.3.1 放电等离子烧结
  2.3.2 热压烧结
  2.3.3 无压烧结
  2.3.4 其他烧结方法
 2.4 本章小结
 参考文献
第3章 高熵碳化物陶瓷的形成机理与性能调控
 3.1 高熵陶瓷高熵相的形成
  3.1.1 固溶形成及机理
  3.1.2 反应形成
 3.2 高熵陶瓷的致密化原理及影响因素
  3.2.1 致密化原理
  3.2.2 致密化影响因素
 3.3 高熵碳化物陶瓷的性能调控
  3.3.1 工艺优化
  3.3.2 引入碳空位
  3.3.3 合金元素掺杂
  3.3.4 第二相增韧
 3.4 本章小结
 参考文献
第4章 高熵碳化物陶瓷的扩散连接技术
 4.1 扩散连接技术
  4.1.1 扩散连接的定义及原理
  4.1.2 工艺参数对扩散连接接头的影响
  4.1.3 辅助中间层对扩散连接质量的作用
 4.2 高熵碳化物陶瓷的直接扩散连接
  4.2.1 连接温度对(HfZrTiTaNb)C直接扩散连接接头界面的影响
  4.2.2(HfZrTiTaNb)C直接扩散连接接头的力学性能和断裂模式
 4.3 软性中间层辅助高熵碳化物陶瓷扩散连接
  4.3.1 金属Ni辅助连接(HfZrTiTaNb)C接头的界面结构和力学性能
  4.3.2 Ni中间层厚度对(HfZrTiTaNb)C接头残余应力的影响
  4.3.3(HfZrTiTaNb)C与纯金属Ni的扩散连接机理
 4.4 难熔中间层原位合金化辅助高熵碳化物陶瓷扩散连接
  4.4.1 Nb中间层原位合金化加速液相产生的控制策略
  4.4.2 Nb中间层原位合金化辅助扩散连接(HfZrTiTaNb)C
  4.4.3 Nb中间层辅助连接(HfZrTiTaNb)C接头的力学性能和失效机制
 4.5 本章小结
 参考文献
第5章 高熵碳化物陶瓷的钎焊连接技术
 5.1 钎焊连接技术
  5.1.1 钎焊连接的定义及特征
  5.1.2 固-液界面润湿行为对钎焊接头的影响
  5.1.3 固-液界面反应对钎焊接头的影响
 5.2 液态合金在高熵碳化物陶瓷上的润湿行为
  5.2.1 纯金属在(HfZrTiTaNb)C陶瓷上的润湿性
  5.2.2 微量元素对液态Ni在(HfZrTiTaNb)C陶瓷上润湿性的影响
  5.2.3 Ti-Ni-xNb液态合金在(HfZrTiTaNb)C陶瓷上的润湿性
  5.2.4 FeCoCrNi液态合金在(HfZrTiTaNb)C陶瓷上的润湿性
 5.3 高熵碳化物陶瓷同质材料的钎焊连接
  5.3.1 Ti-Ni-20Nb中间层钎焊连接(HfZrTiTaNb)C陶瓷
  5.3.2 Ti-Zr-Ni-Cu中间层钎焊连接(VNbTaMoW)C陶瓷
  5.3.3 钎焊工艺对接头组织性能的影响
  5.3.4 高熵效应对碳化物陶瓷钎焊连接过程的影响规律
 5.4 高熵碳化物陶瓷与金属异质材料的钎焊连接
  5.4.1 Ti-Ni-20Nb钎焊(HfZrTiTaNb)C/Nb接头的界面组织和性能
  5.4.2 Ti-Zr-Ni-Cu钎焊(HfZrTiTaNb)C/Nb接头的界面组织和性能
  5.4.3 金属侧元素溶解对接头界面结构成形的作用机制
 5.5 高熵碳化物陶瓷钎焊连接的界面反应调控
  5.5.1 异种材料钎焊界面反应的调控方法
  5.5.2 高熵颗粒增强复合钎料辅助(VNbTaMoW)C钎焊
  5.5.3 构筑全高熵连接结构辅助(HfZrTiTaNb)C钎焊
  5.5.4 反应增强全高熵结构辅助(HfZrTiTaNb)C钎焊
 5.6 本章小结
 参考文献
第6章 未来展望与研究方向
 6.1 多尺度结构一体化制造技术
 6.2 极端环境原位表征技术突破
 6.3 高熵碳化物产业化挑战
后折页
封底

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