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金属/陶瓷润湿性的实验表征和理论预测研究进展 被引量：6
1
作者 屈伟 范同祥 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期3606-3612,共7页
金属/陶瓷体系的润湿性研究在金属与陶瓷的连接、金属液的熔炼和提纯、浸渗法和液相法制备复合材料等领域都有着重要意义。金属熔体在陶瓷表面的润湿过程中,会出现基板在熔体中溶解、界面吸附和互相反应等,是一种较为复杂的物理化学现... 金属/陶瓷体系的润湿性研究在金属与陶瓷的连接、金属液的熔炼和提纯、浸渗法和液相法制备复合材料等领域都有着重要意义。金属熔体在陶瓷表面的润湿过程中,会出现基板在熔体中溶解、界面吸附和互相反应等,是一种较为复杂的物理化学现象。有关金属/陶瓷润湿性的实验和理论研究一直是国际上材料学领域的热点之一。目前金属/陶瓷润湿性主要通过测量接触角θ(借助Young s方程计算)来得出,润湿性表征方法存在较大局限性,特别是接触角对实验条件高度敏感,其往往难以准确反映润湿性,以及适用于高熔点合金与陶瓷体系的方法较为缺乏。因此,除对接触角测试方法进行改进外,很多研究者也试图通过理论计算来考察润湿性,但至今尚未发展出能够很好地应用于所有金属/陶瓷体系的理论预测模型。润湿性实验表征方法的近期研究主要集中在改良座滴法、滴定法、毛细上升法和感应熔化法等。其中,改良座滴法相比传统座滴法能够消除熔体表面氧化膜的影响。感应熔化法可以使高熔点合金(如Ti合金等)熔化,具有独特优势(相比之下其他几种方法只适用于Al系、Mg系等低熔点合金与陶瓷的体系)。在理论预测模型方面,除直接基于Young s方程,根据表面张力模型来研究润湿性外,也有学者尝试结合Young-Dupré方程,从热力学和原子键的角度揭示反应界面润湿性的内在规律。同时,将润湿视为一种反应现象,对界面反应吉布斯自由能变化和润湿过程中表面相的能量变化加以考虑,也形成了一种新的定性衡量润湿性的标准。此外,研究者还在润湿铺展动力学方面取得了一些重要成果,包括直接根据金属形核理论来计算润湿角,以及利用如流体动力学模型、分子动力学模型、反应控制模型和扩散控制模型等来预测金属/陶瓷体系的润湿速率。本文主要从润湿过程的� 展开更多
关键词 润湿 金属/陶瓷界面 接触角 理论模型 毛细上升法 感应熔化法 表面张力模型 润湿铺展动力学
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金属／陶瓷界面的第一原理热力学研究 被引量：6
2
作者 李洪涛 张文清 《中国材料进展》 CAS CSCD 2009年第3期13-16,共4页
系统地阐述了用于金属/陶瓷界面稳定性研究的第一原理热力学方法。首先介绍了第一原理热力学方法的理论基础,在第一原理计算中引入了化学势的概念,通过连接能把第一原理计算值与热力学参数(活度,气体偏压)连接起来,构成了第一原理热力... 系统地阐述了用于金属/陶瓷界面稳定性研究的第一原理热力学方法。首先介绍了第一原理热力学方法的理论基础,在第一原理计算中引入了化学势的概念,通过连接能把第一原理计算值与热力学参数(活度,气体偏压)连接起来,构成了第一原理热力学计算的基本理论基础。其次给出了第一原理热力学方法用于金属/Al2O3界面研究的具体例子,如Ni/Al2O3的界面结构稳定性与环境变量活度、氧偏压和化学势差之间的定量关系,进一步阐述该方法的有效性。 展开更多
关键词 金属/陶瓷界面 第一原理热力学方法 化学势 活度 偏压
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Ni对ZTA增强高锰钢基复合材料界面行为及耐磨性的影响
3
作者 许国磊 李卫 +1 位作者 易艳良 涂小慧 《铸造》 CAS 北大核心 2023年第4期394-400,共7页
用硅溶胶粘结剂在ZTA(氧化锆增韧氧化铝)陶瓷颗粒表面均匀附着Ni粉后与高锰钢粉混合压制成形,通过烧结工艺制备实心预制体,并浇注高锰钢液制备ZTA陶瓷颗粒增强高锰钢基复合材料。通过OM、SEM、XRD等分析手段分析预制体和复合材料的组织... 用硅溶胶粘结剂在ZTA(氧化锆增韧氧化铝)陶瓷颗粒表面均匀附着Ni粉后与高锰钢粉混合压制成形,通过烧结工艺制备实心预制体,并浇注高锰钢液制备ZTA陶瓷颗粒增强高锰钢基复合材料。通过OM、SEM、XRD等分析手段分析预制体和复合材料的组织形貌及界面扩散行为。结果表明,高锰钢添加15%Ni后金属与陶瓷之间的润湿角θ由104.7°降低至46.5°,界面状态从不润湿变成润湿。Ni与Fe互溶形成FeNi固溶体,降低了Fe的表面能,Fe、Mn、Ni向陶瓷中扩散。随着预制体中Ni含量的提高,预制体基体组织和界面缺陷明显减少,硬度显著提高,15%Ni预制体基体硬度较无Ni预制体提高了30.3%。Ni改性ZTA增强高锰钢基复合材料的三体耐磨性远优于普通高锰钢,提高幅度为170%。 展开更多
关键词 ZTA 润湿性 元素扩散 高锰钢 金属/陶瓷界面
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Ti(C,N)基金属陶瓷相界面结构及掺杂效应的研究 被引量：1
4
作者 周世权 熊惟皓 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 2003年第3期9-11,33,共4页
介绍了金属与陶瓷界面研究的理论和方法,阐述了Ti(C,N)基金属陶瓷的界面结构、界面掺杂效应和不同掺杂元素的作用机理,并提出了界面设计和表面合金化的工艺方法。
关键词 金属/陶瓷界面 界面掺杂效应 表面合金化
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等离子喷涂Al_2O_3+13wt%TiO_2陶瓷涂层的金属/陶瓷界面
5
作者 杨元政 刘正义 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期8-10,26,共4页
用透射电镜研究了等离子喷涂Ａｌ２Ｏ３＋１３ｗｔ％ＴｉＯ２陶瓷涂层体系中ＮｉＣｒＡｌ粘结层与基材金属的界面及其与陶瓷涂层的界面特征。结果表明，这两种界面的结构是相似的，界面有一定的厚度，但不均匀，并由非晶。
关键词 等离子喷涂 陶瓷涂层 金属/陶瓷界面
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金属/陶瓷界面的第一原理研究 被引量：1
6
作者 张跃 韩小平 +1 位作者 高雪 徐惠彬 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z2期640-642,共3页
利用第一原理方法系统地研究了Ni与过渡金属氧化物ZrO2界面的能量学、原子结构以及键合特征.结果表明界面键中的共价键因素是控制Ni与过渡金属氧化物ZrO2之间相互作用的主要因素,与一般所认为的镜像电荷相互作用模型相悖.随着陶瓷层的增... 利用第一原理方法系统地研究了Ni与过渡金属氧化物ZrO2界面的能量学、原子结构以及键合特征.结果表明界面键中的共价键因素是控制Ni与过渡金属氧化物ZrO2之间相互作用的主要因素,与一般所认为的镜像电荷相互作用模型相悖.随着陶瓷层的增厚,界面的结合能逐渐减弱. 展开更多
关键词 第一原理方法 金属/陶瓷界面 电子结构
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