高熵金属硼化物超高温陶瓷制备及性能研究进展

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作者 李峻西 段娟 +2 位作者 刘镇源 张达 梁风 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期102-116,共15页

多主元素概念的提出为开发适用于先进涡轮机发动机、核反应堆和高超声速飞行器等极端环境的新型高熵陶瓷材料开辟了广阔前景。作为一种新型高熵陶瓷,高熵金属硼化物具有高硬度、高温强度、低热导率和抗辐照性能,适用于航空航天等领域。... 多主元素概念的提出为开发适用于先进涡轮机发动机、核反应堆和高超声速飞行器等极端环境的新型高熵陶瓷材料开辟了广阔前景。作为一种新型高熵陶瓷,高熵金属硼化物具有高硬度、高温强度、低热导率和抗辐照性能,适用于航空航天等领域。本文详细综述了高熵金属硼化物粉体及其陶瓷的制备技术,评估了各种方法的优缺点。通过对近几年国内外在超硬陶瓷和超高温陶瓷领域研究进展的概述,揭示了高熵金属硼化物在材料科学中的前沿地位。最后,对高熵金属硼化物的未来研究方向(如先进粉体制备技术、高效陶瓷烧结技术、机器学习和计算机模拟等)进行了深入探讨,为促进其制备、性能提升和广泛应用提供科学依据和技术支持。 展开更多

关键词 高熵金属硼化物 粉体制备 陶瓷烧结 结构特性 超硬陶瓷 超高温陶瓷

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金属硼化物的制备及其在军工领域的基础应用研究进展

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作者 李峻西 解志鹏 +5 位作者 刘云峰 马龙 陈嘉乐 张达 杨斌 梁风 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期13-28,共16页

金属硼化物因其具有优异的抗氧化性、高熔点、高硬度、高导热导电率和超导性等特性,在航空航天、超导和电磁波吸收领域有广阔的应用前景。然而,由于传统方法制备的金属硼化物存在颗粒尺寸大、产物纯度低、生产成本高和烧结性差等问题,... 金属硼化物因其具有优异的抗氧化性、高熔点、高硬度、高导热导电率和超导性等特性,在航空航天、超导和电磁波吸收领域有广阔的应用前景。然而,由于传统方法制备的金属硼化物存在颗粒尺寸大、产物纯度低、生产成本高和烧结性差等问题,导致其无法达到理想的应用性能。因此,针对以上问题概述了金属硼化物的结构、性质,详细介绍了金属硼化物不同制备方法的优缺点,综述了近几年国内外金属硼化物在超高温陶瓷、超导和高温吸波领域的研究进展,最后讨论了金属硼化物在超导领域中临界电流密度低、吸波领域中阻抗失配和超高温陶瓷领域中烧结性差、断裂韧性低的问题,并对其未来在粉末制备方法、陶瓷新型成材技术和机器模拟等方向进行了展望。 展开更多

关键词 金属硼化物 结构和性质 制备方法 军工应用

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金属硼化物结构与稳定性的理论研究 被引量：5

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作者 武海顺 许小红 +1 位作者 张聪杰 周伟良 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1997年第3期258-263,共6页

用HF／3－21G*abinitio法对金属硼化物MB2／MB＋2（M＝Li，Na，Be，Mg，Al）的75个电子态的结构进行了能量梯度法构型优化，再用大基组二次组态相互作用QCISD（T）／6－311G进行单点计算，得到了结构参数和总能量．为了考察各原子簇的... 用HF／3－21G*abinitio法对金属硼化物MB2／MB＋2（M＝Li，Na，Be，Mg，Al）的75个电子态的结构进行了能量梯度法构型优化，再用大基组二次组态相互作用QCISD（T）／6－311G进行单点计算，得到了结构参数和总能量．为了考察各原子簇的稳定性，还对24个碎片的70多个电子态进行优化，并求得相应的QCISD（T）能量，在此基础上计算了原子化能、电高能、离解通道和碎片化能，得到了原子簇的稳定性规律． 展开更多

关键词 从头算 原子簇 稳定性 金属硼化物 硼化物

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过渡金属硼化物的实验研究现状与趋势 被引量：2

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作者 杜怡霖 张昆华 +2 位作者 管伟明 李艳 刘洪江 《贵金属》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期82-88,共7页

过渡金属硼化物很有可能成为新一代的超硬材料而成为材料领域的研究热点。介绍了过渡金属硼化物块体材料主要的制备方法,总结了部分过渡金属硼化物的结构和性能。目前实验研究制备的过渡金属硼化物硬度值与理论研究的理想值还有一定差距... 过渡金属硼化物很有可能成为新一代的超硬材料而成为材料领域的研究热点。介绍了过渡金属硼化物块体材料主要的制备方法,总结了部分过渡金属硼化物的结构和性能。目前实验研究制备的过渡金属硼化物硬度值与理论研究的理想值还有一定差距,需进一步改进材料的设计思路和制备方法。展望了过渡金属硼化物的发展趋势。 展开更多

关键词 金属材料 超硬材料 过渡金属硼化物 制备方法 结构 力学性能

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金属硼化物对LiBH4的去稳定化作用(英文) 被引量：2

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作者 刘宾虹 朱和鹏 +3 位作者 潘伟源 池奉 原佩佩 李洲鹏 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期313-318,328,共7页

硼氢化锂(LiBH4)因其高达18.4wt%的含氢量而被用于贮氢材料的研究。但LiBH4放氢和再氢化温度较高,因此如何使其去稳定化(destabilization)从而降低其放氢温度成为研究的热点之一。本文报告了金属硼化物MB2(M=Mg,Ti,Zr)和MB6(M=Ca,La)对L... 硼氢化锂(LiBH4)因其高达18.4wt%的含氢量而被用于贮氢材料的研究。但LiBH4放氢和再氢化温度较高,因此如何使其去稳定化(destabilization)从而降低其放氢温度成为研究的热点之一。本文报告了金属硼化物MB2(M=Mg,Ti,Zr)和MB6(M=Ca,La)对LiBH4的去稳定化作用。MB2的添加使LiBH4的放氢温度从450℃降低至350℃,而MB6对LiBH4放氢温度的降低作用更大;而且这些金属硼化物还能有效促进LiBH4放氢后的再氢化反应。XRD,FT-IR,DSC和MS等分析结果表明,金属硼化物在LiBH4的首次放氢过程中起着催化剂的作用,并参与随后的再氢化反应。 展开更多

关键词 储氢材料 硼氢化锂 金属硼化物 放氢 可逆性

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非晶态金属硼化物用作DBFC阳极催化剂 被引量：1

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作者 李赛 陈元阵 +1 位作者 杨晓冬 柳永宁 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期325-328,共4页

采用化学还原法合成非晶态金属硼化物CoB合金和Co-W-B合金,并用于直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂。XRD、透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDX)分析表明:两种合金均为非晶态、小球状结构,Co-W-B合金的粒径小于CoB合金。电池性能... 采用化学还原法合成非晶态金属硼化物CoB合金和Co-W-B合金,并用于直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂。XRD、透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDX)分析表明:两种合金均为非晶态、小球状结构,Co-W-B合金的粒径小于CoB合金。电池性能测试显示:两种合金用作DBFC阳极催化剂,均有良好的电催化活性;15℃时,使用CoB合金和Co-W-B合金的电池,本征输出功率密度分别为220 mW/cm2和350 mW/cm2;约168 h后,电池的电压仍能维持在约1.0 V。 展开更多

关键词 直接硼氢化物燃料电池(DBFC) 阳极催化剂 金属硼化物

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过渡金属硼化物合金的电化学性能研究 被引量：2

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作者 吴川 王鑫 +2 位作者 吴锋 白莹 董力伟 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期155-158,共4页

采用化学还原法合成金属硼化物的前驱物,并经过不同温度热处理得到了Co-B、Ni-B和Ni-Co-B合金。所合成的金属硼化物在KOH碱性溶液中具有良好的充放电性能。在30 mA/g的电流密度下恒流放电至1 V时,50℃热处理的Co-B和Ni-B合金的放电容量... 采用化学还原法合成金属硼化物的前驱物,并经过不同温度热处理得到了Co-B、Ni-B和Ni-Co-B合金。所合成的金属硼化物在KOH碱性溶液中具有良好的充放电性能。在30 mA/g的电流密度下恒流放电至1 V时,50℃热处理的Co-B和Ni-B合金的放电容量分别为310 mAh/g和103 mAh/g。将Co掺杂到Ni-B合金中得到Ni-Co-B合金,不仅可以活化B元素,还可以活化较为惰性的Ni,从而大幅度改善金属硼化物的电化学性能;300℃热处理Ni-Co-B合金的放电容量为258 mAh.g-1,与Co-B合金的放电容量十分接近。 展开更多

关键词 过渡金属硼化物 硼化钴 硼化镍钴 硼化镍 电化学性能

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金属硼化物上噻吩类型硫的原位还原深度脱硫研究 被引量：2

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作者 郭秀燕 李术元 +1 位作者 刘峰 岳长涛 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期942-947,共6页

研究了噻吩类型硫在金属硼化物上的原位还原深度脱硫。实验对不同金属硼化物、镍源对硼化镍的活性影响以及还原剂用量进行了评价。结果表明,硼化镍原位脱硫活性高于其它金属硼化物;采用六水合氯化镍镍源,还原剂用量为0.64g时,脱硫率可达... 研究了噻吩类型硫在金属硼化物上的原位还原深度脱硫。实验对不同金属硼化物、镍源对硼化镍的活性影响以及还原剂用量进行了评价。结果表明,硼化镍原位脱硫活性高于其它金属硼化物;采用六水合氯化镍镍源,还原剂用量为0.64g时,脱硫率可达99%以上。通过GC-MS、IR、XRD以及XPS分析,研究了可能的反应机理,噻吩类型硫主要通过硫原子"端链吸附"在催化剂表面,发生氢解脱硫反应;噻吩脱硫产物主要为C1、C3和C4烃类,以气体形式逸出;苯并噻吩氢解脱硫产物主要为乙基苯和C7烃类产物,二苯并噻吩脱硫产物为联苯。推测反应机理为,硫化物通过硫原子"端链吸附"在活性中心,富电子镍介入硫化物中C-S键形成加合物,高活性氢进攻α-C原子,C-S键断裂,脱除硫元素多以负二价形式保留在硼化镍中。 展开更多

关键词 金属硼化物 硼化镍 噻吩类型硫 原位还原脱硫

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三元过渡金属硼化物Os_(1-x)Ru_xB_2的制备及其结构和性能研究 被引量：2

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作者 邹灿辉 龙莹 +2 位作者 郑鑫 张锦阳 林华泰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期787-792,共6页

以高纯锇(Os)、钌(Ru)、硼(B)粉为原料,在常温常压下采用机械化学法制备了三元过渡金属硼化物Os_(1-x)Ru_xB_2粉末,并对合成的粉末进行无压烧结使其致密化。研究了机械化学法合成Os_(1-x)Ru_xB_2的反应过程、Ru含量对Os B2相结构的影响... 以高纯锇(Os)、钌(Ru)、硼(B)粉为原料,在常温常压下采用机械化学法制备了三元过渡金属硼化物Os_(1-x)Ru_xB_2粉末,并对合成的粉末进行无压烧结使其致密化。研究了机械化学法合成Os_(1-x)Ru_xB_2的反应过程、Ru含量对Os B2相结构的影响、合成粉末的热稳定性及烧结后块体材料的力学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对Os_(1-x)Ru_xB_2粉末及块体的相成分、表面形貌和微观结构进行表征,并通过维氏硬度计测得其烧结后块体材料的显微硬度。实验结果表明:合成过程中生成了中间产物Os_(1-x)Ru_xB_(1.1),随着球磨时间的延长有少量Os_(1-x)Ru_xB_2生成,球磨24 h后合成粉末的主相为Os_(1-x)Ru_xB_2,继续球磨到40 h,粉末中相成分不再发生变化。当x≤0.1时,合成粉末的主相为六方结构Os_(1-x)Ru_xB_2;而当x≥0.15时,合成粉末的主相为正交结构的Os_(1-x)Ru_xB_2。经1450℃(保温1 h)热处理后的粉末中有部分六方结构的Os_(1-x)Ru_xB_2向正交结构发生相变,并生成了低硼化物(Os_(1-x)Ru_x)2B3。合成的Os B2和Os0.85Ru0.15B2粉末经1700℃无压烧结后颗粒呈板条状,其致密度均为85%左右,在0.49 N载荷下测得其硬度分别(27±2)GPa和(21±1)GPa。 展开更多

关键词 超硬材料 机械化学法 过渡金属硼化物 固溶

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过渡金属硼化物作为电解水催化剂的最新研究进展 被引量：2

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作者 邓晓莉 李巧玲 +2 位作者 顾伟 张睿轩 郝莉 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2829-2833,共5页

对提高电解水制氢的效率的过渡金属硼化物催化剂做了详细介绍,同时阐述了掺杂非金属原子和碳基材料的过渡金属硼化物的合成和催化电解水性能的研究。过渡金属硼化物主要选取Fe,Co,Ni,Mo的硼化物,掺杂非金属原子C,N,P,碳基材料石墨烯,碳... 对提高电解水制氢的效率的过渡金属硼化物催化剂做了详细介绍,同时阐述了掺杂非金属原子和碳基材料的过渡金属硼化物的合成和催化电解水性能的研究。过渡金属硼化物主要选取Fe,Co,Ni,Mo的硼化物,掺杂非金属原子C,N,P,碳基材料石墨烯,碳纳米管和碳纳米纤维,对它们的合成方法以及性能进行总结概括,最后提出其现存的主要问题以及未来的发展方向。 展开更多

关键词 过渡金属硼化物 电解水 催化剂 氢能源

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高熵过渡金属硼化物陶瓷的研究进展 被引量：3

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作者 冯适 李海亮 +4 位作者 黄倩 杜宗伟 汪嘉植 郑文潇 田松 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1-9,共9页

高熵过渡金属硼化物陶瓷作为一种重要的高熵陶瓷,具有超高的硬度、优异抗氧化性能和电磁屏蔽与吸波性能,在航空航天、汽车工业、精密加工等领域具有潜在的广阔应用前景。基于近年相关研究,从理论设计、材料制备和性能研究三个方面综述... 高熵过渡金属硼化物陶瓷作为一种重要的高熵陶瓷,具有超高的硬度、优异抗氧化性能和电磁屏蔽与吸波性能,在航空航天、汽车工业、精密加工等领域具有潜在的广阔应用前景。基于近年相关研究,从理论设计、材料制备和性能研究三个方面综述了高熵过渡金属硼化物陶瓷的相关研究结果,并展望了高熵过渡金属硼化物陶瓷的未来前景和发展方向。 展开更多

关键词 高熵陶瓷 过渡金属硼化物 体系计算 制备方法 材料性能

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金属硼化物在Li-S电池正极载体材料中的研究进展 被引量：2

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作者 秦英太 张永超 朱晓东 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2021年第11期137-152,共16页

锂硫(Li-S)电池因其高的能量密度、较低的生产成本和环境友好性能而受到广泛关注。其中正极载体材料的合理设计与合成成为解决当前Li-S电池所面临的缓慢反应动力学、实际电池容量及库伦效率低及循环稳定性不足的关键。金属硼化物对多硫... 锂硫(Li-S)电池因其高的能量密度、较低的生产成本和环境友好性能而受到广泛关注。其中正极载体材料的合理设计与合成成为解决当前Li-S电池所面临的缓慢反应动力学、实际电池容量及库伦效率低及循环稳定性不足的关键。金属硼化物对多硫化物因具有良好的化学吸附/催化性能,从而在Li-S电池正极载体材料中得到广泛关注。详细介绍了一系列典型金属硼化物如MgB_(2)、Co_(2)B、TiB_(2)、MoB_(x)、ZrB_(2)在Li-S电池正极载体材料中的应用,阐述了不同材料提高Li-S电池性能的方法和策略,并且深入分析了其独特的电化学作用机制,为设计与合成Li-S电池用金属硼化物高效正极载体材料提供指导。 展开更多

关键词 Li-S电池 正极载体材料 金属硼化物 电化学性能 作用机制

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过渡金属硼化物的制备工艺及其应用

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《无机盐工业》 CAS 北大核心 2012年第11期35-35,共1页

本发明提供一种过渡金属硼化物的制备工艺．包括如下步骤：1）将铝放人反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-800℃．往反应器中加入干燥的氟硼酸钾或氟硼酸钠．快速搅拌．反应4～6h．生成单质硼和冰晶石。将上层熔融的液体抽出... 本发明提供一种过渡金属硼化物的制备工艺．包括如下步骤：1）将铝放人反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-800℃．往反应器中加入干燥的氟硼酸钾或氟硼酸钠．快速搅拌．反应4～6h．生成单质硼和冰晶石。将上层熔融的液体抽出，分离得到单质硼； 展开更多

关键词 金属硼化物 制备工艺 应用 反应器 惰性气体 快速搅拌 抽真空 冰晶石

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纳米SiO_2负载的过渡金属硼化物对AP热分解的催化作用

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作者 李茸 刘祥萱 王煊军 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期41-45,共5页

采用化学还原法制备纳米NiB/SiO2、CoB/SiO2、MoB/SiO2催化剂,通过热重-差热分析(TG-DTA)研究了其对AP热分解过程的催化作用。结果表明,负载过渡金属硼化物催化剂对AP分解的催化活性顺序为:CoB/SiO2>NiB/SiO2>MoB/SiO2;加入质量分... 采用化学还原法制备纳米NiB/SiO2、CoB/SiO2、MoB/SiO2催化剂,通过热重-差热分析(TG-DTA)研究了其对AP热分解过程的催化作用。结果表明,负载过渡金属硼化物催化剂对AP分解的催化活性顺序为:CoB/SiO2>NiB/SiO2>MoB/SiO2;加入质量分数5%的CoB/SiO2使AP高温热分解峰温度降低166.2°C;SiO2载体将CoB晶型转化推迟了110℃左右,改善了催化剂的热稳定性。 展开更多

关键词 材料科学 纳米催化剂 高氯酸铵 热分解 过渡金属硼化物 纳米二氧化硅

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硼热/碳热还原法制备过渡金属二硼化物研究进展

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作者 彭杰 刘江昊 张海军 《耐火材料》 北大核心 2025年第2期170-176,共7页

硼热/碳热还原法制备过渡金属二硼化物具有成本低、效率高且可以合成高纯度目标产物的优势。从硼热/碳热还原法的原理出发,综述了近年来硼热/碳热还原法制备ZrB_(2)、HfB_(2)、WB_(2)和高熵二硼化物粉体的研究现状,总结了过渡金属二硼... 硼热/碳热还原法制备过渡金属二硼化物具有成本低、效率高且可以合成高纯度目标产物的优势。从硼热/碳热还原法的原理出发,综述了近年来硼热/碳热还原法制备ZrB_(2)、HfB_(2)、WB_(2)和高熵二硼化物粉体的研究现状,总结了过渡金属二硼化物结构陶瓷的研究进展及存在的问题,并对硼热/碳热还原法制备过渡金属二硼化物粉体及二硼化物结构陶瓷未来的发展进行展望。 展开更多

关键词 过渡金属二硼化物 硼热/碳热还原法 ZrB_(2) HfB_(2) 高熵二硼化物 结构陶瓷

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3d过渡金属四硼化物研究进展

16

作者 缑慧阳 吴来磊 张静武 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2015年第6期471-477,489,共8页

3d过渡金属四硼化物具有高体弹模量和硬度,是潜在的超硬材料,还体现出半导体、磁性和超导等显著特点,近年来备受关注。本文从合成方法、结构演变、性能特点等方面总结了近些年来关于3d过渡金属四硼化物的理论和实验研究进展,并指出此类... 3d过渡金属四硼化物具有高体弹模量和硬度,是潜在的超硬材料,还体现出半导体、磁性和超导等显著特点,近年来备受关注。本文从合成方法、结构演变、性能特点等方面总结了近些年来关于3d过渡金属四硼化物的理论和实验研究进展,并指出此类材料研究需要解决的问题。 展开更多

关键词 过渡金属硼化物 超硬材料 结构和性能

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三元硼化物基金属陶瓷的制备及性能研究 被引量：11

17

作者 董飞 刘福田 +2 位作者 芦令超 常钧 李兆前 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第1期28-30,共3页

研究了三元硼化物基金属陶瓷的制备工艺、性能测试及烧结温度对其性能的影响 ,发现在 12 80℃下合成的三元硼化物基金属陶瓷具有较好的力学性能。用扫描电镜对三元硼化物基金属陶瓷进行了必要的显微结构分析 ,为此类金属陶瓷的研究提供... 研究了三元硼化物基金属陶瓷的制备工艺、性能测试及烧结温度对其性能的影响 ,发现在 12 80℃下合成的三元硼化物基金属陶瓷具有较好的力学性能。用扫描电镜对三元硼化物基金属陶瓷进行了必要的显微结构分析 ,为此类金属陶瓷的研究提供了重要的理论和实用价值。 展开更多

关键词 三元硼化物金属陶瓷 性能测试 烧结温度 显微结构

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三元硼化物基金属陶瓷的液相烧结及其应用 被引量：17

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作者 张涛 李兆前 黄传真 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期17-23,共7页

介绍了三元硼化物基金属陶瓷的发展现状，以ＭＯ２ＦｅＢ２基金属陶瓷ＫＨＭ为例，对三元硼化物基金属陶瓷的原位反应液相烧结工艺过程、烧结机理和力学性能及其应用进行了综述，并对它的应用前景和发展趋势进行了展望．

关键词 三元硼化物基金属陶瓷 液相烧结 烧结机理 应用 力学性能 应用

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转速对三元硼化物基金属陶瓷覆层耐磨性的影响

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作者 黄巍岭 刘福田 +1 位作者 李兆前 李文虎 《工具技术》 北大核心 2007年第11期18-19,共2页

以Mo粉、FeB合金粉和Fe粉为基本原料,同时加入Cr、Ni、C合金元素成分,采用原位反应真空液相烧结工艺,在Q235钢基体上制备三元硼化物基金属陶瓷覆层材料。利用摩擦磨损试验测试了不同转速下三元硼化物基金属陶瓷覆层材料的耐磨损性能,研... 以Mo粉、FeB合金粉和Fe粉为基本原料,同时加入Cr、Ni、C合金元素成分,采用原位反应真空液相烧结工艺,在Q235钢基体上制备三元硼化物基金属陶瓷覆层材料。利用摩擦磨损试验测试了不同转速下三元硼化物基金属陶瓷覆层材料的耐磨损性能,研究了转速对该覆层材料耐磨性的影响。 展开更多

关键词 原位反应 转速 耐磨性 三元硼化物基金属陶瓷覆层

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硼化物金属陶瓷涂层的研究现状 被引量：2

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作者 邹小燕 甘钰 +1 位作者 杨焰梅 陈枭 《热加工工艺》 北大核心 2021年第4期21-24,共4页

综述了硼化物金属陶瓷涂层国内外的研究现状,阐述了采用不同方法制造的硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能,提出了硼化物金属陶瓷涂层的未来发展趋势。

关键词 硼化物金属陶瓷 涂层 制备方法 性能 组织

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