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绪论1

1.1　概述1

1.2　非氧化物的分类及特点1

1.3　研究方向2

参考文献5

第1篇　碳化物陶瓷6

第1章　碳化硅陶瓷6

1.1　SiC的晶体结构及性能6

1.1.1　SiC的晶体结构6

1.1.2　SiC的性能8

1.2　SiC粉体的制备9

1.3　SiC晶须的制备13

1.3.1 晶须的功能14

1.3.2　SiC晶须生长机理15

1.3.3　SiC晶须的制备方法16

1.3.3.1 固相法16

1.3.3.2　气相法18

1.3.3.3　研究现状19

1.3.4　哑铃形碳化硅晶须的制备19

1.3.4.1 实验方法19

1.3.4.2　仿生碳化硅晶须的形貌20

1.3.4.3　仿生哑铃形碳化硅晶须的生长机理20

1.4　SiC纳米粉体及SiC晶须的微波合成21

1.4.1　实验原料21

1.4.2　实验过程22

1.4.3　实验结果24

1.5　SiC陶瓷的烧结29

1.5.1　烧结工艺29

1.5.2　SiC陶瓷的烧结30

1.6　SiC的应用32

1.6.1　SiC用途32

1.6.2　SiC晶须的应用32

参考文献34

第2章　碳化钛陶瓷36

2.1　碳化钛的性能36

2.1.1　绪论36

2.1.2　碳化钛的基本特性36

2.1.3　碳化钛的结构、物理及热力学性质38

2.1.4　碳化钛结构、性能与化学键39

2.2　碳化钛粉体的制备41

2.3　微波合成纳米碳化钛粉体52

2.3.1　实验过程与方法52

2.3.1.1　原料与配方52

2.3.1.2　制备工艺53

2.3.1.3　试样的测试与表征54

2.3.2　制备工艺对微波合成纳米碳化钛的影响58

2.3.2.1　合成温度及保温时间的影响58

2.3.2.2　原料的影响60

2.3.2.3　微波合成碳化钛的纯度分析70

2.3.2.4　微波合成的均匀性分析70

2.3.2.5　气氛对微波合成的影响71

2.3.2.6　常规合成碳化钛72

2.3.2.7　小结73

2.3.3　微波合成纳米碳化钛的热力学研究74

2.3.3.1　热力学基本原理74

2.3.3.2　热力学研究79

2.3.3.3　小结84

2.3.4　微波合成纳米碳化钛的动力学研究85

2.3.4.1　基本原理86

2.3.4.2　实验方法88

2.3.4.3　结果分析88

2.3.4.4　小结96

2.3.5　微波合成纳米碳化钛反应机理分析96

2.3.5.1　机理分析96

2.3.5.2　小结100

2.3.6　碳化钛粉体的热分析100

2.3.6.1　试样准备100

2.3.6.2　结果分析100

2.3.6.3　小结103

2.4　碳化钛陶瓷的烧结103

2.4.1　热压烧结104

2.4.1.1　热压烧结的优点104

2.4.1.2　热压烧结参数的选择104

2.4.1.3　热压烧结的发展105

2.4.2　真空烧结106

2.4.3　热等静压烧结106

2.4.4　自蔓延高温烧结108

2.4.5　微波烧结108

2.4.6　放电等离子烧结110

2.4.7　等离子体烧结111

2.5　碳化钛陶瓷的应用112

2.5.1　碳化钛刀具材料112

2.5.2　碳化钛宇航材料112

2.5.3　碳化钛用于堆焊焊条113

2.5.4　碳化钛用于涂层材料113

2.5.5　碳化钛用于制备泡沫陶瓷114

2.5.6　在红外辐射陶瓷材料方面的应用114

2.5.7　碳化钛基金属陶瓷115

参考文献119

第3章　碳化硼陶瓷126

3.1　碳化硼的晶体结构126

3.2　碳化硼粉末的制备127

3.3　碳化硼的烧结129

3.3.1　常压烧结130

3.3.2　热压烧结130

3.3.3　热等静压烧结130

3.3.4　活化烧结130

3.3.4.1　细化粉末颗粒131

3.3.4.2　添加烧结助剂131

3.3.5　放电等离子烧结135

3.3.6　碳化硼陶瓷致密化136

3.3.6.1　纯碳化硼的烧结致密化136

3.3.6.2　含有添加剂的碳化硼陶瓷的致密化137

3.3.6.3　粉末特性对材料致密化的影响138

3.3.6.4　热处理可提高陶瓷材料的致密度139

3.3.6.5　制备工艺对碳化硼陶瓷性能的影响139

3.4　碳化硼的应用139

参考文献142

第4章　碳化钨陶瓷143

4.1　WC的相图143

4.2　WC粉末的制备技术143

4.2.1　化学法144

4.2.2　气相合成法145

4.2.3　液相法148

4.2.4 高频等离子化学气相沉积法（RF-PCVD）149

4.2.5　超临界CO2热处理法150

4.2.6　燃烧法151

4.2.7　喷雾热转化法151

4.2.8　催化法151

4.2.9　微波合成法152

4.2.10　低温碳化法152

4.3　一维纳米碳化钨的制备153

4.3.1 一维纳米结构碳化钨的生长机理153

4.3.2　一维纳米结构碳化钨的制备154

4.4　WC陶瓷及其复合材料的制备技术156

4.4.1　WC陶瓷的制备技术156

4.4.2　WC增强的复合材料的制备技术157

4.4.3　碳化钨复合涂层制备技术157

4.5　WC及其复合材料的应用159

参考文献161

第5章　碳化锆陶瓷163

5.1　碳化锆的结构和性能163

5.2　碳化锆粉体的制备164

5.3　ZrC陶瓷的制备167

5.3.1　ZrC陶瓷的制备167

5.3.2　ZrC陶瓷涂层的制备167

5.3.3　ZrC增强复合材料的制备169

5.4　ZrC陶瓷的应用170

参考文献171

第6章　碳化钒陶瓷173

6.1　碳化钒的物理特性173

6.1.1　非化学计量化合物与晶体缺陷173

6.1.2　碳化钒的晶体结构176

6.1.3　一级和二级相变177

6.1.4 碳化钒有序-无序相转变177

6.1.5　有序无序碳化钒性质的比较177

6.2　碳化钒粉体的制备方法178

6.2.1　超细碳化钒粉末的制备方法178

6.2.2　纳米级碳化钒粉末的制备方法183

6.2.3 纳米V8C7粉末的制备186

6.2.3.1 原料186

6.2.3.2 工艺过程186

6.2.3.3　试验结果与分析186

6.3　碳化钒的应用196

6.3.1　钢铁添加剂196

6.3.2　硬质合金的晶粒长大抑制剂196

6.3.2.1　超细硬质合金196

6.3.2.2　硬质合金的晶粒长大抑制剂198

6.3.3　在电子领域中的应用199

6.3.4　热喷涂材料199

6.3.5　合成金刚石200

6.3.6　催化材料201

6.3.7　制备无磁硬质合金202

参考文献202

第7章　碳化铬陶瓷204

7.1　碳化铬的性能204

7.2　碳化铬粉体的制备205

7.2.1　喷雾干燥-还原分解气相碳化法205

7.2.2 CH4-H2气相还原／碳化亚稳态铬氧化物法205

7.2.3 固相法206

7.3　碳化铬涂层的制备207

7.3.1　等离子喷涂207

7.3.2　爆炸喷涂208

7.3.3　SHS熔覆涂层209

7.3.4　真空熔烧法210

7.4　碳化铬复合材料211

7.4.1 Al2O3/Cr3C2复合材料211

7.4.2　Cr3C2/Ni3Al复合材料212

7.4.3 Cr3C2基金属陶瓷214

7.5　碳化铬陶瓷的应用215

7.5.1　润滑材料215

7.5.2　复合材料218

7.5.3　耐磨涂层218

7.5.4　梯度材料219

参考文献219

第8章　其他碳化物陶瓷221

8.1　碳化铪陶瓷221

8.1.1　碳化铪的性能221

8.1.2　碳化铪粉体的制备221

8.1.3　碳化铪的应用224

8.2　碳化钽、碳化铌陶瓷226

8.2.1　碳化钽、碳化铌的性能226

8.2.2　碳化钽、碳化铌粉体的制备226

8.2.2.1　钽、铌碳化物的基本生产方法226

8.2.2.2　超细钽、铌碳化物的制备技术227

8.2.3　碳化钽、碳化铌的应用229

8.3　碳化钼232

8.3.1　碳化钼的性能232

8.3.2　碳化钼粉体的制备233

8.3.3　碳化钼涂层的制备236

8.3.4　碳化钼的应用237

8.3.4.1　材料改性237

8.3.4.2　催化材料237

8.3.4.3　电化学容器242

8.4　碳化铀242

8.4.1　碳化铀的性能242

8.4.2　碳化铀粉体的制备243

8.4.3　碳化铀的烧结243

8.4.4　碳化铀的应用245

参考文献245

第2篇　氮化物陶瓷247

第9章　氮化硼陶瓷247

9.1　氮化硼的晶体结构247

9.2　六方BN粉体的制备248

9.3　HBN纤维制备方法251

9.4　HBN薄膜制备方法252

9.5　立方氮化硼的合成253

9.6　立方氮化硼薄膜的制备256

9.7　BN纳米管的制备259

9.7.1　BN-NTs的结构260

9.7.2 BN-NTs的制备260

9.8　聚晶立方氮化硼的制备263

9.8.1　PCBN的性能特点264

9.8.2　PCBN的制备265

9.9　BN陶瓷的烧结269

9.10　BN陶瓷的应用271

9.10.1　六方BN的应用271

9.10.2　立方BN的应用272

9.10.3　BN纳米管（BN-NTs）的应用273

9.10.4 聚晶立方氮化硼（PCBN）工具材料的应用274

参考文献276

第10章　氮化铝陶瓷277

10.1　氮化铝的结构与特性277

10.2　AlN粉末的制备278

10.3　纳米氮化铝粉体的制备281

10.3.1　气相合成法281

10.3.2　液相合成法283

10.3.3　固相合成法283

10.4　一维纳米结构氮化铝的制备284

10.5　一堆纳米结构氮化铝的物理性能292

10.6　氮化铝薄膜的制备293

10.6.1　薄膜发光原理294

10.6.1.1 器件结构294

10.6.1.2　发光层294

10.6.2　AlN薄膜发光性能296

10.6.3 AlN发光薄膜发展趋势299

10.7 AlN薄膜的制备方法299

10.8　氮化铝陶瓷的烧结300

10.8.1　AlN陶瓷的烧结302

10.8.2　半透明AlN陶瓷的制备302

10.8.3　AlN陶瓷的性能改进305

10.9　氮化铝陶瓷的应用306

参考文献307

第11章　氮化硅陶瓷309

11.1　晶体结构309

11.2　Si3N4陶瓷的性能310

11.3　Si3N4粉末的制备311

11.3.1　直接氮化法312

11.3.2　气相合成法313

11.3.3 自蔓延法315

11.3.4　立方氮化硅的制备316

11.3.5　纳米氮化硅粉体的改性318

11.3.6　氮化硅晶须的制备321

11.4　氮化硅薄膜的制备322

11.4.1 氮化硅薄膜特性及生长机理323

11.4.2　氮化硅薄膜的制备方法324

11.4.2.1　化学气相沉积（CVD）法324

11.4.2.2　物理气相沉积（PVD）法327

11.5　氮化硅陶瓷的制备328

11.6　氮化硅的应用332

参考文献338

第12章　氮化钛陶瓷339

12.1　TiN的结构与性质339

12.1.1　Ti-N二元系相图339

12.1.2　TiN的晶体结构339

12.1.3　TiN的物理性质340

12.1.4　TiN的化学性质340

12.2　氮化钛粉末的制备340

12.2.1 以金属Ti粉或TiH2粉为原料制备氮化钛粉末340

12.2.2　以Ti的氧化物为原料制备氮化钛粉末341

12.2.3 化学气相沉积法（CVD）353

12.2.3.1 传统条件下TiN的CVD制备353

12.2.3.2　在不同源物质下TiN的CVD制备354

12.2.4　熔盐法制备氮化钛粉末357

12.2.5　溶剂热合成法359

12.3 纳米氮化钛粉末的微波合成361

12.3.1　实验原料363

12.3.2　实验方法364

12.3.3　TiN生成率的计算364

12.3.4　配方设计364

12.3.5　实验结果364

12.3.6　结果分析370

12.3.6.1　合成反应的热力学分析及机理370

12.3.6.2　合成TiN的颗粒大小376

12.3.6.3　微波合成反应机理377

12.3.6.4　微波合成TiN的元素分析380

12.3.6.5 微波合成TiN的氧化分析380

12.4　碳氮化钛的微波合成383

12.4.1　制备方法383

12.4.2　实验过程384

12.4.3　实验结果386

12.4.4　结果分析386

12.4.5　结论389

12.5 晶须的制备390

12.6　超硬TiN薄膜的制备394

12.6.1 超硬TiN薄膜存在的问题396

12.6.2 Ti-Si-N纳米薄膜的制备396

12.6.3　Ti-Si-N纳米薄膜的性能分析397

12.7　氮化钛陶瓷的应用399

12.7.1 Ti（C,N）基金属陶瓷399

12.7.2　复相陶瓷材料400

12.7.3　耐火材料400

12.7.4　生物材料400

12.7.5　节能涂层材料401

12.7.6　生物形态多孔陶瓷401

12.7.7　透明陶瓷保护膜402

参考文献402