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本文分两部分第一部分是“从失效到设计”，从方法论角度论述三个概念──失效、性能、结构；三者之间的关系，以及分析它们的方法第二部分讨论抗三类断裂的材料设计的方法：（1）蠕变断裂──系统地开发新型合金系统；依据实验数据建立供设计使用的结构、性能和它们之间关系的表象方程（2）沿晶断裂──用归纳法建立晶界杂质浓度与固溶度之间的表象方程月准化学理论演绎晶界杂质对沿晶断裂功的影响；建立专家系统．（3）环境断裂──机理研究结果为材料的改进和设计，提供指南或准则。

关键词: 材料设计 , creep fracture , intergranular fracture , environmental cracking , failure , property , structure

离子束辅助磁控溅射制备类石墨碳膜的结构与性能研究

赵蕾 , 付永辉 , 刘登益 , 朱晓东 , 何家文

无机材料学报

采用离子束辅助磁控溅射技术(IBMSD)制备了高硬度、低电阻率的类石墨碳膜(GLC), 用TEM和XRD考察其组成相, 用XPS、FTIR和电阻率间接确定其碳键结构, 并测定了不同气体和离子能
量辅助轰击下制备的几组薄膜的沉积速率、成分、硬度和粗糙度等. 结果表明: 采用IBMSD制备的GLC是一种以sp²键为主的非晶硬质碳膜. CH₄辅助轰击较Ar有利于提高沉积速率.
辅助轰击能量的增大使薄膜表面粗糙度先减小后增大, 硬度的变化一定程度上与粗糙度相关.

关键词: 离子束辅助沉积(IBAD) , magnetron sputtering , amorphous carbon coating , structure

碳包覆 LiFePO₄ 的结构与性能研究

张冬云 , 张培新 , 林木崇 , 刘琨 , 袁秋华 , 许启明 , 罗仲宽 , 任祥忠

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00265

为了研究碳包覆对LiFePO₄结构的影响,以柠檬酸为碳源, 采用机械活化-高温固相法, 合成了不同碳包覆量的LiFePO₄/C复合正极材料. 通过XRD、SEM、BET、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、交流阻抗谱(ACI)和恒电流充放电等现代分析方法, 全面研究了碳包覆量不同时,LiFePO₄/C复合正极材料的结构、形貌和电化学性能, 并对C包覆对结构影响的成因进行了分析.结果表明, 柠檬酸高温分解后生成无定形碳非晶物质,在LiFePO₄颗粒表面包覆形成一种网络结构,抑制了颗粒的生长; C包覆影响了晶体的生长方向和微观结构,LiFePO₄/C的优势生长为方向; 交流阻抗分析表明包覆后锂离子扩散系数比未改性的LiFePO₄提高了两个数量级,且各项阻抗值均降低, 从而提高了材料的离子及电子电导性、放电性能和循环性能. "

关键词: 锂离子电池 , cathode materials , LiFePO₄ , structure , carbon-coating

锂离子电池富锂正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M=Co, Fe, Ni_1/2Mn_1/2…)的研究进展

赵煜娟 , 冯海兰 , 赵春松 , 孙召琴

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00673

新一代固溶体富锂正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M=Co, Fe, Ni_1/2Mn_1/2…)具有高比容量、优秀的循环能力以及新的电化学充放电机制, 可能被用做新型高比能量锂离子电池正极材料. 本文介绍了富锂正极材料的结构、合成方法、电化学性能研究, 探讨了影响其电化学性能的若干因素. 并对其进行的各种改性研究进行了概述, 分析总结了不同富锂正极材料所具有的特性和发展趋势.

关键词: 富锂正极材料 , structure , synthesis methods , electrochemical performance , review

高频溅射法氮碳膜的生长及结构

余庆选 , 方容川

无机材料学报

本文用扫描电镜、红外吸收光谱、X射线光电子能谱和X射线衍射技术对高频溅射沉积法制备的氮化碳膜的生长过程进行了研究．改变溅射条件，研究了氮化碳膜的形貌和结构与其性质之间的关系，通过溅射条件的优化，可使氮化碳膜中的氮含量增加，薄膜的结构接近β-C₃N₄相．

关键词: 高频溅射 , carbon nitride thin films , growth , structure

铝对自反应原位合成复合陶瓷坯件组织结构及性能的影响

刘宏伟 , 王建江 , 马世宁 , 孙晓峰

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00715

分别以Ti-B₄C-C体系和Ti-B₄C-C-Al体系复合粉为反应原料, 利用自反应喷射成形技术制备Ti(C,N)-TiB₂基复合陶瓷坯件. 利用XRD、SEM、EDS、TEM等方法, 研究分析了向喷射体系中加入5wt%金属Al对喷射沉积坯件组织结构、主要力学性能的影响及其原因. 结果表明, Ti-B4C-C体系的喷射沉积坯件主要由TiC_0.3N_0.7和TiB₂主相及TiO₂副产物相组成, 其致密度、维氏硬度、弯曲强度、断裂韧性等性能分别为97.2%、17.3GPa、387MPa、6.0MPa·m^1/2; 喷射体系中添加5wt%金属Al后, 喷射沉积坯件的主相仍为TiC_0.3N_0.7和TiB₂, 但副产物相中不含有害相TiO₂, 而增加了对复合材料有益的A_l2O₃与Ti₃Al相, 坯件内TiB2颗粒长径比增大, 出现大量长棒状晶, 并使坯件的致密度、维氏硬度、弯曲强度、断裂韧性等性能也分别提高到97.7%、20.6GPa、425MPa、7.3MPa·m^1/2.可见金属Al的添加可有效抑制喷射过程中Ti的氧化, 明显改善喷射沉积坯件的综合力学性能.

关键词: 铝 , performs , structure , properties

非晶晶化法制备 Si-Al-Zr-O系超微细晶复相陶瓷

谭小平 , 梁叔全 , 李少强 , 唐艳

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00906

在1650～1700℃下制备了Si-Al-Zr-O(SAZ)溶胶, 经快速冷却获得均匀致密的SAZ系非晶体, 经梯度热处理得到SAZ系超微细晶复相陶瓷. 结合示差扫描量热分析(DSC)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术以及Vicker压痕法, 研究了相关超微细晶复相陶瓷结构和性能随热处理温度的变化. 结果表明, SAZ系非晶体在950℃时开始析出四方氧化锆, 1100℃时晶化基本完成, 主晶相为莫来石和四方氧化锆, 晶粒尺寸为10～40nm; 温度升高至1200℃, 晶粒迅速长大至0.5μm左右, 部分四方氧化锆向单斜氧化锆的转变. 样品的显微硬度和断裂韧性经1150℃热处理后均达到最大, 分别为12.6GPa和4.32MPa·m^1/2

关键词: Si-Al-Zr-O系 , amorphous bulk , heat treatment , structure , properties

基底温度对直流溅射Nb掺杂TiO₂薄膜性能的影响

黄帅 , 李晨辉 , 孙宜华 , 柯文明

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00064

采用陶瓷靶直流磁控溅射, 以玻璃为基底制备2.5wt% Nb掺杂TiO₂薄膜, 控制薄膜厚度在300~350 nm, 研究了不同基底温度下所制得薄膜的结构、形貌和光学特性. XRD分析表明, 基底温度为150℃、250℃和350℃时, 薄膜分别为非晶态、锐钛矿(101)和金红石相(110)结构. 基底温度250℃时, 锐钛矿相薄膜的晶粒尺寸最大, 约为 32 nm. 薄膜表面形貌的SEM分析显示, 薄膜粗糙度和致密度随基底温度升高得到改善. 薄膜的平均可见光透过率在基底温度为250℃以内约为70%, 随基底温度升高至350℃, 平均透过率下降为59%, 金红石相的存在不利于可见光透过. Nb掺杂TiO₂薄膜的光学带宽在3.68~3.78 eV之间变化. 基底温度为250℃时, 锐钛矿相薄膜的禁带宽度最大, 为3.78 eV.

关键词: 基底温度 , TiO₂ , DC magnetron sputtering , ceramic target , structure , optical properties

镧的引入方法对SO₄^2-改性锆交联粘土固体酸结构的影响

郭锡坤 , 谌宁

无机材料学报

以累托土为基质, 采用不同的方法引入La, 制备了四种含La的SO₄^2-改性锆交联粘土固体酸催化剂. 借助N₂吸附-脱附, XRD, NH₃-TPD, Py-IR等分析手段对催化剂进行表征, 考察了La不同的引入方法对其结构和酸性的影响. 实验结果表明, 先用La交换累托土, 再与Zr交联剂进行交联, 或采用La-Zr双组分交联剂, 采用这两种方法引入La后, 制得的交联粘土的层结构规整性显著提高, 比表面积较大, 孔径较均一, 并且L酸酸量明显增加、酸强度明显增强.

关键词: 交联累托土 , solid acid catalysts , La , structure