本书为“材料先进成型与加工技术丛书”之一。高温热防护涂层是保障先进装备在极端环境下安全服役的关键材料，在航空航天、国防工业等领域有着迫切需求。高熵效应赋予先进陶瓷材料优异的热物理性能，使其在高温热防护涂层领域展现出重要应用前景。本书系统总结了作者及其团队在高熵陶瓷涂层与热防护应用技术方面多年的研究成果，以高熵氧化物涂层为主要研究对象，综述并深入分析该领域国内外最新研究进展。主要内容包括：高熵陶瓷及涂层材料、热防护涂层材料的设计与制备、高熵稀土钛酸盐涂层、高熵稀土铝酸盐涂层、高熵稀土钽酸盐涂层、高熵稀土铪酸盐涂层、高熵稀土铌酸盐涂层、高熵稀土硅酸盐涂层。此外，本书在高熵氧化物涂层研究基础上，进一步拓展至高熵非氧化物涂层体系，涵盖高熵硼化物涂层。
样章试读
目录
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总序
前言
第1章 高熵陶瓷及涂层材料 1
1.1 高熵陶瓷材料的发展 1
1.1.1 高熵陶瓷特性 1
1.1.2 高熵陶瓷类型 3
1.2 高温热防护涂层材料 7
1.2.1 热防护涂层 7
1.2.2 热防护涂层材料类型 8
1.3 高熵陶瓷涂层研究发展趋势 11
参考文献 13
第2章 热防护涂层材料的设计及制备 16
2.1 热防护涂层的设计要求 16
2.1.1 低热导率 16
2.1.2 热膨胀系数相匹配 17
2.1.3 良好的高温相稳定性 18
2.1.4 优异的抗腐蚀性能 18
2.2 第一性原理计算在高熵陶瓷研究中的应用 20
2.3 热喷涂球形粉体的制备技术 22
2.3.1 喷雾造粒法 22
2.3.2 感应等离子体球化技术 23
2.4 高熵热防护涂层的制备技术 24
2.4.1 大气等离子喷涂技术 24
2.4.2 电子束-物理气相沉积技术 25
2.4.3 悬浮液等离子喷涂技术 26
2.4.4 等离子喷涂-物理气相沉积技术 26
参考文献 28
第3章 高熵稀土钛酸盐涂层 30
3.1 高熵稀土钛酸盐的结构与性能 30
3.1.1 高熵稀土钛酸盐的物相组成与晶体结构解析 30
3.1.2 高熵稀土钛酸盐的热物理性能 33
3.1.3 高熵晶格畸变效应对热物理性能的调控机制 35
3.2 高熵稀土钛酸盐涂层的沉积机制 39
3.2.1 高熵稀土钛酸盐团聚粉末的热喷涂适应性 40
3.2.2 等离子喷涂制备高熵稀土钛酸盐涂层 42
3.3 高熵稀土钛酸盐涂层的热防护性能 45
3.3.1 高熵稀土钛酸盐的力学性能 45
3.3.2 高熵稀土钛酸盐涂层的抗热冲击性能 47
3.3.3 高熵稀土钛酸盐涂层的烧蚀机制 52
3.4 本章小结 53
参考文献 54
第4章 高熵稀土铝酸盐涂层 56
4.1 高熵稀土铝酸盐的制备与表征 56
4.1.1 高熵稀土铝酸盐的物相组成分析 56
4.1.2 高熵稀土铝酸盐的微观组织分析 58
4.2 高熵稀土铝酸盐涂层的制备 59
4.2.1 高熵稀土铝酸盐涂层的微观结构 59
4.2.2 高熵稀土铝酸盐涂层的显微硬度 65
4.3 高熵稀土铝酸盐涂层的热防护性能 66
4.3.1 高熵稀土铝酸盐涂层的抗热冲击性能 66
4.3.2 高熵稀土铝酸盐涂层的热冲击失效机制研究 67
4.4 双层复合涂层设计及性能研究 69
4.4.1 双陶瓷涂层的微观结构 70
4.4.2 双陶瓷涂层的热防护性能 71
4.4.3 双陶瓷涂层的高温热冲击损伤机制 73
4.5 本章小结 78
参考文献 78
第5章 高熵稀土钽酸盐涂层 80
5.1 高熵稀土钽酸盐的合成及热物理性能 80
5.1.1 高熵稀土钽酸盐的物相与微观形貌 80
5.1.2 高熵稀土钽酸盐的热物理性能 82
5.2 高熵稀土钽酸盐晶格畸变与热导率调控机制 84
5.2.1 高熵稀土钽酸盐的微观晶体结构分析 84
5.2.2 高熵稀土钽酸盐的晶格畸变行为研究 86
5.2.3 高熵晶格畸变效应对热导率的调控机制 89
5.3 高熵稀土钽酸盐涂层结构及性能 90
5.3.1 高熵稀土钽酸盐涂层的物相组成分析 91
5.3.2 高熵稀土钽酸盐涂层的表面微观结构分析 92
5.3.3 高熵稀土钽酸盐涂层的截面微观结构分析 94
5.3.4 高熵稀土钽酸盐涂层的断面微观结构分析 95
5.4 高熵稀土钽酸盐涂层的抗热冲击性能 96
5.4.1 热冲击后高熵稀土钽酸盐涂层的宏观形貌 97
5.4.2 热冲击后高熵稀土钽酸盐涂层的微观形貌 99
5.5 高熵稀土钽酸盐涂层的隔热性能 102
5.6 本章小结 103
参考文献 104
第6章 高熵稀土铪酸盐涂层 105
6.1 高熵稀土铪酸盐合成与性能 105
6.1.1 高熵稀土铪酸盐物相结构 105
6.1.2 高熵稀土铪酸盐微观形貌分析 108
6.1.3 高熵稀土铪酸盐的迟滞扩散行为 109
6.1.4 高熵铪酸盐陶瓷迟滞扩散效应的微观机制分析 112
6.2 高熵稀土铪酸盐涂层的微观组织结构分析 116
6.2.1 高熵稀土铪酸盐涂层的物相组成分析 116
6.2.2 高熵稀土铪酸盐涂层的表面微观结构分析 116
6.2.3 高熵稀土铪酸盐涂层的截面微观结构分析 118
6.2.4 高熵稀土铪酸盐涂层的断面微观结构分析 119
6.3 高熵稀土铪酸盐涂层的热防护性能 120
6.3.1 不同温度等离子焰流对高熵稀土铪酸盐涂层宏观结构的影响 121
6.3.2 高温等离子焰流对高熵稀土铪酸盐涂层微观组织结构的影响 122
6.3.3 高熵稀土铪酸盐涂层隔热能力测试分析 125
6.3.4 高熵稀土铪酸盐涂层的抗热震性能 126
6.4 本章小结 128
参考文献 129
第7章 高熵稀土铌酸盐涂层 130
7.1 高熵稀土铌酸盐陶瓷制备与表征 130
7.1.1 高熵稀土铌酸盐陶瓷的物相结构 130
7.1.2 高熵稀土铌酸盐陶瓷的微观形貌 132
7.2 高熵稀土铌酸盐热物理性能研究 133
7.2.1 高熵稀土铌酸盐陶瓷的热导率 133
7.2.2 高熵稀土铌酸盐陶瓷的热膨胀系数 135
7.2.3 高熵稀土铌酸盐陶瓷的高温相稳定性 137
7.3 高熵稀土铌酸盐涂层结构及性能 143
7.3.1 高熵稀土铌酸盐陶瓷涂层的物相组成分析 143
7.3.2 高熵稀土铌酸盐陶瓷涂层的表面形貌分析 144
7.3.3 高熵稀土铌酸盐陶瓷涂层的截面形貌分析 146
7.3.4 高熵稀土铌酸盐陶瓷涂层的断面形貌分析 147
7.3.5 高熵稀土铌酸盐涂层的力学性能 148
7.3.6 高熵稀土铌酸盐涂层的热防护性能 150
7.4 本章小结 157
参考文献 158
第8章 高熵稀土硅酸盐涂层 162
8.1 高熵稀土硅酸盐元素筛选与热物理性能调控 162
8.1.1 计算方法与参数设置 163
8.1.2 高熵稀土硅酸盐成分设计 163
8.1.3 高熵稀土硅酸盐物相结构分析 168
8.2 高熵稀土硅酸盐热物理性能的作用机制 173
8.2.1 高熵稀土主元掺杂对热导率、热膨胀的影响机制 173
8.2.2 高熵稀土硅酸盐电子结构对热物理性能的作用机制 177
8.3 高熵稀土硅酸盐涂层的微观结构与热传导机制 182
8.3.1 喷涂颗粒的熔化程度对涂层微观形貌的影响 182
8.3.2 喷涂颗粒的熔化程度对涂层缺陷结构的影响 185
8.4 高熵稀土硅酸盐涂层的抗腐蚀机制分析 187
8.4.1 高熵稀土硅酸盐涂层抗水氧腐蚀性能研究 188
8.4.2 电子尺度下高熵稀土硅酸盐抗水氧腐蚀机制 190
8.4.3 高熵稀土硅酸盐涂层抗CMAS腐蚀性能研究 193
8.5 本章小结 199
参考文献 200
第9章 高熵硼化物涂层 203
9.1 高熵一硼化物陶瓷设计及制备 203
9.1.1 二元一硼化物固溶体的结构及混合焓 204
9.1.2 高熵一硼化物的成分设计 206
9.1.3 高熵一硼化物的合成制备 211
9.2 高熵一硼化物陶瓷超硬机理研究 217
9.2.1 原位热压制备高熵一硼化物 217
9.2.2 高熵一硼化物的超硬性能 220
9.3 高熵一硼化物涂层制备及物相调控 223
9.3.1 喷涂功率对涂层微观组织结构的影响 223
9.3.2 喷涂距离对涂层微观组织结构的影响 226
9.3.3 高熵一硼化物物相结构调控机制 229
9.4 高熵一硼化物涂层摩擦磨损机制研究 231
9.4.1 高熵一硼化物涂层摩擦系数及磨损率 232
9.4.2 高熵一硼化物涂层磨损防护机理研究 235
9.5 本章小结 239
参考文献 240
关键词索引 245
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