项目描述:
目前学生参与的研究项目主要包括国家自然科学基金面上项目:
(1) 三元层状碳(硼)化物陶瓷MAX和MAB相的设计、可控制备、组织结构与性能
三元层状结构碳(氮、硼)化物陶瓷兼有陶瓷和金属的优良性能,如良好的导电和导热性,较低的Vickers硬度和较高的弹性模量和剪切模量,易于机加工,并在高温时具有可塑性,同时具有高屈服强度、高熔点、良好的抗热震性和抗氧化性能而受到国内外材料科学研究者的关注。
项目将基于熔盐化学法发展高效、节能、环保、低成本、可规模化制备MAX陶瓷(如Ti3AlC2)及MAB陶瓷(如Cr3AlB)的新技术。 开展高性能陶瓷MAX和MAB相及复合材料的设计、多尺度可控制备、结构表征和性能评价,揭示陶瓷原料、制备工艺、组织结构及性能之间的内在关系,发展高性能先进陶瓷及复合材料,解决大尺寸陶瓷与复合材料的关键制备技术,实现先进陶瓷及复合材料的设计-制备-评价-基础应用的全流程全要素研发,在先进陶瓷与复合材料的设计/制备理论与技术,以及相关机制研究等方面取得具有重要影响的成果,满足国民经济发展需求。
(2)高性能亚氧化钛(Ti4O7)陶瓷的制备、组织结构与性能
亚氧化钛陶瓷具有优异的耐酸碱腐蚀性、电化学稳定性以及高电导率等优良性能,在电冶金、化学电源(如铅酸电池、液流电池、锂离子电池)、燃料电池、氯碱工业、废水处理等领域具有广阔的应用前景。
针对传统的制备Ti4O7温度高、周期长、反应过程难以控制等问题,项目将在前期研究基础上,发展可在较低温度、快速规模化制备具有高比表面积的Ti4O7陶瓷粉体新工艺。研究其合成工艺、精细结构与电化学性质之间的内在联系,揭示Ti4O7的形成机制,实现单相Ti4O7的精细控制。探索Ti4O7陶瓷粉体在铅酸电池、锂离子电池、燃料电池等领域中的应用性能。
进一步基于热压烧结还原制备Ti4O7陶瓷电极,研究Ti4O7陶瓷电极的组织结构、电化学性能及机制,探索亚氧化钛电极在电化学催化氧化处理难降解工业废水等领域中的应用。