在陶瓷特征研究中使用相位平衡图

在这次采访中，AZoM与William G. Fahrenholtz博士谈论了他的研究，以及他如何在其中使用相平衡图。

你能简单介绍一下你的研究工作吗?

我的专长是陶瓷的加工和表征。我目前的研究方向是超高温陶瓷。本课题组主要研究含二硼化锆(ZrB)的硼化物和碳化物陶瓷的合成、致密化、力学行为和热性能₂)、碳化锆(ZrC)、碳化钽(TaC、Ta₂C, z-Ta₄C_3.- x), HfB₂和标签₂以及所谓的高熵硼化物和碳化物，它们含有几种几乎相同摩尔量的过渡金属，如(Hf,Zr,Ti,Ta,Nb)C。我们拥有世界上少数几个拥有专门设备的实验室之一，可以全面研究熔化温度超过3000°C的材料。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩我们拥有各种超高温熔炉和热压机，用于生产这些陶瓷，以及测试从室温到至少2000°C的机械、热和电气性能的设备。2020欧洲杯下注官网

你能简单描述一下什么是相平衡图吗?

相平衡图本质上是组成、温度和压力空间的映射，在某些情况下，压力空间定义了一个或多个凝聚相的热力学稳定性。相图被材料科学家用来确定不同相的稳定性。欧洲杯足球竞彩二元或三元图可用来确定材料在某些条件下是否相容。欧洲杯足球竞彩例如，相图可以用来确定某一特定的坩埚材料是否可以用于在高温下对粉末进行反应。

相平衡图如何帮助你的研究?

我们以多种方式使用相图。一个例子是，我们使用相图来确定我们研究中感兴趣的材料的基本信息。欧洲杯足球竞彩例如，二进制ZrB₂-ZrC图提供了丰富的信息，包括熔化温度，其中显示为3040°C的ZrB₂ZrC为3530°C。此外，该图表显示了ZrB时的行为₂和ZrC是混合的。当这两种材料混合时，在达到共晶欧洲杯足球竞彩温度的温度下，它们是相容的固体。在那个温度下，它们发生反应形成液相。在该体系中，共晶温度为2660℃。该混合物在2660°C时直接熔化为液体，其成分为57 mol% ZrB₂．其他成分在2660°C时呈液态，但与ZrC或ZrB处于平衡状态₂取决于原始混合物中ZrB的含量是否小于57 mol%₂或者更多。我们使用相图的另一种方法是预测当混合物被加热时会发生什么。欧洲杯足球竞彩

ZrC-ZrBr的伪二元相图₂(资料来源:美国陶瓷学会)

你用什么产品来绘制相平衡图?

我们使用几个来源的相图。我们通常使用陶瓷的印刷版本的相图和各种电子版本的槭树/ NIST产品．我们还使用热化学模拟软件来计算相图时，我们想要的图表，或了解不同的参数如何影响相平衡。

为什么选择ACerS/NIST阶段产品?

我们选择这个产品是因为它是陶瓷系统相图的最佳可用来源．

您是否建议其他陶瓷和玻璃研究人员使用宏碁/ NIST？

我强烈推荐这个数据库，因为它是由NIST全面审查的。我们相信数据库中的图表。

你和你的研究是什么？

我们正在探索超高温陶瓷的各种不同方面。我们目前的研究与高纯硼化物和碳化物相的合成和致密化有关，目的是研究其特性。我们正在研究UHTC研究的新兴领域，包括熵稳定的UHTC和2D材料。欧洲杯足球竞彩

关于William G. Fahrenholtz博士

William G. (Bill) Fahrenholtz is a Curators’ Distinguished Professor of Ceramic Engineering in the Department of Materials Science and Engineering at the Missouri University of Science and Technology (formerly University of Missouri-Rolla) and the Editor-in-Chief of the Journal of the American Ceramic Society. He earned B.S. and M.S. degrees in Ceramic Engineering at the University of Illinois at Urbana-Champaign in 1987 and 1989, respectively. He completed his Ph.D. in Chemical Engineering at the University of New Mexico (UNM) in 1992. Since starting at Missouri S&T in 1999, Bill has received several awards including seven campus-wide faculty excellence awards, two teaching awards, and a prestigious CAREER award from the National Science Foundation. He was elected a Fellow of the American Ceramic Society in 2007 and was named Editor-in-Chief of the Journal of the American Ceramic Society in January 2017. Bill teaches undergraduate and graduate courses on thermodynamics and x-ray diffraction. His current research focuses on the processing, characterization, and mechanical testing of advanced structural ceramics for use in environments with extreme thermal loads, mechanical forces, and/or chemical reactivities. He has published over 140 papers in peer-reviewed journals and given over 80 invited presentations on his research.