相平衡图在陶瓷表征研究中的应用

在这次采访中，Azom与William G. Fahrenholtz博士谈论了他的研究，以及他如何使用它内部均衡图。

您可以简要介绍一下您的研究吗？

我的专业知识在于陶瓷的加工和表征。我目前的研究专注于超高温陶瓷。我们的小组研究了硼化物和碳化物陶瓷的合成，致密化，力学行为和热性质，包括锆二硼化锆（ZRB₂），碳化锆（Zrc），碳化物（TAC，TA₂C, z-Ta_4.C_3.-X），HFB₂和标签₂随着所谓的高熵硼化物和含有几个过渡金属的碳化物，其在几乎等于摩尔量，例如（HF，Zr，Ti，Ta，Nb）C。我们拥有世界上少数几个实验室之一，拥有专门的设备，以全面研究这些材料，如这些熔化温度超过3000°C。app亚博体育亚博网站下载我们拥有各种超高温炉和热压机，用于生产这些陶瓷以及用于测试机械，热和电性能的设备，从室温高达至少2000°C。app亚博体育

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、温度的图，在某些情况下，还有压力空间的图，它们定义了一个或多个凝聚相的热力学稳定状态。相图被材料科学家用来确定不同相的稳定性。亚博网站下载二元或三元图可用来确定材料在一定条件下是否相容。亚博网站下载例如，相图可以用来确定特定的坩埚材料是否可以用于在高温下反应粉末。

相平衡图如何帮助您的研究?

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感兴趣的材料的基本信息。亚博网站下载例如，二进制ZrB₂-ZRC图提供了大量信息，包括熔化温度，其显示为3040°C对于ZRB₂ZrC为3530°C。另外，该图显示了ZrB时的行为₂与ZrC混合。当这两种材料混合时，在达到共晶亚博网站下载温度的温度下，它们作为固体是相容的。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°C。该混合物在2660°C，组成为57 mol% ZrB时直接熔化为液体₂．在其他组合物中，液体在2660℃下形成，但它处于ZRC或ZRB的平衡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式是预测当材料的混合物加热在一起时会发生什么。亚博网站下载

ZRC-ZRBR的伪二进制相图₂(资料来源:美国陶瓷学会)

您使用哪种产品用于阶段均衡图？

我们使用几个来源来绘制相图。我们通常使用印刷版本的陶瓷相图和各种电子版本宏碁/ NIST产品．当我们没有想要的相图时，我们也使用热化学模拟软件来计算相图，或者了解不同参数是如何影响相平衡的。

为什么选择使用ACerS/NIST Phase产品?

我们选择了这个产品，因为它是陶瓷系统相图的最佳来源．

你会推荐其他陶瓷和玻璃研究人员使用ACerS/NIST吗?

我强烈推荐数据库，因为它是由NIST全面和完全审查的。我们信任数据库中的图表。

你和你的研究接下来要做什么?

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，具有研究内在特性的目的。我们正在研究UHTC研究的新兴地区，包括熵稳定的UHTCS和2D材料。亚博网站下载

关于威廉·g·法兰霍兹医生

William G. (Bill) Fahrenholtz是密苏里科技大学(前密苏里大学罗拉分校)材料科学与工程系陶瓷工程策展人的杰出教授，也是美国陶瓷学会杂志的主编。亚博网站下载亚博老虎机网登录他分别于1987年和1989年在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)获得陶瓷工程学士和硕士学位。他于1992年在新墨西哥大学(UNM)获得化学工程博士学位。自从1999年进入密苏里科技大学以来，比尔已经获得了几个奖项，包括7个全校范围的教师卓越奖，2个教学奖，以及来自国家科学基金会的著名的职业奖。亚博老虎机网登录他于2007年当选为美国陶瓷协会会员，并于2017年1月被任命为《美国陶瓷协会杂志》总编辑。比尔教授本科生和研究生的热力学和x射线衍射课程。他目前的研究重点是用于极端热负荷、机械力和/或化学反应环境的高级结构陶瓷的加工、表征和力学测试。他在同行评审的期刊上发表了140多篇论文，并就其研究发表了80多篇演讲。