化学学报 ›› 2025, Vol. 83 ›› Issue (10): 1208-1222.DOI: 10.6023/A25050161 上一篇 下一篇
综述
李彤†, 李博†, 张晗†, 高名蕊†, 钟铱涵, 郭恒阳, 汪少雄*(
), 刘少佳*(
), 赵赫威*(
)
投稿日期:2025-05-11
发布日期:2025-07-21
通讯作者:
汪少雄, 刘少佳, 赵赫威
作者简介:
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李彤, 现为北京航空航天大学2023级硕士研究生, 主要研究方向为类牙釉质结构Al2O3基复合材料. |
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李博, 2022年获得北京科技大学硕士学位. 现为北京航空航天大学2022级博士, 主要研究方向为纳米材料在生物应用领域的可控制备与组装. |
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张晗, 现为北京航空航天大学2023级硕士研究生, 主要研究方向为构型碳化硅复合材料的可控制备及其力学性能. |
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高名蕊, 2022年毕业于北京航空航天大学, 获化学硕士学位. 现为北京航空航天大学2022级博士, 主要研究方向为透明材料的可控制备及力学性能研究. |
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钟铱涵, 现为北京航空航天大学2024级硕士研究生, 主要研究方向为纳米材料的合成和组装. |
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郭恒阳, 现为北京航空航天大学2024级硕士研究生, 主要研究方向为轻质高强氧化铝陶瓷气凝胶. |
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汪少雄, 现为北京航空航天大学2020级博士生, 专业为纳米材料与技术, 主要研究微纳米陶瓷及其复合材料的可控制备、组装及其力学性能. |
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刘少佳, 2022年毕业于北京航空航天大学纳米材料与技术专业, 获博士学位. 现任北京航空航天大学博士后, 主要研究方向为纳米材料的可控制备与组装及应用探究. |
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赵赫威, 现任北京航空航天大学化学学院教授. 2011年和2017年分别获得北京航空航天大学学士和博士学位. 主要研究方向为轻质高强微纳米陶瓷基复合材料的可控制备及性能研究. |
★ “中国青年化学家”专辑.
基金资助:
Tong Li, Bo Li, Han Zhang, Mingrui Gao, Yihan Zhong, Hengyang Guo, Shaoxiong Wang*(
), Shaojia Liu*(
), Hewei Zhao*(
)
Received:2025-05-11
Published:2025-07-21
Contact:
Shaoxiong Wang, Shaojia Liu, Hewei Zhao
About author:★ For the VSI “Rising Stars in Chemistry”.
Supported by:文章分享
氧化铝(Al2O3)材料因其高强度、高硬度、低导热性以及化学稳定性, 被广泛应用于航空航天、军事装备、牙齿修复、汽车制造、电子器件等领域. 然而, 其本征脆性导致的低断裂韧性显著限制了其在主承重部件中的规模化应用. 因此, 同步提升Al2O3材料的强度和韧性, 已成为材料领域亟需突破的技术瓶颈. 本综述首先简要概述了Al2O3材料的基本属性, 随后从物相、组分及仿生微纳结构三个方面系统总结了Al2O3材料的强韧化研究进展, 为后续高强高韧陶瓷基复合材料的高效构筑提供理论基础与技术参考.
李彤, 李博, 张晗, 高名蕊, 钟铱涵, 郭恒阳, 汪少雄, 刘少佳, 赵赫威. 氧化铝材料的强韧化研究进展★[J]. 化学学报, 2025, 83(10): 1208-1222.
Tong Li, Bo Li, Han Zhang, Mingrui Gao, Yihan Zhong, Hengyang Guo, Shaoxiong Wang, Shaojia Liu, Hewei Zhao. Research Progress on Strengthening and Toughening of Alumina Materials★[J]. Acta Chimica Sinica, 2025, 83(10): 1208-1222.
| 氧化铝多晶型物 | 晶体结构 | 晶格常数 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a/nm | b/nm | c/nm | α(º) | β(º) | Г(º) | ||
| α-Al2O3 | 三方 | 0.475 | 0.475 | 1.290 | 90 | 90 | 120 |
| γ-Al2O3 | 立方 | 0.792 | 0.792 | 0.792 | 90 | 90 | 90 |
| δ-Al2O3 | 四方 | 0.502 | 0.502 | 0.986 | 90 | 90 | 90 |
| θ-Al2O3 | 单斜 | 1.180 | 0.475 | 0.562 | 90 | 103 | 90 |
| ι-Al2O3 | 正交 | 0.773 | 0.761 | 0.292 | 90 | 90 | 90 |
| κ-Al2O3 | 正交 | 0.370 | 1.220 | 0.286 | 90 | 90 | 90 |
| σ-Al2O3 | 立方 | 0.794 | 0.794 | 0.794 | 90 | 90 | 90 |
| 氧化铝多晶型物 | 晶体结构 | 晶格常数 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a/nm | b/nm | c/nm | α(º) | β(º) | Г(º) | ||
| α-Al2O3 | 三方 | 0.475 | 0.475 | 1.290 | 90 | 90 | 120 |
| γ-Al2O3 | 立方 | 0.792 | 0.792 | 0.792 | 90 | 90 | 90 |
| δ-Al2O3 | 四方 | 0.502 | 0.502 | 0.986 | 90 | 90 | 90 |
| θ-Al2O3 | 单斜 | 1.180 | 0.475 | 0.562 | 90 | 103 | 90 |
| ι-Al2O3 | 正交 | 0.773 | 0.761 | 0.292 | 90 | 90 | 90 |
| κ-Al2O3 | 正交 | 0.370 | 1.220 | 0.286 | 90 | 90 | 90 |
| σ-Al2O3 | 立方 | 0.794 | 0.794 | 0.794 | 90 | 90 | 90 |
| α-Al2O3性质 | 密度/(g•cm-3) | 抗弯强度/MPa | 抗压强度/MPa | 弹性模量/GPa | 维氏硬度/GPa | 断裂韧性/(MPa•m1/2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数值 | 3.99 | 300~480 | 280~350 | 366~410 | 19~25 | 2.7~4.5 |
| α-Al2O3性质 | 密度/(g•cm-3) | 抗弯强度/MPa | 抗压强度/MPa | 弹性模量/GPa | 维氏硬度/GPa | 断裂韧性/(MPa•m1/2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数值 | 3.99 | 300~480 | 280~350 | 366~410 | 19~25 | 2.7~4.5 |
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