3D打印技术是一种制备复杂形状陶瓷型芯的理想途径，但其逐层成型的特点导致陶瓷型芯在微观结构和性能方面存在显著的各向异性。采用数字光处理成形制备了硅基陶瓷型芯，通过颗粒级配调节微观结构和性能的各向异性。当粗粉与细粉的质量比（颗粒级配）为8∶2时，陶瓷浆料表现出良好的流动性和稳定性，陶瓷型芯层间间隙基本消失，表现出均匀的微观结构，表面粗糙度为2.9 μm，在X、Y、Z三维方向上的收缩率分别为3.15%、3.08% 和3.07%，表明不均匀收缩得到缓解。陶瓷型芯的层间强度明显低于层内强度，随着颗粒级配由6∶4 变为8∶2，层间与层内强度比值由0.40 增至0.62，表明力学性能各向异性得到缓解。研究表明，通过颗粒级配可有效控制3D打印陶瓷型芯的结构/ 性能各向异性，为高性能陶瓷型芯的制备提供了新的技术途径。

为了探究水性和油性两种材料体系及孔隙率梯度增强结构对3D 打印氧化铝多孔陶瓷性能的影响，使用立体光固化（Stereo lithography apparatus，SLA）3D 打印技术制备了具有不同孔密度的氧化铝多孔陶瓷样件。对比分析了两种材料体系下样件的收缩率、压缩强度和微观结构，以及孔隙率梯度增强前后样件的总孔隙率、弯曲性能和热震性能。结果表明，油性材料样件的收缩率和压缩强度高于水性材料，微观结构下油性材料样件的颗粒更为致密，而水性材料样件的颗粒呈球状，相互分离。此外，采用孔隙率梯度增强的设计方法，可以有效避免样件区域断裂现象的发生，且每种样件的弯曲强度均有12%~14% 的提升，热震强度也得到14%~18%的提升。使用油性氧化铝陶瓷膏料，并合理设计孔隙率梯度增强结构，为提高氧化铝多孔陶瓷性能及适应更复杂的工业需求提供了有效方法。

飞机飞行过程中，悬浮的过冷水滴在飞机表面结冰，会严重影响飞机的飞行安全，除冰技术是提高飞机安全性能的重要方法。其中，压电除冰技术具有能耗低、结构简单的优点。本文综述了基于压电陶瓷及其复合材料的飞机除冰技术，探讨了低频压电共振除冰方法和高频超声波除冰法的原理、优缺点，总结了除冰系统中压电材料的发展，分析了传统含铅压电陶瓷、无铅压电陶瓷的优缺点和适用范围，展望了柔性压电复合材料在飞机除冰中的应用。制备大功率压电陶瓷与高性能压电复合材料将是飞机除冰技术中的两个重要研究方向。本文为飞机除冰技术的改进提供了思路。

提升TC11钛合金的耐磨损性能对航空发动机关键零部件的安全性能至关重要。基于表面机械研磨处理工艺，通过将研磨球和TiN 粉末混合研磨的方式，在TC11钛合金表面实现了晶粒细化和弥散强化，成功制备了基于TiN颗粒增强的强化层，对表面形貌和微观组织特征进行研究，并评估其耐磨损性能。结果表明，处理后的TC11钛合金样品表面粗糙度显著降低，表面硬度和耐磨损性能显著提升。与未处理和仅作普通研磨处理的样品相比，TiN颗粒增强的样品表面粗糙度分别降低了43.29% 和23.14%，表面硬度分别提高了9.48% 和1.8%，磨痕宽度分别降低了36.18% 和33.18%。本文为改善TC11及其他钛合金材料的耐磨损性能提供了一种新的解决方法，对提高航空发动机关键零部件的服役性能具有参考意义。

红外窗口和整流罩是飞行器中光电系统的关键部件，飞行器的提速及各种苛刻极端工作环境对红外透明材料的光学、热学和机械性能提出了更高要求。可用于红外窗口和整流罩的透明陶瓷包括氧化物透明陶瓷（Al₂O₃、MgAl₂O₄、AlON、Y₂O₃、YSZ、YAG 和Y₂O₃–MgO 纳米复相陶瓷），氟化物和ZnSZnSe 3 类。本文首先比较了几类透明陶瓷的透明范围、热学和力学性能，介绍了各类陶瓷的理化特性，主要从粉体、成型、烧结等方面对不同陶瓷的研究进展进行综述，并对比了国内外研究现状及应用的差距。若要实现透明陶瓷在红外窗口和整流罩领域的应用，在合成高性能粉体，提高陶瓷致密度、减小晶粒尺寸，提高力学和光学性能，实现大尺寸、复杂形状的高品质产品制备方面还需要加大投入。最后，从光学和力学性能方面比较了各类透明陶瓷的应用及发展前景。

为了提高隔热瓦的抗冲击力学性能，选择碳纤维增强邻苯二甲腈树脂基复合材料作为增韧层，采用一体化成型工艺制备了表面带有防护层的隔热瓦复合结构。首先，对不同增韧层的隔热瓦进行落锤冲击试验，对比相同能量下不同增韧层对隔热瓦的防护效果。然后，对碳纤维增强复合材料（CFRP）表面增韧隔热瓦开展不同冲击能量与处理温度的低速冲击试验，研究材料的冲击损伤特性。结果表明，CFRP表面增韧隔热瓦的抗冲击性能最好，在增韧层厚度1 mm、冲击能量10 J的条件下，峰载荷可达2.034 kN，冲击深度达9.904 mm，能量吸收率为96.93%。冲击后表面增韧层出现界面分层与纤维裂纹，隔热瓦内部发生压溃型损伤而产生粉末，在冲击区域形成空腔。该表面增韧层可承受20 J的能量冲击而不会被穿透，450 ℃高温处理后仍具有冲击防护效果。本研究可为未来隔热瓦的冲击防护研究提供新思路。

大尺寸空心涡轮叶片一体化陶瓷铸型在冷冻干燥过程中容易产生裂纹，针对该问题进行了铸型应力分布规律的研究。通过有限元仿真建立了铸型收缩受阻产生应力的理论模型，分析了不同冻干收缩率、铸型壁厚和曲率对铸型冷冻干燥应力的影响，采用变壁厚对铸型尾缘进行了结构优化。研究发现，在冷冻干燥过程中，一体化陶瓷铸型所受应力随着收缩率增大而线性增大，且铸型尾缘曲率最大处承受的应力最大。通过尾缘变壁厚的结构优化设计增大了尾缘处铸型冷冻干燥过程中的抗弯强度，当试样厚度从4 mm增至7 mm时，坯体平均强度从8.32 MPa提升至11.81 MPa。本研究制备了结构完整的一体化陶瓷铸型并进行浇铸验证，得到了陶瓷铸型冷冻干燥的应力分布规律，并提出了尾缘变壁厚结构优化设计的方法，成功解决了一体化陶瓷铸型冷冻干燥过程中产生裂纹的问题。

硼化铪（HfB₂）超高温陶瓷因其高熔点、高抗氧化性和优异的耐腐蚀性成为热防护领域的最佳候选材料之一，而研制粒径可控的陶瓷粉体对其应用至关重要。以氧化铪（HfO₂）、氧化硼（B₂O₃）和活性碳（C）为原料，通过晶种辅助的硼/碳热还原法合成了高纯HfB₂陶瓷粉体，研究了晶种粒径对陶瓷粉体粒径的影响规律，探究了晶种法合成HfB₂粉体的生长机制。通过X 射线衍射分析粉体物相、扫描电子显微镜观察粉体形貌，并测定粉体中C、O 杂质的含量。结果表明，晶种辅助的硼/ 碳热还原反应合成HfB₂ 粉体的最佳反应温度约为1500 ℃，保温1 h即可获得纯相HfB₂。通过调控初始晶种粒径，制备的HfB₂陶瓷粉体平均粒径在1.08~2.33 μm之间，且粉体粒径随晶种粒径的增大而增大。激光粒度分析表明，添加晶种大幅提高了陶瓷粉体的分散性且促进了粒径的窄分布。此外，试验确定了HfB₂陶瓷粉体的生长过程分为两个阶段：首先晶种HfB₂表面被HfO₂晶粒包覆，HfO₂晶粒表层形成较小的HfB₂晶粒；再通过碳和硼的传质由外到内实现HfO₂到HfB₂的转化。

碳化硅（SiC）材料因具有优异的物理化学性能，已被广泛应用于航空航天、工程陶瓷和半导体等领域。目前，SiC粉体的合成方法众多，其中碳热还原法是工业生产SiC粉体的主要方法，但在生产过程中，SiC粉体的颗粒度和杂质含量均会影响最终产物的各项性能。因此，如何对SiC粉体进行细化和纯化处理成为制备高性能SiC 材料需要探索的问题。本文首先介绍了SiC粉体合成技术的种类、原理和特点；然后，详细阐述了近年来SiC粉体细化技术的研究进展，并对SiC粉体中无定形碳和金属及金属氧化物的纯化技术进行重点介绍；最后分析了目前制备SiC粉体需要解决的问题，并对其发展前景进行展望。

多主元素概念的提出为开发适用于先进涡轮机发动机、核反应堆和高超声速飞行器等极端环境的新型高熵陶瓷材料开辟了广阔前景。作为一种新型高熵陶瓷，高熵金属硼化物具有高硬度、高温强度、低热导率和抗辐照性能，适用于航空航天等领域。本文详细综述了高熵金属硼化物粉体及其陶瓷的制备技术，评估了各种方法的优缺点。通过对近几年国内外在超硬陶瓷和超高温陶瓷领域研究进展的概述，揭示了高熵金属硼化物在材料科学中的前沿地位。最后，对高熵金属硼化物的未来研究方向（如先进粉体制备技术、高效陶瓷烧结技术、机器学习和计算机模拟等）进行了深入探讨，为促进其制备、性能提升和广泛应用提供科学依据和技术支持。

为了进一步改善高熵碳化物和高熵硼化物陶瓷的力学性能，在高熵碳化物（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C中引入SiB₆作为硼源和硅源，通过反应等离子烧结在2000 ℃下制备了（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）B₂–（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C基复相陶瓷。研究发现，在高温下SiB₆与（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C发生化学反应，生成了高熵硼化物（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）B₂、SiC 和C。添加SiB₆ 制备的（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）B₂–（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C基复相陶瓷的致密度可达98.7%~99.7%。添加体积分数10%~15% SiB₆制备的复相陶瓷中高熵晶粒的尺寸为0.84~0.92 μm，显著小于纯（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C 陶瓷的晶粒尺寸（约3.19 μm）。由于细晶强化作用，（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）B₂–（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C基复相陶瓷的硬度（23.54~24.93 GPa）高于纯（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C 陶瓷（约23.22 GPa）。同时，（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）B₂–（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C基复相陶瓷的断裂韧性随SiB₆添加量的增加而提高，最高可达5.07 MPa·m^1/2，显著高于纯（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C陶瓷（约3.02 MPa·m^1/2）。以（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C和SiB₆ 为原料，通过反应等离子烧结，可以制备具有较细晶粒结构和优异力学性能的（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）B₂–（Ti，Zr，Nb，Ta，Mo）C 基复相高熵超高温陶瓷。