综合评述

  • 高导热氮化铝陶瓷成型技术的研究进展

    盛鹏飞;聂光临;黎业华;林立甫;吴昊霖;包亦望;伍尚华;

    AlN陶瓷具有热导率高、与Si热膨胀系数相匹配、化学稳定性好等特点,在电子信息、能源化工、交通运输等领域具有广阔的应用前景,已经引起国内外研究者的广泛关注。高导热AlN陶瓷的成型技术对于其实际工程应用至关重要,本文详细综述了AlN陶瓷的成型技术方面的研究进展,并系统比较了模压成型、流延成型、注射成型、凝胶注模成型以及3D打印技术在制备AlN陶瓷零部件方面的优缺点。此外,介绍了3D打印技术在复杂形状AlN陶瓷零部件成型中的优势,并对AlN陶瓷零部件成型技术的发展趋势与前景进行了展望。

    2020年06期 v.41 771-782页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]
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  • B_4C-TiB_2复相陶瓷材料研究进展

    王晓楠;陶强;左斌;朱品文;

    B_4C-TiB_2复相陶瓷材料既具有B_4C的高硬度和低密度,又具有TiB_2的高韧性和导电性,是一种极具应用前景的复相陶瓷材料,并受到广泛关注。在此类材料中同时获得高韧性和高硬度一直是材料领域的迫切需求,同时也是巨大挑战。针对近年来日益丰富的B_4C-TiB_2复相陶瓷材料研究,围绕B_4C-TiB_2复相材料致密性及增韧相含量,晶粒尺寸,第三相组元等增强增韧三个关键因素,对目前B_4C-TiB_2复相陶瓷材料的研究进展作了阐述。认为高致密性和适当的增韧相含量(≤15%)是获得均衡的硬度和韧性的必要条件;晶粒细化能促使B_4C与TiB_2间晶界的强化以及沿晶断裂模式增多,继而提升材料的硬度和韧性;第三相组元的引入有助于材料致密度的提升和微观结构的优化,从而改善B_4C-TiB_2复相陶瓷材料的硬度和韧性。

    2020年06期 v.41 783-795页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K]
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  • 相转化法在固体氧化物燃料电池中的应用

    章慧麟;刘少名;康伟;黄祖志;胡光洲;王绍荣;

    固体氧化物燃料电池(SOFC)的中低温化是当前研究的主流方向,电极支撑型电池设计是电解质薄膜化的重要手段。但是,电极加厚通常会造成明显的浓差极化现象,对电池的电化学性能造成不利影响,因此研究和优化支撑电极的孔结构以及降低电极的浓差极化是电极支撑型SOFC的研究重点。由于传统的多孔陶瓷体制备技术大多采用石墨、淀粉等造孔剂,形成随机分布的孔,导致支撑体的孔道蜿蜒曲折,气体输运阻力大,浓差极化现象不可避免。为了解决这个难题,人们尝试采用相转化法和挤出、流延技术相结合来制备具有垂直通孔的支撑体。本文对相转化造孔特性进行了简要描述,并综述了其在SOFC中的应用现状。

    2020年06期 v.41 796-806页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K]
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  • 多元量子点的有机相合成及光学性能研究进展

    余君玲;陈婷;龚云;徐彦乔;江伟辉;江莞;谢志翔;

    半导体量子点因其特殊的光电性能,在发光器件、太阳能电池、生物标记技术等领域展现出广阔的应用前景。尽管传统的Ⅱ-Ⅵ和Ⅲ-Ⅴ族量子点已率先实现了商业应用,但是由于材料本身的毒性及严苛的实验条件限制了该类量子点的进一步推广。Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族多元量子点(如CuInS_2、AgInS_2等)具有无毒、良好的生物相容性,同时还具有光漂白现象小、斯托克斯位移大、发光寿命长等特点成为科研工作者研究的热点。根据使用溶剂种类不同,多元量子点的制备方法可以分为有机相和水相法。与水相法合成相比,通过有机相合成的四元量子点具有结晶度高、分散性好以及量子产率高等明显优势。本文详细介绍了有机相合成多元量子点的研究进展,基于该类量子点的基本性质来阐述其光学性能的调控机制,总结了其在LED、生物成像和太阳能电池领域应用的研究进展。最后,分析了多元量子点发展过程中面临的主要问题,并对其发展方向进行了前景展望。

    2020年06期 v.41 807-819页 [查看摘要][在线阅读][下载 1315K]
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  • 固体氧化物燃料电池阴极性能稳定性的研究进展

    李栋;付梦雨;金英敏;熊岳平;

    由于具有能量转化率高、燃料多样、环境友好、全固态结构等特点,固体氧化物燃料电池(SOFC)受到了广泛的关注,然而,长期工作过程中阴极性能衰减等问题使得SOFC的商业化进程受到了阻碍。从微观形貌变化、阴极-电解质界面固相反应、元素表面偏析、S毒化、Cr毒化等方面,对引起阴极性能衰减的因素及其衰减机制进行了详细地论述,在此基础上,对各衰减因素相对应的抑制方法进行了简要介绍。

    2020年06期 v.41 820-834页 [查看摘要][在线阅读][下载 1379K]
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  • CeO_2稳定ZrO_2陶瓷材料的研究进展

    李楠;谢志鹏;易中周;翟凤瑞;

    CeO_2稳定的ZrO_2(Ce-TZP)以其高相变增韧特性、优秀的低温老化抗性以及良好的稳定性(高韦伯模数)受到了广泛的关注。然而,较低的强度和硬度限制了其应用。大量科研工作从粉体的制备、烧结技术的优化以及Ce-TZP的力学性能规律和相变增韧特性入手,以期综合改善其力学性能。本文对Ce-TZP陶瓷在粉体制备、烧结技术、力学性能、相变增韧特性、形状记忆效应、低温老化抗性等领域的研究现状和进展进行了综述。

    2020年06期 v.41 835-848页 [查看摘要][在线阅读][下载 1388K]
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  • 白光LED用钙钛矿结构氧化物荧光粉的研究进展

    王三海;徐彦乔;汤惠东;陈婷;江伟辉;刘健敏;王文强;王连军;江莞;

    荧光粉作为白光LED系统中关键材料,直接影响着LED器件整体的发光性能。其中,钙钛矿结构氧化物荧光粉相对于其它结构荧光粉具有更加多样化的结构和组成,可为多种发光离子提供灵活的局部配位环境,从而可获得优异的发光特性,因此,钙钛矿结构氧化物荧光粉作为理想的候选发光材料受到越来越多的关注,并在白光LED中展现出了诱人的应用前景。本文系统地综述了钙钛矿结构氧化物荧光粉在蓝色发光、绿色发光、黄色发光和红色发光等方面的最新研究进展,涵盖了Bi~(3+)、Eu~(2+)/Eu~(3+)、Ce~(3+)和Mn~(4+)等常见的发光离子,详细讨论了发光离子在钙钛矿结构中发光性能的影响因素和钙钛矿结构氧化物的设计思路,最后,概述了该类荧光粉在应用进程中遇到的挑战,并对其未来的发展方向进行了展望。

    2020年06期 v.41 849-868页 [查看摘要][在线阅读][下载 1584K]
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  • 电极微观形貌评估在固体氧化物燃料电池研究领域的应用和进展

    付承森;颜冬;贾礼超;蒲健;池波;李箭;

    固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)的性能研究逐渐深入,其电极形貌是性能研究的重要基础,运用图像分析方法可以快速直观地获取电极的微观信息。基于图像分析方法对电极形貌进行评估,对获取电极显微量化数据的过程进行了阐述,并对图像获取和处理过程中的常用方法进行了总结,重点阐述了扫描电子显微镜、X射线层析成像和光学显微镜的相关技术以及灰度阈值法图像分割和显微图像的三维重构,最后对未来可能应用于图像分析中的方法进行了展望。

    2020年06期 v.41 869-879页 [查看摘要][在线阅读][下载 1217K]
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  • 莫来石晶须生长机理及研究进展

    张玲;黄靖茵;肖卓豪;何宇;刘凯歌;周超兰;项炳锡;翟剑庞;孔令兵;

    莫来石晶须因在陶瓷基复合材料中的增韧补强作用而备受关注,已成为近年来的研究热点之一。但目前国内外对莫来石晶须的开发还处于实验室阶段,尚未能大规模生产及应用推广。本文根据国内外文献,简要介绍了催化法、矿物分解法、液相反应法、熔盐法和高能球磨法制备莫来石晶须的特点,并阐述了晶须的生长机理,旨在为其将来工业化生产提供前期的研究基础与参考。

    2020年06期 v.41 880-893页 [查看摘要][在线阅读][下载 1959K]
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  • 印刷和涂布MXene油墨用于电化学储能器件

    张宝霖;张传芳;

    人们对电子设备的不断增长的需求促使行业亟需开发新型、低成本和高产量的制造方法。油墨印刷和涂布是一种很有潜力的技术,可规模化制备微型电子器件。然而,功能性油墨的缺乏使得柔性电子的规模化印刷打印受到极大的制约。MXenes,作为一种新型二维材料,由于其出色的化学、电气、光学和机械性能,迅速受到了研究者的极大关注。其丰富的官能团,表面电荷、本征亲水特性使得高浓度的MXene油墨具有优异的胶体稳定性,因此,MXene成为功能性油墨配方的最佳选择。在MXene所报道的电子器件应用中,电化学储能器件是研究最为热门的领域。为此,简要介绍了MXenes及其合成方法之后,讨论了油墨的配方策略,并回顾了一些基于MXenes印刷和涂布构筑高性能电化学储能器件方面的最新工作。为后续MXene用于规模化电化学储能器件的制造提供思路。

    2020年06期 v.41 894-903页 [查看摘要][在线阅读][下载 1222K]
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研究与探索

  • 高锶高碱含量模拟高放废物铁磷酸盐玻璃固化体的结构和性能(英文)

    李秀英;陶歆月;肖卓豪;孔令兵;刘雅伦;曾晓玲;杨柯;石纪军;

    在S_1高锶高碱含量模拟废物铁磷酸盐玻璃固化体的基础上,采用不同氧化物分别取代S_1固化体中2mol%的Fe_2O_3,制备得到6个废物包容量为30.6-34.7wt.%的玻璃固化体。根据取代氧化物的不同,将6个玻璃固化体分别标记为S_2(Pb O)、S_3(Cr_2O_3)、S_4(La_2O_3)、S_5(CeO_2)、S_6(Bi_2O_3)、S_7(B_2O_3)。其中,S_1固化体和高锶高碱含量模拟高放废物的摩尔百分比组成分别为38模拟高放废物-17Fe_2O_3-45P_2O_5和52.42Sr O-31.45K_2O-13.10Na_2O-1.31Al_2O_3-1.31Mo O_3-0.41Fe_2O_3。论文研究了上述氧化物取代对固化体结构和性能的影响。采用红外光谱(IR),X射线衍射(XRD),差示扫描量热分析(DSC),热膨胀(TEC)研究了固化体的结构和热稳定性。将固化体分别浸泡于6 M的HCl溶液和90°C水中测定其在酸和水中的侵蚀速率DR_(Acid)和DR_(Water)。研究结果表明,2mol%B_2O_3和La_2O_3取代S_1中的Fe_2O_3能显著提高固化体的化学稳定性和热稳定性,所制备的玻璃固化体的废物包容量高并且化学稳定性优于文献报道的绝大多数高放废物硼硅酸盐玻璃固化体,其中S_4和S_7固化体的化学稳定性甚至可与二元铁磷酸盐玻璃中化学稳定性最高的F40(40Fe_2O_3-60P_2O_5)玻璃相媲美。

    2020年06期 v.41 904-912页 [查看摘要][在线阅读][下载 1004K]
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  • La_(0.05)Ba_(0.95)FeO_(3-δ)-Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-δ)双相透氧膜材料的制备及其性能研究

    沈乐宇;邓红;赵海雷;

    采用传统陶瓷方法制备了致密的La_(0.05)Ba_(0.95)Fe O_(3-δ)(LBFO)-Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-δ)(GDC)双相透氧膜材料,并对不同比例的双相材料进行结构和性能表征。结果表明,LBFO和GDC之间具有很好的化学相容性,1300°C致密化烧结后未见杂质产生。两相可以相互结合形成致密陶瓷。GDC相含量的增加使材料的电导率、透氧率降低,但有助于材料结构稳定性的提高。当GDC含量为70wt.%时,该透氧膜材料在还原气氛下具有较好的稳定性,其透氧率在900℃时可以到达0.34 m L·min~(-1)·cm~(-2)。

    2020年06期 v.41 913-918页 [查看摘要][在线阅读][下载 1052K]
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  • Y_2O_3对Na_2O-BaO-CaO-B_2O_3-SiO_2封接玻璃析晶的影响

    李琳琳;程亮;冯碧霄;

    中温固体氧化物燃料电池在新能源发展领域中占据重要的地位,而良好的封接玻璃对于其商业化发展影响显著,以Na_2O-BaO-CaO-B_2O_3-SiO_2封接玻璃为基础,结合热膨胀曲线、物相分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段,探究Y_2O_3对其析晶行为的影响。结果表明,Y_2O_3的引入对于Na_2O-BaO-CaO-B_2O_3-SiO_2封接玻璃的热膨胀系数影响较小,均处于11.0-11.6×10~(-6)℃~(-1)之间,但根据其含量的变化与温度转变点的关系,Y_2O_3有助于提高玻璃的稳定性;XRD的结果显示,Y_2O_3的引入有利于析出Ba_(1.55)Ca_(0.45)SiO_4晶体,同时抑制Ba_(0.9)Ca_(0.1)SiO_3晶体的生成,再结合SEM可知Y_2O_3的引入有利于细化晶粒,促进单一晶体的析出,且Ba_(1.55)Ca_(0.45)SiO_4晶粒形貌呈片状生长,Ba_(0.9)Ca_(0.1)SiO_3晶体呈柱状生长。根据Y_2O_3-Na_2O-BaO-CaO-B_2O_3-SiO_2封接玻璃的热稳定性及其与半电池间的断面可知,当封接玻璃中Y_2O_3含量为1mol%时,其与固体氧化物燃料电池间的结合性良好。

    2020年06期 v.41 919-924页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K]
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  • 大孔ZIF-67及其超薄衍生物的光催化CO_2还原研究

    林生凤;

    通过调控模板法实现了对大孔ZIF-67结晶性和壁厚的可调,分别制备出单晶、壁厚的大孔ZIF-67和弱结晶、超薄二维大孔ZIF-67衍生物,并探究了Ni~(2+)负载对光催化还原CO_2的效率及选择性的影响。结果表明,相比于大孔ZIF-67的CO产量(3502.5μmol·h~(-1)·g~(-1)),ZIF-67衍生的弱结晶、超薄二维大孔Co基聚合物有更高的催化活性,CO产量提高到5380.0μmol·h~(-1)·g~(-1)。其高光催化活性可能源于弱结晶性和超薄结构带来的更多暴露晶面和活性位点,此外,Ni~(2+)负载并不影响CO_2的还原效率,在一定范围内负载量的增加可提高其催化选择性。

    2020年06期 v.41 925-934页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
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  • 钪酸铋-钛酸铅高温压电陶瓷的相结构和高温压电稳定性

    刘康;蓝振成;陈开远;王辉;于强;刘来君;

    高温压电陶瓷在燃油喷射系统、柴油机减震、航天飞行器性能监测方面具有重要的作用。本文采用传统固相反应法合成了准同型相界(MPB)附近的(1-x)BiScO_3-xPbTiO_3 (x=0.60-0.66)高温压电陶瓷。采用Rietveld精修确定了单斜相和四方相的共存并给出了原子位置和两相的比例与组分的关系。基于两个动态等效能态之间的耦合来提高极化率,明确了该组分范围压电和铁电性能增强的机制。BS-PT (x=0.64)的陶瓷具有最佳的室温压电和铁电性能:T_c=430℃,d_(33)=450p C/N,k_p=62%,P_r=38μC/cm~2,E_c=22.7 kV/cm;热退火的d_(33)在370℃保持不变,在410℃急剧降低,比普通的PZT陶瓷的使用温度要高出220℃,是理想的高温压电陶瓷材料。

    2020年06期 v.41 935-944页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K]
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  • Fe_2TiO_5/C空心球光催化剂的可见光光催化和重复利用性能研究

    赵迁迁;江峰;尹丽;蓝善芳;陈俊华;冯果;刘梦婷;胡庆;刘健敏;江伟辉;

    利用含碳前驱体(Fe(OC_2H_5)_3,Ti(OC_4H_9)_4)作为原位碳源,通过非水解溶胶-凝胶(NHSG)方法制备Fe_2TiO_5/C空心球。利用FE-SEM,TEM,EDS以及XPS测试样品的微观结构及化学组成,在可见光下降解染料,并通过UV-Vis测试其光催化活性及重复利用性,利用EDS、XPS及FT-IR测试样品的稳定性。与P25相比,Fe_2TiO_5/C光催化剂展示了较高的光催化降解效率。具有高导电性的C均匀分布在样品内且以界面碳的形式存在,促进了光生电子-空穴的分离,避免晶格畸变引起的电子-空穴复合。同时,Fe_2TiO_5/C空心球的表面氧空位和Fe~(2+)/Fe~(3+)形成动态氧化还原循环促进了光生载流子的迁移,也提高了其光催化性能。Fe_2TiO_5/C空心球也显示出较好的可重复使用性,经过十次降解循环后,其光催化性能没有明显的下降,回收后样品的表面组成,元素价态,官能团和化学键保持不变,确保了Fe_2TiO_5/C空心球具有优异的重复利用性能,表明该材料具有广阔的应用前景。

    2020年06期 v.41 945-953页 [查看摘要][在线阅读][下载 1431K]
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艺术与设计

  • 宋陶瓷盏托的形制与文化功能探析

    喻宏;詹伟;钟萍;

    伴随着茶事在宋代的盛行,茶文化对陶瓷盏托造型形制、功能、设计、审美等有着巨大的影响。本文通过对宋陶瓷盏托特征的梳理,从相关窑场形制的对比、比例尺寸的安排、局部形制的取舍以及文化内涵几个方面比较分析宋代陶瓷盏托的设计之美,探究其从生活实用到精神境界提升所表现出的新儒学审美意识与文化内涵。

    2020年06期 v.41 954-959页 [查看摘要][在线阅读][下载 1557K]
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  • 浅谈曜变建盏的复原工艺

    陆金喜;

    曜变建盏作为建窑的最高艺术成就,在中国乃至世界陶瓷文化领域占有极其重要的地位,其传世作品极其稀少,复原仿烧难度极高。本文从建盏的传统技艺入手,采用遗址原矿,结合传统柴窑烧制工艺,分析了曜变建盏坯釉料组成、烧成制度与气氛、铁质着色元素等对复原成品的影响。

    2020年06期 v.41 960-964页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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  • 《陶瓷学报》投稿指南

    <正>《陶瓷学报》是由景德镇陶瓷大学主办的综合性陶瓷科技期刊,偏重于学术研究与应用。《陶瓷学报》于1980年创刊,现为双月刊,系中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国高校特色科技期刊、江西省优秀期刊及重点期刊。凡向《陶瓷学报》投稿者,须注意以下事项:1、本刊侧重刊发陶瓷科技论文,兼及陶瓷艺术类学术论文。稿件包括陶瓷材料及工艺、陶瓷机械、陶瓷标准与检测、陶瓷艺术及理论等,涵盖先进陶瓷、日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、古陶瓷、艺术陶瓷等诸多领域。

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