JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
孙继杨, 崔忠慧, 郭向欣
锂空气电池具有远高于锂离子电池的理论能量密度,是新一代高比能储能体系研发的热点。其中,以有机液体电解液为基础的非水系锂空气电池具有优异的可充电性能,最受人们关注。但研究发现常用的有机电解液在工作时易自身发生分解形成碳酸盐,严重损害电池的可逆性。同时,有机电解液的易燃性、易挥发性以及难以阻挡空气中H2O、CO2等非氧组分对锂负极的侵蚀等不足,更不利于高性能非水系锂空气电池的开发。使用无机陶瓷固体电解质构筑全固态锂空气电池有望从根本上解决上述问题,推动锂氧电池向锂空气电池发展。本文从电池结构、电极和电解质材料及反应机制等方面概述陶瓷电解质基固态锂空气电池近来的研究进展及其面临的挑战。
雷蕾, 田欣利, 王龙, 王望龙
工程陶瓷具有硬度高、耐磨性好、性能稳定等许多优异的性能,因而在各个行业中都得到了广泛的应用。在国内外学者的相关研究基础上,工程陶瓷加工技术的新方法得到了长足发展。由于工程陶瓷具有的显著硬脆特性,机械加工是最为常用的传统加工技术。结合最近几年相关文献与资料,本文阐述了国内外关于高速/超高速磨削、深切缓进给磨削、高速深磨磨削等工程陶瓷机械加工技术的相继发展情况。此外,还阐述了基于边缘碎裂效应的切割-推挤式加工和能量辅助切削加工两项新型加工技术。
商恒, 员文杰, 朱青友, 邓承继, 祝洪喜
结合组分高熔点、低热导率和抗侵蚀等优点,铝酸钙/镁铝尖晶石复相材料在高温工业中具有十分广泛的应用前景。以轻烧白云石、氧化铝和氧化锡为原料,在1300-1600℃烧结合成铝酸钙/镁铝尖晶石复相材料。利用X射线衍射和扫描电子显微镜等测试方法,研究添加氧化锡对铝酸钙/镁铝尖晶石复相材料的物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明:因氧化锡的分解,反应烧结过程中试样的失重和收缩率均有明显相应变化。氧化锡不仅促进六铝酸钙和镁铝尖晶石的形成,同时通过对反应进程的影响使复相材料包含一铝酸钙和CaSnO3等更多组元。另外,由于SnO2固溶于六铝酸钙和镁铝尖晶石中,改变物相形貌。随SnO2加入量的增加,复相材料显气孔率先增大后降低。当SnO2加入量为35%,1600℃烧结复相材料耐压强度高达240 MPa。
陈婷, 徐彦乔, 江莞, 江伟辉, 谢志翔
以氯化锌为原料、氨水为碱源,添加非离子表面活性剂十二胺(DDA)为模板剂经160℃水热24 h制备了氧化锌纳米粉体。通过X射线衍射(XRD)分析了产物的组成结构,并采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品的显微形貌进行了表征。实验结果表明,制备的样品为六方纤锌矿结构的氧化锌。在不添加DDA的条件下,水热产物为长2-10μm、直径0.5-0.8μm的一维纳米棒;随着DDA添加量的增大,样品的均匀性提高,同时由纳米棒转变为纳米颗粒,粒径大小为80-100 nm。室温下该纳米颗粒具有优异的光催化性能,在光照240 min后对质量浓度为10 mg/L的刚果红的降解率达到100%。
李任伟, 宫文彪
采用大气等离子喷涂技术,分别使用传统的纳米氧化钇部分稳定的氧化锆（下文简称YSZ）和在YSZ中加入25wt.%CeO2（下文简称CSZ）在高温合金钢表面制备两种热障涂层。将两种涂层在900℃下进行热震试验,使用SEM和EDS技术分析YSZ和CSZ陶瓷涂层的抗热震性能。结果表明,CSZ在热循环第63次时失效,而YSZ在第21次失效,新型的CSZ涂层抗热震性能明显优于YSZ。CeO2可以提高Y2O3部分稳定ZrO2的抗热震性能。
贺常付, 江国健, 沈晴昳, 周鹏, 罗佳文, 涂添哲, 赵前程, 宋晖, 刘思宇
为了克服凝胶注模成型工艺中采用丙烯酰胺体系(PAM)有机物体系存在的用量大、制备过程污染较大和固化温度较高等问题,本文合成了羧甲基纤维素-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物(CMC-g-PMMA)代替原来的丙烯酰胺体系,研究CMCg-PMMA和PMA体系在粘度、Zeta电位和沉降高度方面存在的差异,确定了在CMC-g-PMMA体系下的最佳工艺参数。对坯体和烧结体形貌、显微结构进行了表征,研究结果表明,CMC-g-PMMA体系在坯体和烧结体强度方面要优于PMA体系,经真空搅拌脱气得到的坯体强度由31.55 MPa到37.58 MPa,烧结体强度由350.86 MPa提高到452.18 MPa,两者分别增加了1/5和近1/4,改善了坯体的加工性能和提高了烧结体的强度。
曾涛, 王硕, 冯诗乐, 施玮, 陈云霞, 苏小丽
以单丁基三氯化锡、氟化铵、无水甲醇、超纯水为原料制备反应热喷涂液,采用高温喷雾裂解工艺在玻璃基底上制备氟掺杂氧化锡（FTO）透明导电薄膜,研究了氟掺杂浓度对所制备FTO透明导电薄膜光、电性能的影响。研究结果表明,制备透明导电薄膜的最佳工艺参数为:基底温度500℃、掺杂浓度24 atom%、锡前体浓度0.5 M、喷涂次数60次及醇水比2:1,对应的透明导电玻璃方块电阻Rsh=11.3Ω/sqr,可见光区平均透光率Tave=77.80%,品质因数ФTC=7.2×10-3/Ω,评估指标均接近商品级别。
杨锐, 江国健, 沈晴昳, 魏曹平, 王友丰, 涂添哲, 赵前程, 宋晖, 刘思宇
以轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁与外加剂为原料制备了改性硫氧镁胶凝材料,研究了改性硫氧镁胶凝材料中轻烧氧化镁粉与七水硫酸镁的最佳配合比,以及外加剂对硫氧镁胶凝材料性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对样品进行微观形貌和物相分析。结果表明:轻烧氧化镁粉掺量的增加有利于硫氧镁胶凝材料试件强度的提高,而硫酸镁溶液浓度的降低使得硫氧镁胶凝材料试件强度呈负增长趋势。当轻烧氧化镁粉与七水硫酸镁及拌合水的摩尔比为11∶1∶8,复合外加剂为9∶1时,硫氧镁胶凝材料试件的28 d抗压强度可达到118.5 MPa,软化系数0.95以上,改性后硫氧镁胶凝材料的力学性能和耐水性明显提高。
王子晨, 阮万兴, 郭兴忠, 杨辉, 杨新领, 郑浦, 高黎华
以纯碳粉作为原料、酚醛树脂为粘结剂、聚乙烯醇(PVA)为造孔剂,通过液相渗硅制得碳化硅/石墨复合陶瓷材料,考察了PVA的含量对复合陶瓷烧结性能和显微结构的影响。研究发现,以PVA为造孔剂,高温可以使PVA挥发,在坯体中形成空腔,有利于硅的渗入,并与碳进行反应,从而形成碳化硅,最终制备出碳化硅/石墨复合陶瓷材料;随着PVA含量的增加,碳化硅/石墨复合陶瓷烧结性能和力学性能提高,当PVA达到15%时,各项性能达到最佳。此外,PVA的含量不影响复合陶瓷的物相组成。所制备的碳化硅/石墨复合陶瓷材料可应用于机械密封等领域。
任杰, 陈敏, 方民宪, 王淅茹
以偏钒酸铵、石墨和二氧化钛为原料通过碳热还原法制备了单相碳化钒钛固溶粉体。结合DSC、XRD、SEM分析方法研究了碳化钒钛粉体制备过程中低温一次还原与高温二次还原的物相组成,优化了配碳系数。结果表明,和偏钒酸铵直接碳热还原及二氧化钛直接碳热还原相比,偏钒酸铵和二氧化钛混合粉料碳热还原反应物之间的接触面积增加,有利于还原反应的进行。当配碳系数为0.8时经高温二次还原形成结晶较好的单相碳化钒钛固溶体。