JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
吴荣, 陈超, 杨修春
近年来,超级电容器(SCs)由于功率密度高、充放电速度快和循环稳定性好等特点而受到广泛关注。本文首先对电容器的电荷储存机理进行了简单介绍,接着详细介绍了金属有机骨架材料(MOFs)、二维过渡金属碳(氮)化物(MXenes)、金属氮化物(MN)、共价有机骨架材料(COFs)以及黑磷(BP)等几种有望获得高能量密度和功率密度的电极材料,并阐述了它们的优缺点。最后,对超级电容器未来的发展方向进行了展望。
王艳芝, 张旺玺, 孙长红, 梁宝岩, 李启泉, 穆云超, 孙玉周
六方氮化硼(hBN)、立方氮化硼(cBN)和聚晶立方氮化硼(PcBN)等系列氮化硼材料,具有优异的耐热、高硬度等多种物理性能,应用领域广阔。hBN有许多产品形态,如微粉、纤维、陶瓷、薄膜和纳米材料等。hBN可以通过添加触媒,采用静态触媒法超高压高温合成cBN,cBN是硬度仅次于金刚石的超硬材料。利用cBN的超硬特性,cBN经超高压高温再进行烧结,制备PcBN,得到理想的机械加工刀具材料。以hBN、cBN和PcBN三种主要氮化硼系列材料为研究对象,综述了氮化硼系列材料的合成制备方法、性能及应用研究进展。建议重点研发的相关课题有:hBN、cBN和PcBN之间的关联性转变、hBN的绿色合成、粗粒度cBN的合成,以及高韧性PcBN的合成等。
吕帅帅, 周宇翔, 倪威, 马立斌, 何竟宇, 倪红军
氮化铝陶瓷具有高导热率、高温绝缘性和优良介电性能、良好耐腐蚀性、与半导体Si相匹配的膨胀性能等优点,是理想的电子封装散热材料。本文对氮化铝陶瓷粉体制备、成型工艺、烧结等方面的关键技术做出了总结,其中着重总结了氮化铝陶瓷烧结方面的技术发展现状。最后对高导热氮化铝陶瓷制备技术进行了展望。
鄢春根, 袁鸿涛, 徐笑阳, 陈亮
固体氧化物燃料电池是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效地转化成电能的全固态化学发电装置,具有发电效率高、绿色环保等特点。本文对我国固体氧化物燃料电池专利的申请趋势、法律状态分布、创新主体、技术布局、技术发展路线等方面进行分析。研究表明,我国固体氧化物燃料电池技术发展迅速,但专利质量和管理水平有待提高。国内创新主体主要是高校和科研单位,而国外创新主体主要是企业。固体氧化物燃料电池主要在电池零部件、电解质、电极、电池堆、电池系统等方面布局。固体氧化物燃料电池的发展主要依靠工艺、结构、电解质和电极材料的改进。
张广君, 王卫杰, 王连, 侯兆雨, 鲍晓囡, 曾凡蓉, 胡光洲, 王绍荣
采用固相反应法合成的Bi0.7Er0.3O3（ESB）作为氧离子导体,La0.8Sr0.2MnO3（LSM）作为电子导电相,利用干压烧结法得到透氧膜;利用X射线衍射对ESB粉体的相组成及其与LSM的相容性进行分析,采用扫描电子显微镜对透氧膜的微观结构进行观察,最后利用电化学方法对其透氧性能进行测试。结果表明:采用固相反应法可制备出单一相的ESB粉体,而氧浓度、温度、氧离子和电子导电相的比例等均对ESB–LSM双相混合导体陶瓷膜的氧气扩散通量有影响。质量比为8:2的ESB–LSM透氧膜在650℃、700℃、750和800℃下空气吹扫时的透氧速率分别为1.95×10-7 mol·cm-2·s-1、2.33×10-7 mol·cm-2·s-1、2.90×10-7 mol·cm-2·s-1和3.37×10-7 mol·cm-2·s-1。
付润定, 庄德津, 修向前, 谢自力, 陈鹏, 张荣, 郑有炓
对物理气相传输法(PVT)生长的AlN单晶进行了性质表征,研究了单晶中的杂质和缺陷、发光性质和晶体结构等,结果表明该AlN单晶具有较高的晶体质量。用蓝宝石陪片辅助方法对AlN单晶进行了化学机械抛光,得到了厚度均匀、具有器件质量表面的AlN单晶片。利用MOCVD在AlN单晶片上外延了Al组分约为18.2%的AlGaN薄膜,其生长模式符合StranskiKrastanow模式。利用应变梯度模型解释了AlGaN外延层中应变状态和表面裂纹的形成机制。
江福兰, 汪鹏彬, 江向平
采用固相法制备Ho3+离子掺杂铋层状结构Na0.5Bi8.5-xHoxTi7O27(NBT-BIT-xHo3+,0≤x≤0.02),研究了不同Ho3+含量对样品的结构、电学与上转换发光性能的影响。所有样品均为单相的共生结构,Ho3+掺杂未引入其他杂相;适量Ho3+离子掺杂使样品的居里温度升高、介电损耗降低、压电常数d33得到提高;当x=0.01时,样品具有最佳的综合电学性能,介电损耗tanδ=0.78%、压电性能d33=21pC/N、Qm=2887。在980 nm的红外激光对NBT-BIT-xHo3+陶瓷的激发下,从所有样品的上转换发光图谱可以观测到位于550 nm附近较强的绿光和657 nm附近较为微弱的红光,对应于5S2/5F4→5I8和5F5→5I8的跃迁。随着Ho3+离子浓度的增加,样品的发光颜色从黄绿色向绿色转变。
江福兰, 汪鹏彬, 江向平
采用固相法制备Ho3+离子掺杂铋层状结构Na0.5Bi8.5-xHoxTi7O27(NBT-BIT-xHo3+,0≤x≤0.02),研究了不同Ho3+含量对样品的结构、电学与上转换发光性能的影响。所有样品均为单相的共生结构,Ho3+掺杂未引入其他杂相;适量Ho3+离子掺杂使样品的居里温度升高、介电损耗降低、压电常数d33得到提高;当x=0.01时,样品具有最佳的综合电学性能,介电损耗tanδ=0.78%、压电性能d33=21pC/N、Qm=2887。在980 nm的红外激光对NBT-BIT-xHo3+陶瓷的激发下,从所有样品的上转换发光图谱可以观测到位于550 nm附近较强的绿光和657 nm附近较为微弱的红光,对应于5S2/5F4→5I8和5F5→5I8的跃迁。随着Ho3+离子浓度的增加,样品的发光颜色从黄绿色向绿色转变。
张磊, 范亚蕾, 黄月霞, 王德强
采用高温固相法制备Mg2+掺杂YF3:Er3+,Yb3+材料,以增大其在激光防伪领域的发射强度。通过980 nm半导体激光器激发的上转换发射光谱,可知Mg2+含量为1.0mol%时,其548 nm绿光和660 nm红光强度分别是未掺杂Mg2+样品的1.5倍和1.4倍。Mg2+的掺杂使得晶格产生收缩,降低Er3+和Yb3+周围晶体场对称性,增大4f-4f跃迁几率。并通过X射线衍射（XRD）探讨Mg2+含量对晶相的影响。通过差热分析（DTA）、发射光谱、XRD、扫描电子显微镜（SEM）,对于Mg2+含量均为1.0mol%但不同烧结温度的样品,合成温度为940℃时光强、结晶度、晶粒生长较好。通过荧光寿命曲线以及发射强度与激发电流的拟合结果,探讨548 nm绿光和660 nm红光的发光机理,并分析980 nm激发YF3:Er3+,Yb3+材料的能级跃迁过程。
廖继红, 钟志成, 陈洋, 屈少华
通过复合掺杂0.08mol%Y2O3和xmol%ln2O3,采用固相法制备Zn-Bi系压敏陶瓷,研究了烧结温度为1120℃保温3小时条件下,掺杂不同剂量ln2O3对ZnO陶瓷的晶粒大小、显微结构以及电性能的影响。研究表明随着复合掺杂ln2O3剂量的增大,ZnO压敏陶瓷样品的晶粒大小先减小后增大。少量复合掺杂Y2O3和ln2O3,晶粒的生长均匀细小,显微结构致密;晶界成分和结构得到了优化,改善了非线性特性。复合掺杂0.08mol%Y2O3和0.7mol%ln2O3的压敏陶瓷材料适合制作高电位梯度避雷器。其压敏电压梯度可达1080 V/mm,非线性系数为55,漏电流为0.60μΑ。