JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
李辰冉, 谢志鹏, 赵林
碳化硅陶瓷材料具有优异的高温力学性能、热学性能以及化学稳定性,在化工、冶金、机械、能源、环保等工业领域以及半导体、光电子等现代科技领域得到了广泛应用。本文从SiC晶体结构特征及粉体烧结特性入手,详细论述了碳化硅陶瓷的重要烧结工艺的研究进展,既包括主流的反应烧结、无压烧结、热压烧结、热等静压烧结,又包括最新发展起来的放电等离子烧结和振荡压力烧结技术,并着重介绍了各项烧结技术的烧结特性、烧结机理、材料与产品性能等方面,最后对碳化硅陶瓷材料的发展进行了展望。
陈敏翼
聚合物转化陶瓷具有抗氧化、耐腐蚀、耐高温等优异性能,这使其在发现以来的短短50年时间里得到迅速发展,在航空航天、机械、能源、信息和微电子等领域表现出重要的应用价值。近年来,随着3D打印(增材制造)技术的兴起,3D打印制备聚合物转化陶瓷的研究逐渐开展,突破了聚合物转化陶瓷异形部件制备的技术瓶颈,为聚合物转化陶瓷关键零部件的生产与应用开辟了新途径。本文针对3D打印技术在聚合物转化陶瓷制备领域中的应用,重点阐述了利用立体光固化技术与墨水直写技术制备聚合物转化陶瓷的研究现状与进展,并对今后聚合物转化陶瓷3D打印技术的发展进行了展望。
陈克丕, 李泽民, 马金旭, 刘腾飞, 张建军, 李翠伟, 张孝文
以高熵合金为代表的高熵材料是最近15年来材料科学研究的热点。相比于高熵合金的迅猛发展,高熵陶瓷的研究才刚刚起步,但在新体系探索、组成-结构-性能关系上都取得了不小的进展。本文从高熵陶瓷的内涵、新体系、应用和发展方向等方面进行了总结与评述。
王力潇, 白彬, 徐晨
二氧化铀是目前使用最广泛的核燃料,但传统的二氧化铀核燃料热导率低,存在严重的事故隐患。福岛核事故以后,人们提出了事故容错燃料的概念。考虑到二氧化铀基核燃料大规模使用的现状,研究者们开始关注对现有的二氧化铀体系芯块的改进,通过增大晶粒尺寸或引入第二相来提高芯块的导热性。然而,利用传统烧结方法制备掺杂的二氧化铀基复合芯块还存在很多问题和不足。近几年,随着场辅助烧结技术的发展,一些学者开始尝试利用微波烧结、放电等离子烧结、闪烧等场辅助烧结技术制备二氧化铀基复合芯块,并在二氧化铀-碳化硅等类型的复合芯块上取得了一些实质性的进展。
胡浩, 江向平, 陈超, 涂娜, 陈云婧, 黄枭坤, 聂鑫, 刘芳, 苏春阳, 庄俊生
铋层状压电陶瓷在高温电子器件领域中占有十分重要的,其高温电导和弛豫行为对陶瓷的电学性能有着直接影响。本文采用固相法制备了Na0.5Bi8.5Ti7O27共生铋层状无铅压电陶瓷,通过X射线衍射、X射线光电子能谱以及高温阻抗等测试手段,系统地研究了陶瓷内部的缺陷与其电导和弛豫的内在联系。结构分析表明陶瓷样品形成了单一的铋层状结构,其内部存在少量的Ti3+离子;阻抗分析表明在400-620℃温度范围内,电导机制源于氧空位一级电离的贡献,其电导激活能为1.11 e V,表现为单一的电导机制,而弛豫机制在相同的温度范围内表现出两种不同机制,在400-540℃温度范围内,弛豫机制源于氧空位的短程跃迁,其弛豫激活能为1.12 e V,在540-620℃温度范围内,弛豫机制归于Ti离子的变价,其弛豫激活能为0.73 e V。
胡浩, 江向平, 陈超, 涂娜, 陈云婧, 黄枭坤, 聂鑫, 刘芳, 苏春阳, 庄俊生
铋层状压电陶瓷在高温电子器件领域中占有十分重要的,其高温电导和弛豫行为对陶瓷的电学性能有着直接影响。本文采用固相法制备了Na0.5Bi8.5Ti7O27共生铋层状无铅压电陶瓷,通过X射线衍射、X射线光电子能谱以及高温阻抗等测试手段,系统地研究了陶瓷内部的缺陷与其电导和弛豫的内在联系。结构分析表明陶瓷样品形成了单一的铋层状结构,其内部存在少量的Ti3+离子;阻抗分析表明在400-620℃温度范围内,电导机制源于氧空位一级电离的贡献,其电导激活能为1.11 e V,表现为单一的电导机制,而弛豫机制在相同的温度范围内表现出两种不同机制,在400-540℃温度范围内,弛豫机制源于氧空位的短程跃迁,其弛豫激活能为1.12 e V,在540-620℃温度范围内,弛豫机制归于Ti离子的变价,其弛豫激活能为0.73 e V。
陈婷, 白日胜, 徐彦乔, 江伟辉, 江莞, 张筱君
本文通过一步法制备了CsPbBr3钙钛矿结构纳米晶,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计以及荧光光谱仪系统研究了反应温度、油酸（OA）与油胺（OLA）添加量对CsPbBr3纳米晶的物相结构、显微形貌和光学性质的影响。结果表明,随着反应温度的逐渐升高,纳米晶的荧光强度逐渐增强;当反应温度为120℃时,纳米晶的荧光性能最佳;同时,反应温度的升高促进了纳米晶的生长,其粒径由22 nm增加至25 nm,因此发光峰位由518.4 nm红移至527.4 nm。此外,配体OA和OLA添加量对CsPbBr3纳米晶的荧光性能有着重要的影响,当OLA和OA添加量为溶剂的10%时,纳米晶的荧光性能最佳。
张乙飞, 张志彬, 黄菲, 常卓雅, 闻昕宇, 侯志刚
本实验以铁矿围岩为主要原料,在氧化气氛中经1270℃高温烧成反应制备出钙长石微晶釉,并运用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FM-SEM)分别表征釉面的矿物相组成和显微结构。结果表明,釉层主要新生结晶矿物为钙长石和少量的赤铁矿,并含有残余的熔融石英颗粒。板条状钙长石晶体密集堆叠生长,形成100-500μm的聚集体分布于釉层表面。部分晶形发育的钙长石晶体,晶枝沿晶核呈放射状延展生长,单晶粒度在50-100μm。
王超
针对传统陶胎结晶釉基本为白瓷胎体、颜色单一、1300℃以上高温烧成、流釉严重的问题,制备了最高烧成温度1220℃、氧化气氛烧成、釉面光滑、成品率高的陶胎结晶釉。实验发现,着色剂氧化铁可使釉面呈现紫底金花,而氧化铁和氧化亚镍的组合可使釉面呈现深蓝底蓝黄花的美丽效果,且底色不透明。利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)重点对典型样品釉层玻璃相的微观结构进行了表征。研究结果表明:陶胎结晶釉晶体以针状结构为主,三角形及多边形片状晶体夹杂其中。陶胎结晶釉玻璃相蓝、紫底色并非完全由呈色剂氧化铁、氧化亚镍的化学着色造成,玻璃相中存在大量分相结构,包括约300 nm富硅相微球、孔径约70 nm联通状海绵网孔架构、平行于釉层生长的微米级ZnFe2O4尖晶石晶体等。大量分相微纳米结构对光的综合散射作用是使釉面呈现不透明蓝、紫底色的主要原因,具有典型的结构呈色特征。
朱桂兵, 汪春昌, 童磊
采用溶胶凝胶法制备10mol%的Gd离子掺杂CeO2（GDC10）纳米陶瓷,并通过一系列测试方法表征了焙烧粉体的物相、形貌、晶粒尺寸及比表面积,测试了样品的介电参数,研究了其在温度为300-900 K,频率为1×10～2-1×10～6 Hz的环境下的介电性能和介电弛豫的形成机制。结果表明,Gd离子可以掺杂进CeO2晶格中,产生大量的游离氧空位;样品的介电常数在中低温区发生抛物线式的增高现象;而良好的湿敏特性在一定程度上会抑制介电弛豫的形成和介电常数的升高。