JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
郎杰夫, 谢志鹏, 罗旭东, 游杰刚
氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷（Mg-PSZ）具有优异的高温力学性能和抗老化性能,广泛应用于能源环保、冶金化工、机械电子、发动机及燃气轮机、石油开采等工业领域,也是氧化钇稳定四方多晶氧化锆（Y-TZP）及其他氧化锆陶瓷不可替代的重要结构陶瓷材料。从相图分析、ZrO2晶型转变到制备工艺对Mg-PSZ展开论述,重点阐述了Mg-PSZ的烧结过程及微观结构特征,同时对国际上知名的先进陶瓷企业的Mg-PSZ产品性能及应用进行综述,并介绍了国内Mg-PSZ应用发展状况。
陈星, 蒲江戈, 刘超, 马征, 周娟, 王绍荣
质子传导型固体氧化物电解池（H-SOEC）相比于氧离子传导型固体氧化物电解池（O-SOEC）优点甚多,但是其发展远落后于O-SOEC,这主要是由于技术上存在更多挑战,例如在含H2O和CO2的气氛中电解质的稳定性。近年来,质子传导型电解质由于其在中温下具有较高的离子导电性和较低的活化能,且在H-SOEC的氢电极侧直接生成干纯氢气等优势而引起广泛的关注。综述了关于质子传导型固体氧化物电解池中电解质材料的研究进展,重点关注了国内外研究者在BaCeO3、BaZrO3及其固溶体方面的最新研究成果和相关应用,并对潜在的研究方向进行了展望。
路欢欢, 曹春娥, 陈云霞, 施玮, 卢希龙, 苏小丽, 曾涛
陶瓷颜料中,红色颜料品种少且制备难度大。金红颜料是一种以金的胶体为着色剂的釉上彩颜料,它的呈色范围广,可获得棕色、粉红、黄色、紫红等色调。其色彩鲜艳、着色力强,是陶瓷釉上装饰颜料的名贵品种之一。本文概述了金红颜料的研究现状、呈色机理,综述了金红颜料的制备工艺、组成、金胶粒子的形貌与尺寸等因素对呈色的影响,并对金红颜料的应用现状进行了展望。
孙亚男, 赵小军, 周延春
在RE2O3-Al2O3体系中,当RE2O3︰Al2O3=2︰1时,可生成分子式为RE4Al2O9的稀土铝酸盐（其中RE=La、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb、Lu和Y）。RE4Al2O9系列化合物具有相似的晶体结构,均属于单斜晶系,空间群为P21/c。在RE4Al2O9的结构中铝原子位于Al O4四面体中心,两个Al-O四面体共用顶角的一个氧原子构成Al2O7双四面体;四个稀土金属原子中有三个与O以七重配位的方式结合构成十面体,另外一个则与O以六重配位方式结合构成八面体。本文旨在总结RE4Al2O9的晶体结构、制备方法,并介绍其性能及在热障/环境障涂层、固态激光、生物荧光标记等领域的重要应用前景。RE4Al2O9的合成方法主要有固相反应法、溶胶凝胶法、共沉淀法、燃烧合成法等。通过X-射线衍射分析和Rietveld精修可获得其晶胞参数和原子位置等数据。采用第一性原理计算,可预测弹性模量、热导率、热膨胀系数等性能。在RE4Al2O9材料中,研究最为全面的是Y4Al2O9,计算和实验结果均表明,Y4Al2O9具有较低的热导率、良好的高温稳定性、低的杨氏模量和较高的损伤容限。对于Nd4Al2O9、Gd4Al2O9、Tb4Al2O9等的研究主要集中于热学性能,对Yb4Al2O9、La4Al2O9、Lu4Al2O9、Sm4Al2O9等的研究相对较少,它们的力学和热学性能有待探索。另外,RE4Al2O9在升降温过程中会出现相变引起的体积变化,且变化可逆,该可逆过程对应相的具体成分和相变过程仍然未知。
王艳香, 杨金芳, 范学运, 李家科, 郭平春, 黄丽群, 孙健
染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells, DSSCs)因结构简单、生产成本低、高效、颜色多样、透明等优点而受到广泛关注和研究。电解质作为DSSCs的重要组成部分,主要承担还原染料和传输载流子的作用,是影响电池内部电子传输、染料再生、光电转化效率和电池长期稳定性的重要因素。液态电解质中有机溶剂的挥发泄露缩短了电池的使用寿命,限制了DSSCs的发展。固态电解质解决了液态电解质易挥发泄露的问题,在保证电池具有高效率的同时,改善电池的长期稳定性,更有利于产业化。介绍了DSSCs的基本结构和工作原理,概述了固态电解质的发展现状以及不同固态电解质的性能优点及存在的问题,展望了固态电解质在DSSCs中的发展趋势。
谈翔, 李月明, 孙熠, 包亦望, 万德田
以分析纯KNO3为熔盐,采用低温离子交换法对建筑陶瓷砖进行强化,在瓷砖表面形成一层压缩预应力,从而提高建筑陶瓷砖的强度。研究了陶瓷中的晶相、气孔相和玻璃相对离子交换过程的影响,以及离子交换时间、交换温度以及瓷砖中的Na2O含量等因素对瓷砖增强效果以及K+分布的影响。结果表明:K+-Na+离子交换主要发生在玻璃相中,晶相以及气相的存在对K+的扩散起阻碍作用;离子交换强化可有效地提升瓷砖的抗弯强度,抗弯强度随着交换时间、交换温度以及Na2O含量的增加,都呈现先增后降的趋势;交换层厚度随着交换时间的增加而增加,随着Na2O含量的增加先升后降;当瓷砖中Na2O含量为2.27wt.%时,经450℃,5 h处理后,其抗折强度可由72 MPa提升至128.5 MPa,提升率达78.5%。
陈子龙, 江向平, 陈超, 黄枭坤, 江羽键
采用传统固相法制备了(Na0.5Bi0.5)1-xLaxBi2Nb2O9(NBN-x La3+,x=0.00,0.04,0.08,0.16,0.24,0.32,0.40)陶瓷,分析了稀土离子La3+掺杂对Na0.5Bi2.5Nb2O9陶瓷的相结构、微观结构和电学性能的影响。XRD和拉曼结果表明La3+成功进入NBN晶格内部并减弱了结构的正交畸变。La3+掺杂引起的结构变化和氧空位浓度的降低使得陶瓷样品更易于被极化,压电活性提升。当x=0.24时,陶瓷的电学性能达到最佳:Tc=647℃,εr=328,tanδ=1.09%,d33=22.8 p C/N,Qm=3259。NBN-0.24La3+陶瓷压电常数d33在高温下表现出良好的温度稳定性,样品在500℃下退火2 h,压电常数d33仍能保持在20.3 p C/N,为初始值的89%。
燕颖, 任鑫, 阮雪君, 王曼玉, 姚政, 施利毅
研究了一种AN-103P分散剂用量对所制得的ZnO压敏电阻电气性能的影响,分析结果表明分散剂用量的增多会使ZnO压敏电阻的电位梯度和压比上升。进一步通过调节添加剂Sb2O3的含量、烧结温度和Al3+的用量对引起压比升高的原因进行了探究。结果表明,Al3+用量的增加会使压比明显降低,且漏电流较小,说明AN-103P分散剂用量增加使压比上升的现象是由分散剂引起施主浓度减小导致的,分散剂会阻碍Al3+的渗透。
薛俊鹏, 夏笑虹, 刘洪波
通过水热反应和简单的磷化处理合成了MXene@Sn4P3复合材料,材料呈现二维结构且纳米级Sn4P3颗粒在MXene表面均匀分布。利用MXene稳定的导电骨架结构,借助Sn4P3发生转化反应和合金反应两个电化学过程,在体系中贡献高比容量,最终获得了高倍率和高容量的电极材料。电化学测试结果表明:在1.0 A·g-1的电流密度下,材料经300次循环后容量保持率高于90%,表现出优良的稳定性;并且在5.0 A·g-1的大电流密度下,电极材料的比容量仍可达到537 mAh·g-1,倍率性能优异,展现出极佳的电化学性能。
黄慧诚, 周志文, 郭炜, 刘子雄, 王艳霞, 姚远卓, 魏志顺, 谌援
以金属盐为原料合成TiO2、ZnO、WO3前驱体,将其负载在自制的多孔泡沫石上制成多孔泡沫石基光催化剂。以甲基橙为降解对象,研究了甲基橙浓度和不同负载氧化物对光催化性能的影响,并探讨了多孔泡沫石基光催化剂的重复利用性。结果表明,甲基橙浓度越低,光催化效率越高,在甲基橙浓度为5 mg/L时,负载TiO2、ZnO、WO3的多孔泡沫石的光降解效率分别为26.25%、26.64%、11.01%;经4次重复使用,负载TiO2、ZnO、WO3的多孔泡沫石的光降解效率分别只下降了6.07%、5.06%、2.83%,多孔泡沫石基光催化剂展现出较好的光催化活性和稳定性。