JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
李智, 刘杰, 董龙浩, 张海军, 刘江昊
激光增材制造技术具有加工效率高、原材料利用率高及制品尺寸精度高及形状可控等优点，从而为三维过渡金属基材料的成型提供了新方法，并可与表面改性技术相结合以制备具有可控三维结构、高比表面积及优异传感器性能的过渡金属三维器件。基于此，本文对三维过渡金属器件的激光增材制造方法、表面改性方法及器件制品的传感器性能和应用研究进行了综述，并对于过渡金属基三维器件在生物传感器领域的应用前景进行了展望。
邹文劲, 杨平, 吕东霖, 褚骆靖
Si3N4陶瓷的低韧性会导致其在使用过程中发生灾难性断裂，从而限制了Si3N4陶瓷在结构材料领域的广泛应用。高韧性的Si3N4陶瓷必须通过液相烧结制备，而粉体的质量、烧结助剂和烧结工艺会影响Si3N4陶瓷烧结过程和性能。目前，Si3N4陶瓷增韧机理主要有颗粒弥散增韧、晶须或纤维增韧、相变增韧和自增韧。详细分析了Si3N4粉体、烧结助剂、Si3N4陶瓷织构化对Si3N4陶瓷断裂韧性的影响规律，并对上述四种增韧机理和金属增韧方法进行介绍和对比，对高韧性Si3N4陶瓷的发展进行了展望。
周小坚, 张小珍, 刘华锋, 陈仁华, 韩博涛, 王少华, 李璐
以偏钛酸为钛源采用固相法制备了金红石型Ti1-2xCrxSbxO2（x=0.050、0.075、0.100、0.125）纳米黄色色料，主要研究了Cr/Sb共掺杂量和煅烧温度对Ti1-2xCrxSbxO2色料的晶型结构、呈色性能和显微形貌等的影响。结果表明，5.0 mol%-12.5mol%Cr/Sb共掺杂都可获得金红石型钛铬黄色料。Cr/Sb掺杂量增加，色料的红度值（a*）和黄度值（b*）均呈现先增大后减小的变化趋势。随着煅烧温度从950℃升至1200℃，色料的明度值（L*）逐渐减小，a*值逐渐增加，而b*值先增大后又明显减小。适量的Cr/Sb掺杂可有效抑制色料晶粒生长。当煅烧温度为1100℃时，合成的Ti0.8Cr0.1Sb0.1O2色料的b*值达到46.64，呈现出深黄色色调，晶粒平均粒径仅211 nm左右，近红外反射率可达69%以上。合成的钛铬黄色料具有良好的耐酸碱溶液腐蚀性能，且在透明釉中表现优异的稳定性和呈色性能。
周小坚, 张小珍, 刘华锋, 陈仁华, 韩博涛, 王少华, 李璐
以偏钛酸为钛源采用固相法制备了金红石型Ti1-2xCrxSbxO2(x=0.050、0.075、0.100、0.125)纳米黄色色料，主要研究了Cr/Sb共掺杂量和煅烧温度对Ti1-2xCrxSbxO2色料的晶型结构、呈色性能和显微形貌等的影响。结果表明，5.0 mol%-12.5mol%Cr/Sb共掺杂都可获得金红石型钛铬黄色料。Cr/Sb掺杂量增加，色料的红度值(a~*)和黄度值(b~*)均呈现先增大后减小的变化趋势。随着煅烧温度从950℃升至1200℃，色料的明度值(L~*)逐渐减小，a~*值逐渐增加，而b~*值先增大后又明显减小。适量的Cr/Sb掺杂可有效抑制色料晶粒生长。当煅烧温度为1100℃时，合成的Ti0.8Cr0.1Sb0.1O2色料的b~*值达到46.64，呈现出深黄色色调，晶粒平均粒径仅211 nm左右，近红外反射率可达69%以上。合成的钛铬黄色料具有良好的耐酸碱溶液腐蚀性能，且在透明釉中表现优异的稳定性和呈色性能。
刘威, 曹春娥, 陈云霞, 卢希龙, 施玮
采用微波水热法制备了一种Fe-Tb共掺杂Y2Zr2O7橘红色料，研究了水热条件对Y2Zr1.85Fe0.15O7产物形貌的影响，以及引入Tb后对Fe在Y2Zr2O7中掺杂上限的影响。结果表明：以尿素作为沉淀剂有利于提高Y2Zr1.85Fe0.15O7产物的分散性，且在正丙醇和水以3:1体积比为混合溶剂的条件下，得到了粒径1μm～2μm的单分散球形产物。此外，在尿素与阳离子摩尔比达到100时，产物粒径减小至1μm以下，异形产物不再生成。非晶态水热产物在1100℃下经3小时热处理后高度晶化，产物的单分散球状形貌仍能保持。Fe在Y2Zr2-xFexO7产物中的掺杂上限为0.15,Tb的引入能够提高掺杂上限。当Tb的引入量为0.25时，掺杂上限提升至0.35，对应的产物化学式为Y1.75Tb0.25Zr1.65Fe0.35O7。该产物与无色透明熔剂混合经热处理后表现出橘红色调，L~*值、a~*值及b~*值分别为61、31及29。
石小涛, 章婷, 鲁子涵, 孙千, 吴建青, 范学运, 方豪
基于传统铁红花釉的釉式，通过调整SiO2/Al2O3比成功制备了传统铁红分相花釉，并采用X射线衍射、扫描电子显微镜与能量色散X射线荧光分析对样品典型局部区域进行表征。结果表明：硅铝比对釉面外观的影响明显，且当SiO2/Al2O3摩尔量比值为8.6时，釉面最易呈现“红斑”效果。釉面“红斑”主要是在1120℃～920℃范围的降温阶段由“无斑点”向“小斑点”及成片“大斑点”逐渐变化形成的；釉面析出赤铁矿晶体，不同颜色斑点区域的铁元素含量差异较大，由内到外的铁元素含量分别是6.86 wt.%、27.68 wt.%和17.95 wt.%。
雷绍俊, 许潇, 程明阳, 朱成就, 印四华
陶瓷辊道窑是瓷砖生产过程中最为重要的设备，在辊道窑烧成带中，由于其工况复杂以及长期处于满负荷运行状态，发生异常的概率较大并且异常原因往往难以诊断。以能源为基础的(火用)损拆分技术有良好的检测性和隔离性能。为此以陶瓷辊道窑为研究对象，提出了一种基于(火用)分析的异常检测与隔离方法。首先基于能量及质量守恒，建立烧成带输入输出动态平衡方程。其次，将辊道窑烧成带的数据抽象为系统(火用)，构建(火用)异常向量，作为异常检测方法的诊断指标。最后，利用某陶瓷企业的辊道窑烧成带数据进行实验。实验结果表明：所构建(火用)异常向量表，实现了异常的检测与隔离，在实际应用中体现了较好的检测性和隔离性。
秦伍
利用阻隔法制备了无中间过渡层的高渗透通量氧化铝微滤膜。在大孔氧化铝支撑体表面包覆一层PVB薄膜，再通过浸渍涂膜法在PVB薄膜上包覆一层氧化铝膜前驱体，经过煅烧后，PVB薄膜被氧化分解，在支撑体表面形成了无中间过渡层的氧化铝微滤膜。该氧化铝膜的平均孔径为0.26μm，纯水通量为（1468±81） L·m-2·h-1·bar-1，显著高于其他工艺所制备的陶瓷膜。氧化铝微滤膜的高纯水通量主要得益于陶瓷膜没有中间过渡层的存在，支撑体大孔较少被成膜颗粒堵塞，过滤阻力显著减小。
秦吉, 何星, 常鹰
以乳酸石膏为原料，采用加压水溶液法制备α-半水石膏(α-HH)，用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和激光粒度仪对制备的样品进行了表征，通过抗折强度测试仪测试α-半水石膏样品的2 h抗折强度。研究了有机酸含量对α-半水石膏晶体形貌和结晶性的影响，以及丙三醇含量对α-半水石膏晶体分散性与结晶性的影响。结果显示，添加0.11 wt.%有机酸制备得到的α-半水石膏，其晶体平均粒径为29.36μm，长径比接近1，结晶性较高，2 h抗折强度为5.68MPa；在添加0.11 wt.%有机酸基础上通过掺入1.40 g丙三醇改善了晶体的分散性，促进晶体发育更加完整，结晶性进一步提升，得到了2 h抗折强度为6.47 MPa的α-半水石膏。
常卓雅, 黄菲, 张志彬, 王鑫宇, 闻昕宇, 宋贵常, 李明宇
透辉石陶瓷材料具有良好的机械性能和化学性能，已被广泛应用于建筑陶瓷、日用陶瓷、微晶玻璃等领域。系统研究透辉石结晶生长过程的影响因素，可为透辉石陶瓷材料的加工、工艺设计和应用提供结晶机制的理论依据。以天然岩石为原料，采用熔融法制备透辉石晶体，研究熔融温度对透辉石生长机制的影响。运用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子探针(EPMA)、差热分析仪(DSC)等方法，研究分析了不同熔融温度下透辉石的结晶生长过程。结果表明：熔融温度在1210℃～1250℃内，随着温度的升高，透辉石的微观形貌存在明显差异，主要表现为晶体形态逐渐由骸晶发育成枝晶，自形程度呈半自形向自形变化。当熔融温度为1230℃时，透辉石的晶体形态呈现不同的演化趋势，这是因为生长过程中溶质在熔体内富集不均匀，柱状透辉石晶面失稳，生成胞状界面并沿失稳界面生长，最终形成树枝状枝晶。