JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
罗伟嘉, 郑思涌, 李玲霞, 周济
近年来，基于功能陶瓷材料丰富的电磁性能与极化机制构筑超材料引起了人们的广泛关注。这种陶瓷基介质超材料具有固有损耗低、结构简单、良好的多场可调性质以及环境适应性等诸多优势，在一定程度上解决了传统金属基超材料在高频场景下欧姆损耗大、结构设计复杂等实际应用问题，可为无源器件的开发带来新的设计思路，并拓展至更多应用领域。从功能陶瓷材料的不同分类出发，针对不同研究领域，综述了相应陶瓷基介质超材料在设计原理和构筑机理方面研究的最新进展。在此基础上，归纳提出了当前陶瓷基介质超材料的发展趋势，并对其应用前景进行合理展望。
王鲁杰, 刘学建, 乔竹辉
氮化硅是综合性能优异的结构陶瓷材料，而脆性依然是制约其应用的短板。引入延性金属颗粒被认为是改善陶瓷脆性的重要方法之一。近年来，研究者尝试将金属颗粒引入到氮化硅陶瓷中以改善其断裂韧性。然而，由于氮化硅陶瓷烧结温度远高于多数金属的熔点、热膨胀系数与金属不匹配以及二者之间高温化学不相容、界面润湿性较差等问题，为金属引入到氮化硅陶瓷带来了极大的困难。综述了近年来将不同金属引入氮化硅陶瓷的相关研究进展，重点总结了针对上述问题的研究思路及其改善效果，并对未来发展方向进行了展望。
秦笑威, 谢志鹏, 姚依旦, 雷辉聪, 范彬彬
氮化硅陶瓷因其具备优异的力学、热学、生物学特性而成为最具应用前景的先进陶瓷材料。论述了氮化硅陶瓷制备工艺中最关键的烧结技术，对各种烧结技术的原理和优缺点进行分析。结合氮化硅陶瓷材料的最新发展动态，综述了氮化硅作为高强度高韧性结构陶瓷在航空航天、国防军工领域和高导热与透波功能陶瓷在半导体封装领域及生物相容性良好的生物陶瓷在生物医疗领域的最新应用。
谢悦增, 饶德林, 林克辉, 张瑞尧, 张书彦
瓷砖在制造过程中因温度不均匀，或者材料不均匀(釉和本体)等会产生残余应力。近年来，随着大尺寸瓷砖板的迅猛发展，残余应力对其质量的影响受到较多关注。就此相关问题进行详细的分析和研讨，介绍了瓷砖残余应力产生的原因和国内外在瓷砖应力测量方面的主要方法，详细介绍了裂纹柔度法和三点弯曲法在测量瓷砖残余应力上的应用，也介绍了作者在运用高速钻孔法进行大瓷砖残余应力检测方面的实践，这些研究的开展将为改进瓷砖制造工艺，生产高品质大尺寸瓷砖提供保障。
孔勇, 肖卓豪, 程灵, 葛舒天, 李秀英, 董洪波, 孔令兵
微晶玻璃是一种由基础玻璃经可控热处理而得到的具有一定晶相含量及部分残余玻璃相的新型材料，与相同组成的陶瓷材料具有类似的显微结构，但由于微晶玻璃在制备过程中很容易实现零气孔和全致密，因而微晶玻璃可获得比陶瓷更为优异的综合性能。大部分微晶玻璃析晶后均为不透明状态，通过控制晶体尺寸及含量，或通过组成设计对析出晶体的折射率进行调节，部分体系的微晶玻璃可实现半透明甚至高透明。由于透明微晶玻璃既具有玻璃在成型和光学性能方面的优势，又具有陶瓷在机械性能和稳定性等方面的优点，因而在军事、工业生产、生物技术、日常生活等领域得到了广泛的应用。系统介绍了微晶玻璃的透明机理、组成体系及制备工艺，并对Li2O-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2、ZnO-Al2O3-SiO2等体系透明微晶玻璃研究进展及应用现状进行了深入讨论。
曾小军, 丁俊卿, 张祖梁, 张校烨, 孙良良
超级电容器在能源供电应用中显示出高功率密度和长期循环寿命。多元金属氧化物伴随多价阳离子、多种充电/放电动力学而成为有前途的超级电容器电极材料。然而，多元金属氧化物形貌难以控制，且调控方法过于复杂。以泡沫镍为基体，利用简单的一步水热合成法在其表面生长Co Mo Ox纳米结构。通过调控Co∶Mo摩尔比来实现对Co0Mo1Ox超薄纳米片、Co1Mo2Ox交织纳米片、Co1Mo1Ox纳米花和Co2Mo1Ox纳米柱结构的可控合成。其中，Co1Mo1Ox纳米花独特的结构使其表现出高的比电容和优异的循环稳定性，在电流密度为5 A·g-1下的比电容高达1628.8 A·g-1，优于大量先进的Co基和Mo基电极材料，且在2000圈的恒流充放电（GCD）测试后仍然能够保留93.5%的比电容。此外，Co1Mo1Ox纳米花和活性炭（AC）组装的非对称超级电容器（ASCs）表现出高的能量密度，在4 k W·kg-1的功率密度下能量密度高达79.3 k W·kg-1。该工作提供了一种多元金属氧化物纳米结构的可控合成策略，丰富了自支撑、无黏结剂、高储能特性的赝电容超级电容器电极材料。
张晶, 孙峰, 张伟儒, 徐学敏, 王梅
以α-Si3N4为原料，采用两步气压烧结在相对较低的温度下成功制备出自增韧α-Si Al ON陶瓷，研究了La2O3和Al2O3对α-Si Al ON陶瓷致密化、显微结构及力学性能的影响。结果表明，随着La2O3比例的升高，样品的相对密度、抗弯强度和维氏硬度均降低，断裂韧性则先升高后降低。当nY∶nLa比例为9∶1时，随着Al2O3加入量的增加，样品的相对密度、抗弯强度和断裂韧性升高，维氏硬度逐渐降低。当Al2O3加入量为3 wt.%时，样品的上述性能分别为99.7%、（1202±43） MPa、（8.0±0.3） MPa·m1/2和（17.5±0.2） GPa。当同时加入La2O3和Al2O3时，虽然降低了α-Si Al ON相含量，但促进了α-Si Al ON和β-Si Al ON晶粒的各向异性生长，获得了兼具高强、高硬、高韧特性的Si Al ON陶瓷。
何强, 聂京凯, 韩钰, 耿进锋, 崔建业, 田一, 秘立鹏
制备了Ge4+掺杂的(K0.4825Na0.4825Li0.035)(Nb0.8Ta0.2)O3（KNLNT）无铅压电陶瓷，详细研究了Ge4+掺杂对KNLNT陶瓷烧结和电性能的影响。研究表明，Ge4+离子掺杂可以降低KNLNT陶瓷的烧结温度、抑制碱金属元素的挥发，特别是Li元素的挥发；Ge4+离子作为受主掺杂，占据钙钛矿结构的B位，有利于Li+进入钙钛矿结构及提高成分的均匀性；当Ge4+离子掺杂量为0.2%时，KNLNT陶瓷具有较好的烧结性能和压电性能，其压电常数d33约为220 p C·N-1。这些结果为制备烧结性能和压电性能良好的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷提供了参考。
陈婧, 吕熙睿, 张佳平, 王浩宇, 张洁
采用化学气相渗透—前驱体浸渍裂解复合工艺制备了Si C_f/Si C复合材料，复合材料密度为2.5 g·cm-3，孔隙率为6%，表明复合工艺有效提高了复合材料的致密度。使用扫描电镜和透射电镜表征了复合材料的微观结构，Si C纤维由纳米级的Si C晶粒组成；热解碳界面相厚度约为300 nm，为层状结构，层片没有择优取向；CVI碳化硅基体纯度高、结晶度好；PIP碳化硅基体氧含量较高，为非晶相。在1300℃的水氧腐蚀环境下，由于水蒸气分压较高（90 vol.%）和气体流速较快(20 cm·s-1)，试样表现出持续失重，反应100 h后，总失重达2.36 mg·cm-2。在水氧腐蚀的初始阶段，相比于PIP碳化硅基体，CVI碳化硅基体表现出了更好的耐水氧腐蚀性能。
阎子豪, 陈庆, 骆丽杰, 李建保, 陈拥军
Co Se2具有494.4 m Ah·g-1的高理论比容量，有望成为高功率锂离子电池的理想负极材料。然而，其实际容量会在循环过程中迅速下降。MXene系Ti3C2Tx材料尽管比容量低(110 m Ah·g-1)，但具有出色的循环稳定性。因此，通过水热法将Co Se2颗粒原位生长在Ti3C2Tx基底上，成功制备了一种新型Co Se2/Ti3C2Tx复合材料作为锂离子电池负极，并显示出高比容量和良好的稳定性。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对Co Se2/Ti3C2Tx复合材料的组成、形貌和结构进行了表征，并研究了水热温度、水热时间对Co Se2/Ti3C2Tx复合材料形貌和性能的影响。通过恒电流充放电、循环伏安测试（CV）和电化学阻抗（EIS）对Co Se2/Ti3C2Tx复合材料的电化学性能进行测试。实验结果表明，当水热温度为200℃、水热时间为16 h时，Co Se2/Ti3C2Tx复合材料在0.3 A·g-1的电流密度下充放电循环1000次后，仍具有180.46 m Ah·g-1的较高比容量。