JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
雷辉聪, 谢志鹏
纳米陶瓷制备技术是改善陶瓷脆性以及提高陶瓷材料机械性能的有效手段。纳米陶瓷的分散复合技术与烧结工艺是制备纳米陶瓷的重要控制条件，均匀分散的纳米陶瓷复合粉体是制备纳米陶瓷的先决因素。目前，应用最多的分散复合技术主要有液相包覆和化学包覆。烧结技术主要包括有助于抑制晶粒长大的放电等离子体烧结、热压烧结以及振荡压力烧结、两步烧结、热等静压烧结。综述纳米陶瓷的发展、分类以及强韧化机理，通过实例来阐述液相分散复合技术以及烧结技术，并对液相分散复合技术与烧结技术所制备的纳米陶瓷显微结构以及性能进行分析和总结。
冯鑫, 李文凤, 郭会师, 侯永改, 曹金金, 侯超, 王延铭, 王敬轩
多孔陶瓷材料具有气孔率高、隔热效果佳、耐高温等优异性能，可作为工业窑炉的炉衬或隔热层，有效减少热损失，对节能降耗具有积极作用。但目前，隔热用多孔陶瓷材料存在气孔孔径偏大和力学性能不佳的问题，制备方法则是决定二者的关键。基于此，综述了隔热用多孔陶瓷材料制备方法的研究现状，对研究中存在的问题进行了分析，并对其发展趋势进行了展望。
周士杰, 王峰, 贺智勇, 王晓波
堇青石陶瓷是常见的低热膨胀陶瓷之一，其化学式为2MgO·2Al2O3·5Si O2。相对于SiC、Al2O3等常见的结构陶瓷，堇青石陶瓷具有较低的热膨胀系数和介电常数，被广泛应用于冶金、汽车、催化、环保以及电子等领域。不同应用领域对于堇青石的性能要求(热膨胀系数、介电常数、力学性能等)不尽相同。为了满足其应用需求，需要对堇青石陶瓷结构及相关性能进行调控，其中，掺杂是最为有效的方式。综述了堇青石陶瓷的制备工艺与应用领域，探讨了元素掺杂对堇青石陶瓷热膨胀性能、微波介电性能和力学性能的影响，以及目前存在的问题，并对未来的发展方向进行了展望。
余石金, 陈天瑞, 朱文珍, 童家浩, 何璇男, 程灵, 韦莺, 朱华
相较于单一金属氧化物，双金属氧化物具有协同改性的效果，特别是在光利用率、催化活性、灵敏度、响应强度、理论比容量、电化学循环性能等方面表现出优异性能。系统地介绍了具有异质结构的双金属氧化物和以NiFe2O4、NiCo2O4、CoMn2O4和Zn2SnO4为代表的同质双金属氧化物，包括其主要制备方法，如水热法、溶胶凝胶法、微波辅助法、电沉积法、静电纺丝法、模板法、共沉淀法、化学气相沉积法和高温热解法，以及制备方法对结构形貌的影响机理，最后总结了它们在环保与能源方面的应用。通过制备方法与工艺的选择来控制纳米结构形貌，提高相关性能，并希望这些策略可以扩展到其他纳米材料，为能源存储和环境保护领域的发展提供参考。
王文强, 肖卓豪, 肖晓东, 王三海, 陶歆月, 李秀英, 孔令兵, 董洪波
蓝色激光二极管（Laser Diode, LD）结合荧光转换材料能实现白色发光而被认为是下一代照明光源。目前，荧光粉加有机硅胶的封装模式由于热导率低而存在“效率骤降”，制约了高功率照明光源的发展。本研究以MgO-BaO-SiO2玻璃为基质，添加商用Ce:YAG荧光粉，经低温烧结制得荧光玻璃，并将荧光玻璃与450nmLD蓝光芯片耦合成电子器件。研究了Ce:YAG掺量对荧光玻璃物相组成及显微结构的影响，讨论了荧光玻璃及LD模块的发光性能。研究表明，所组装LD器件的光效达到125.31 lm·W-1、色温达到5286 K，色坐标为（0.33,0.33），适用于蓝光LD激发产生白光的应用。
郑江涛, 卢晶, 王胜佳, 金磊, 王柳
研究了低聚物与单体种类、分散剂、光引发剂及陶瓷粉体固含量对光固化打印陶瓷浆体流变性能的影响，分析了不同烧结温度对陶瓷样品理化性能的影响。当控制低聚物与单体质量比例为1:2，并使用2.5wt.%KH-560分散剂、2.5 wt.%TPO光引发剂时，可配制出固含量达50 vol.%的低黏度陶瓷浆料，能够满足打印要求。最高烧结温度为1550℃时，ZTA陶瓷烧结效果最好，相对密度达98.87%。含25vol.%ZrO2的ZTA陶瓷增韧效果最好，最高抗压强度、断裂韧性、维氏硬度分别为（541±20） MPa、（8.78±0.33） MPa·m1/2、（1876±36） HV 1/20。DLP光固化陶瓷打印技术可以实现复杂多孔陶瓷的快速高精度成型，在生物医疗、油水分离等方面有巨大的应用前景。
李楚星, 余金山, 王洪磊, 周新贵
连续SiC纤维增强SiC基复合材料（SiC_f/SiC）具有强度高、模量高、耐高温、抗氧化等优良性能，是航空航天领域极具潜力的高温结构材料。界面相是SiC_f/SiC复合材料极其重要的组成部分，具有保护纤维、承受载荷、传递应力等功能，特别是BN界面可有效提高SiC_f/SiC复合材料的力学性能。采用硼吖嗪和BCl3两种硼源，先通过化学气相沉积（CVD）工艺分别制备了BN界面层；再通过化学气相渗透（CVI）工艺沉积碳制备了SiC_f/C复合材料中间体；最后，通过气相渗硅工艺（VSI）制备SiC_f/SiC复合材料。通过红外光谱、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、纳米压痕、纳米CT等手段研究了不同硼源制备BN界面的形貌、结构及其对复合材料性能的影响，探索了VSI工艺前后复合材料性能与结构的关系。所得SiC_f/SiC复合材料的弯曲强度最高为294.66MPa，其孔隙率为1.65%，断裂韧性为14.59 MPa·m1/2。
陈日月, 贺洛霆, 周仁宸, 刘小磐
通过改变尿素造孔剂的添加量制备了不同孔隙率的陶瓷结合剂CBN砂轮坯体，再以CuSn33为熔渗剂制备了陶瓷/金属复合结合剂CBN砂轮，并将复合结合剂CBN砂轮应用于INCONEL713系镍基高温合金叶片轴的外圆沟槽磨削。结果表明：随着尿素造孔剂添加量的增加，多孔陶瓷结合剂CBN砂轮坯体的气孔率不断升高，经过CuSn33熔渗后制备的陶瓷/金属结合剂CBN砂轮样品的气孔率随着造孔剂添加量的增加呈现先下降后上升的趋势，当尿素造孔剂添加量为20 wt.%时，熔渗后样品的抗弯强度达到最大值184.2 MPa。采用熔渗法制备的陶瓷/金属结合剂CBN砂轮磨削加工INCONEL713系镍基合金零件时，陶瓷/金属结合剂CBN砂轮的形状保持性好，加工工件的表面粗糙度Ra值低于陶瓷结合剂CBN砂轮加工零件的值，其使用寿命达到了陶瓷结合剂CBN砂轮的2.3倍。
陈一德, 刘树江, 周莹莹, 张厚全
采用熔融冷却工艺制备了一系列钙铝硅酸盐体系的玻璃，通过维氏压痕测试对玻璃的硬度及抗开裂能力（CR）进行了研究，通过红外及拉曼光谱探究了玻璃结构的变化，特别探讨了SiO2含量和施加荷载对其形变和断裂行为的影响。在进行压痕实验时玻璃的变形有两个不同结果：塑性流动和致密化。塑性（或剪切）流是物质的体积守恒位移，而致密化是非体积守恒的不可逆压缩，在压痕下方产生密度增加的半球形区域。研究结果表明：当SiO2含量减少时，玻璃的原子堆积系数较大，而摩尔体积相对较低，拥有更高的弹性模量，其硬度从6.83 GPa提高至7.22 GPa（载荷为100 gf），但断裂韧性较低，抗开裂能力相对较弱，CR值从330 gf降至190 gf；相反，SiO2含量提高后，在整个压痕过程中参与致密化的SiO2比例更大，玻璃的致密化程度更高，其抗开裂能力越强，这表现在压痕经过退火处理后，压痕的恢复比例提高，表明其残留应力降低的程度越大。
陈一德, 刘树江, 周莹莹, 张厚全
采用熔融冷却工艺制备了一系列钙铝硅酸盐体系的玻璃，通过维氏压痕测试对玻璃的硬度及抗开裂能力(CR)进行了研究，通过红外及拉曼光谱探究了玻璃结构的变化，特别探讨了SiO2含量和施加荷载对其形变和断裂行为的影响。在进行压痕实验时玻璃的变形有两个不同结果：塑性流动和致密化。塑性(或剪切)流是物质的体积守恒位移，而致密化是非体积守恒的不可逆压缩，在压痕下方产生密度增加的半球形区域。研究结果表明：当SiO2含量减少时，玻璃的原子堆积系数较大，而摩尔体积相对较低，拥有更高的弹性模量，其硬度从6.83 GPa提高至7.22 GPa(载荷为100 gf)，但断裂韧性较低，抗开裂能力相对较弱，CR值从330 gf降至190 gf；相反，SiO2含量提高后，在整个压痕过程中参与致密化的SiO2比例更大，玻璃的致密化程度更高，其抗开裂能力越强，这表现在压痕经过退火处理后，压痕的恢复比例提高，表明其残留应力降低的程度越大。