陶瓷学报
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景德镇陶瓷大学主办
2023年06期
陶瓷学报
本期目录共 29 篇文章
固体氧化物燃料电池Sr2Fe1+xMo1-xO6-δ双钙钛矿阳极的改性研究进展
丁莉萍, 程亮, 罗凌虹, 王乐莹, 徐序, 刘邵帅, 余剑锋, 张双双, 曹希文
固体氧化物燃料电池（SOFC）是下一代能源系统的重要组成部分，拥有比传统发电方式更高的能量转换效率、燃料选择范围广、无需贵金属催化剂，环境友好。阳极作为SOFC中燃料氧化的电化学反应场所，其材料选择对电池性能的影响较大。截至目前，阳极材料的研究已经从最开始的金属基陶瓷材料发展到氧化物型材料。其中双钙钛矿作为钙钛矿材料的衍生物更是成为了目前的主流选择。Sr2Fe1+xMo1-xO6-δ（SFMO）因为优异的电导率、抗积碳和耐硫性得到广泛关注，但将其用于商业化还有一些问题亟待解决，为进一步提升SFMO阳极的催化活性和稳定性，研究人员将目光放在了材料的改性上。概述了通过不同改性方法来提升SFMO阳极性能的研究进展，分别从掺杂（A,B掺杂和A/B共掺），A位缺位和表面修饰三个方面进行阐述，从物相、结构和电化学性能方面对阳极进行比较，分析了各改性方法对电化学性能，长期稳定性和氢裂解、氧化反应能力的影响。
固体氧化物燃料电池SrFeMoO双钙钛矿阳极的改性研究进展
丁莉萍, 程亮, 罗凌虹, 王乐莹, 徐序, 刘邵帅, 余剑锋, 张双双, 曹希文
固体氧化物燃料电池（SOFC）是下一代能源系统的重要组成部分，拥有比传统发电方式更高的能量转换效率、燃料选择范围广、无需贵金属催化剂，环境友好。阳极作为SOFC中燃料氧化的电化学反应场所，其材料选择对电池性能的影响较大。截至目前，阳极材料的研究已经从最开始的金属基陶瓷材料发展到氧化物型材料。其中双钙钛矿作为钙钛矿材料的衍生物更是成为了目前的主流选择。Sr2Fe1+xMo1-xO6-δ（SFMO）因为优异的电导率、抗积碳和耐硫性得到广泛关注，但将其用于商业化还有一些问题亟待解决，为进一步提升SFMO阳极的催化活性和稳定性，研究人员将目光放在了材料的改性上。概述了通过不同改性方法来提升SFMO阳极性能的研究进展，分别从掺杂（A,B掺杂和A/B共掺），A位缺位和表面修饰三个方面进行阐述，从物相、结构和电化学性能方面对阳极进行比较，分析了各改性方法对电化学性能，长期稳定性和氢裂解、氧化反应能力的影响。
可逆固体氧化物电池SrTiO基燃料极材料的研究进展
卢恺振, 王乐莹, 罗凌虹, 程亮, 徐序, 吴也凡
可逆固体氧化物电池RSOCs在SOFC/SOEC双模式下交替运行，可实现清洁能源—电能的可持续循环，起到“移峰填谷”的作用，因其具有效率高、运行时间长、储能规模大等优点，在能源互联网建设中具有广阔的应用前景。传统Ni-YSZ燃料极材料在使用含有硫杂质的燃料气时极易硫中毒，在使用碳氢燃料时易产生积碳。而钛酸锶（SrTiO3）钙钛矿材料因其具有高度可调的结构及性能、良好的结构稳定性及热化学稳定性、较强的抗积碳抗硫中毒能力等，成为研究最为广泛的RSOCs燃料极材料。综述了SrTiO3基RSOCs燃料极的研究进展，并阐述了其相关机制研究，指出了SrTiO3基燃料极在未来RSOCs应用中所面临的挑战。
固体氧化物直接氨燃料电池阳极材料的研究进展
蓝海洋, 陈星余, 张博, 周琪, 张艳红, 周娟, 叶晓峰
固体氧化物直接氨燃料电池(Solid Oxide Direct Ammonia Fuel Cell, SO-DAFC)可以将氨直接电化学氧化转化为电能。SO-DAFC的阳极材料不仅需要具有较高的离子电导率和电子电导率，还需要对氨的分解有良好的催化活性；氨对大部分阳极材料的氮化作用会降低阳极材料的电化学性能，使得氨分解催化活性低、稳定性差，制约了SO-DAFC的商业化进程。从氨气在阳极材料上的电化学氧化阳极材料类型等方面，概述了固体氧化物直接氨燃料电池阳极材料的研究进展，并对阳极材料的优化方向进行了展望。
陶瓷基板抛光技术研究现状
姚忠樱, 常逸文, 崔鸽, 张洪波, 任瑞康, 任佳乐, 旷峰华
随着集成电路和半导体行业的快速发展，具有高表面精度和低粗糙度的陶瓷基板成为封装基板的最佳选择，而抛光工序作为陶瓷基板生产过程中最为关键的环节，决定了产品整体质量的好坏。围绕着陶瓷基板抛光，包括化学机械抛光、磨料流抛光、超声振动辅助磨料流抛光、电泳抛光、电解抛光以及磁流变抛光等常见抛光技术的基本原理和适用范围，总结了氧化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铍、氮化铝等陶瓷基板常用的抛光技术及其研究现状，并展望了陶瓷基板抛光技术的发展趋势。
医药包装用玻璃材料的研究进展
李朝圆, 李秀英, 贺一峰, 赵平, 龙佳贝, 肖卓豪, 艾军, 付震
百余年来，硼硅酸盐玻璃一直是全球药物包装的首选材料。随着现代医药产业的不断发展，新型药物层出不穷，硼硅酸盐玻璃在药物包装储存过程中的安全问题也日益凸显。在与药液尤其是碱性药液的长期接触过程中，硼硅酸盐玻璃仍存在脱片、颗粒物生成、药物失效等方面的风险，其化学稳定性尤其是耐碱性还有待进一步提高。新冠疫情在全球的蔓延进一步加快了世界各国对高品质硼硅酸盐玻璃以及新型医药包装玻璃的研发和生产。就国内外市场流通的硼硅酸盐医药包装玻璃的分类，各类商用硼硅酸盐玻璃的应用领域及代表性配方，制备高品质硼硅酸盐玻璃的关键工艺，硼硅酸盐玻璃组成—结构—性能之间的依存关系，以及新型铝硅酸盐医药包装玻璃的组成及性能特点等方面进行了较系统的总结。
残损古陶瓷器三维数字化重建方法研究进展
于一衡, 王秀峰
研究古陶瓷器三维数字化重建，对于珍贵但残缺的器物的修复、大量残片拼接与器物的复原都具有十分重要的意义。综述了近十年来残损古陶瓷器三维数字化重建原理和方法的研究进展，主要包括迭代匹配法、边缘曲线拟合法、虚拟轮廓法、轴线定位法以及剖面厚度拟合法。结合古陶瓷三维数字化重建过程中的实际问题，分析了各种方法的适用场景，提出了对于单一器物残片的确认思路。未来，对于古陶瓷器的数字化重建，还需要考虑到不同器物数字模型的精度和可视化展示。
不同烧结气氛对Bi0.47Na0.47Ba0.06Cu0.015Ti0.985O3陶瓷微观结构与电性能的影响（英文）
胡江南, 王俊, 江向平, 黄枭坤, 陈超, 聂鑫, 王衔雯
在这项研究中，通过传统固相法得到了Bi0.47Na0.47Ba0.06Cu0.015Ti0.985O3（BNBCT）无铅压电陶瓷。系统研究了氧气氛围（BNBCT-O2）、空气氛围（BNBCT-Air）、氮气氛围（BNBCT-N2）对BNBCT陶瓷的结构与电性能的影响。X射线衍射（XRD）结果显示所有样品都只生成了钙钛矿结构。XRD精修结果则说明BNBCT-O2陶瓷具有很强的晶格失序。复阻抗图谱、电响应活化能、电导率活化能以及O1s的X射线光电子能谱（XPS）反映出氧空位的浓度会随着烧结气氛的改变而改变。当烧结氛围中氧浓度过高时，样品中的氧空位浓度很容易被抑制。相比于BNBCT-Air与BNBCT-N2陶瓷，BNBCT-O2陶瓷表现出最高的压电常数(d33=227 pC·N-1)及最大的剩余极化强度(Pr=31.9μC·cm-2)。这些结果均显示出BNBCT陶瓷的微观结构与电性能和氧空位浓度有关，而氧空位又能被烧结氛围所调控。所以，通过改变烧结氛围来提升Bi0.47Na0.47Ba0.06Cu0.015Ti0.985O3基陶瓷的压电性能是一种可行的方法。
不同烧结气氛对BiNaBaCuTiO陶瓷微观结构与电性能的影响（英文）
胡江南, 王俊, 江向平, 黄枭坤, 陈超, 聂鑫, 王衔雯
在这项研究中，通过传统固相法得到了Bi0.47Na0.47Ba0.06Cu0.015Ti0.985O3（BNBCT）无铅压电陶瓷。系统研究了氧气氛围（BNBCT-O2）、空气氛围（BNBCT-Air）、氮气氛围（BNBCT-N2）对BNBCT陶瓷的结构与电性能的影响。X射线衍射（XRD）结果显示所有样品都只生成了钙钛矿结构。XRD精修结果则说明BNBCT-O2陶瓷具有很强的晶格失序。复阻抗图谱、电响应活化能、电导率活化能以及O1s的X射线光电子能谱（XPS）反映出氧空位的浓度会随着烧结气氛的改变而改变。当烧结氛围中氧浓度过高时，样品中的氧空位浓度很容易被抑制。相比于BNBCT-Air与BNBCT-N2陶瓷，BNBCT-O2陶瓷表现出最高的压电常数(d33=227 pC·N-1)及最大的剩余极化强度(Pr=31.9μC·cm-2)。这些结果均显示出BNBCT陶瓷的微观结构与电性能和氧空位浓度有关，而氧空位又能被烧结氛围所调控。所以，通过改变烧结氛围来提升Bi0.47Na0.47Ba0.06Cu0.015Ti0.985O3基陶瓷的压电性能是一种可行的方法。