JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
胡峰, 侯龙轲, 杨小乐, 刘鹏, 谢志鹏, 陈传盛, 杨现锋
熔融沉积技术增材制造先进陶瓷材料具有高效、低成本和粉体适应性广等突出优势。通过分析先进陶瓷材料增材制造代表性技术的适用范围及其局限性，然后基于线材和螺杆挤出两种熔融沉积技术的原理和特点，综述了熔融沉积方法在结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷和陶瓷基复合材料领域的研究进展。从机械臂辅助3D打印、打印过程的监控与缺陷控制和增材制造过程的计算模拟三个方面对熔融沉积技术的发展趋势和研究重点进行了展望。
高晨溪, 陈健, 黄常聪, 廖圣俊, 彭兰, 黄政仁
增材制造技术通过逐层叠加材料的方式制造实物，能够快速成型复杂结构的陶瓷零部件。其中，挤出成型增材制造技术是该领域的重要组成部分。挤出成型由于打印过程中存在挤出力的作用，在所有增材制造方法中制备的陶瓷坯体固含量相对较高，因此后续无须进行增密处理工序。该方法可以同时满足高性能陶瓷对于复杂形状和高致密度的要求，因此在航空航天、生物医学以及电气电子等行业有着广泛的应用前景。本综述介绍了挤出成型技术在制备陶瓷材料方面的应用，阐述了该技术的基础原理和影响挤出过程的关键因素。同时，结合最新的研究成果，探讨了挤出成型陶瓷材料的性能及其在实际中的应用。文章最后分析了挤出成型技术当前面临的挑战，并对其未来的发展趋势进行了展望。
令狐锋, 王华才
UO2陶瓷燃料芯块作为轻水堆等商业堆的核心部件，在运行时的变化会影响反应堆运行安全。延长燃料元件使用燃耗从而达到更高经济效益是核电厂未来发展方向，然而随着燃料燃耗的增加，燃料芯块的微观结构如晶粒尺寸、孔隙等会发生变化，裂变产物的产生与迁移量增加，芯块包壳相互作用的发生概率升高导致反应堆运行安全系数下降，因此高燃耗下陶瓷燃料芯块微观结构演化行为和裂变产物迁移的研究受到重视。基于学者们所做的研究工作，总结了陶瓷UO2芯块裂变产物研究相关的几个内容：边缘高燃耗结构的特征与形成机理、裂变产物的分布及影响，微观结构演化与裂变产物迁移的联系，讨论了高燃耗下芯块微观结构演化和其对裂变产物迁移的影响。为提高燃料使用燃耗，结合研究现状，对高燃耗下燃料芯块的进一步研究提出展望。
邱日亮, 易晨浩, 肖晓东, 黄新华, 肖卓豪, 董洪波, 李秀英, 孔令兵, 付震
低热膨胀陶瓷通常是指热膨胀系数低于2.0×10-6℃-1的陶瓷材料。相对于其他普通的陶瓷材料，低热膨胀陶瓷具有优异的耐高温和抗热震性能，能够在高温以及温度骤变的复杂环境下保持材料自身的稳定性，被广泛应用于耐火材料、催化剂载体、电子器件及航空航天等多个领域。综述了低热膨胀陶瓷的分类、制备方法及应用领域，并对堇青石陶瓷、钛酸铝陶瓷、磷酸盐陶瓷及锂质陶瓷等几种常见的低热膨胀陶瓷进行了探讨，同时对低热膨胀陶瓷的发展趋势进行了展望。
史斌斌, 赵国梁, 段丽美, 胡凤云, 王志毅, 白彬
事故容错燃料（Accident Tolerant Fuel, ATF）自福岛核事件以来受到了广泛关注。以UO2为代表的陶瓷基ATF因其高熔点、优异的抗辐照性能和化学稳定性等优势，是当前核燃料的研究主流。然而，陶瓷基ATF仍面临制备工艺复杂、成本较高等挑战。研究人员采用放电等离子烧结、闪烧等新型烧结技术制备陶瓷基ATF，在缩短烧结时间、降低烧结温度方面获得了进展。通过对UO2基、UN基、U3Si2基、UC基等几种典型的ATF的烧结技术进行了分析归纳，探讨了不同烧结技术的特点和发展前景，并对未来开发ATF进行了展望。
李贵佳, 李学毅, 刘光海
本文介绍了陶瓷基复合材料的特点、发展现状以及PPH专利的特点，分析了全球技术领先生产商赛峰集团的相关中国专利申请概况和所有PPH专利申请技术，以期为国内创新主体提供技术研发和专利预警信息。
贺一峰, 李秀英, 李朝圆, 郭慧明, 肖卓豪, 朱圣斌, 董洪波, 付震
采用熔体冷却法制备了CuO和Bi2O3含量分别固定为15 mol%和20 mol%的ZnO-CuO-Bi2O3-B2O3-SiO2体系无铅低熔点玻璃。采用X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FIT-IR）、差热分析仪（DTA）和热膨胀仪研究了玻璃的结构和热性能；溶解速率法研究玻璃的化学稳定性；纽扣烧结实验研究玻璃在基片上的润湿性。研究结果表明：所制备低熔点玻璃焊料的耐通过碱性低于平板玻璃，耐水性可与平板玻璃相媲美；封接温度Ts=445℃～490℃,热膨胀系数α20℃～300℃=65～82×10-7℃-1；封接温度下玻璃焊料在平板玻璃或氧化铝基片的润湿性能好，且在封接温度下保温30 min不析晶，为非结晶型焊料；本文所制备的玻璃焊料适用于封接平板玻璃、氧化铝等无机非金属材料。
鲁强, 赵芙蓉, 刘树江, 殷志刚, 张军, 苏玉才, 弋康峰
通过探索石英砂颗粒尺寸对中性硼硅酸盐配合料熔化和澄清的影响，详细研究了配合料熔化过程中的固相反应、晶型转变以及石英颗粒的溶解行为，以及最终的澄清效果。结果表明，含量最多的石英砂颗粒尺寸对配合料的熔化有重要影响，进而决定着玻璃的澄清效果。具体地，石英砂颗粒较小的配合料因其较高的比表面积，在升温过程中会形成更多的低黏度玻璃液，固相反应更加充分，石英颗粒的溶解速度也越快，同时导致更多气体被玻璃液捕获而形成气泡，进而促进了玻璃液的澄清。
邹楠, 秦梓轩, 张牧, 孙旭东
利用一种新型无毒的异丁烯马来酸酐聚合物，采用凝胶注模的方法制备了氮化硅陶瓷。采用不同分子量的Isobam用作分散剂和胶凝剂，研究了其添加量及固相含量对Zeta电位和流变性影响，并探讨了其分散和凝胶化机理。该新型体系相较于传统丙烯酰胺体系无毒且更加环保，添加量极少，不足原始粉料的1wt.%。因此，在烧结过程中即可排除有机物，无须制定特殊排胶制度，简化了工艺。采用气压烧结的方法，在1760℃下保温2 h得到的烧结体结构均匀致密，β-Si3N4形成相互搭接的连锁微结构。随着分散剂含量的增加，烧结体的密度、孔隙率和抗弯强度变化不大，当固含量为40 vol.%,Isobam 600含量为0.3 wt.%时，密度为2.9 g·cm-3、抗弯强度454 MPa。固含量增加到45 vol.%时，密度可达3.0 g·cm-3。
唐润, 刘洪军, 李亚敏
通过在碳化硅前驱体聚碳硅烷（PCS）溶液中加入石墨烯/SiCp复合粉末，获得石墨烯/SiCp/PCS浆料，采用直写3D打印（DIW）和高温烧结相结合制备了石墨烯/SiCp/SiC复合材料。PCS在不同热解温度下具有不同的产物与性能，本文研究了热解温度对石墨烯/SiCp/SiC复合材料性能的影响。800℃时PCS转化为非晶SiCxOy，随着温度升高至1500℃，非晶SiCxOy逐渐生成导电性更好的β-SiC与游离碳，石墨烯/SiCp/SiC复合材料的电导率从0.93 S·m-1升高至670 S·m-1。1200℃时，复合材料抗压强度和容积密度分别达到最大的12.3 MPa和1.49 g·cm-3。该研究提供了一种基于PCS浆料的直写3D打印工艺制备高导电轻质多孔石墨烯/SiCp/SiC复合陶瓷的方法。