陶瓷学报
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景德镇陶瓷大学主办
2024年06期
陶瓷学报
本期目录共 31 篇文章
陶瓷材料快速烧结技术研究进展
徐晓强, 王法衡, 邱金勇, 刘亚雄, 李真
陶瓷材料由于具有较高的热稳定性、机械稳定性和化学稳定性而被广泛应用于各个领域。陶瓷传统烧结过程通常需要高温、长时间保温来保证陶瓷烧结致密化，导致制备时间长、成本高、成分控制差。近年来，陶瓷快速烧结技术发展迅速，从直接烧结和辅助烧结两个角度出发，通过综述直接烧结和辅助烧结技术的研究进展，阐述了各技术的烧结机理以及对烧结时间、材料性能的影响，分析和总结了部分技术对生产应用的实际效果。最后，对陶瓷快速烧结亟待解决的问题进行了总结，提出陶瓷快烧技术未来重点是要提高致密度以及解决快烧过程陶瓷缺陷等问题。
金属/TiO2光催化剂的研究进展
卢尔君, 邹俊华
金属/TiO2复合材料是一类典型的光催化剂，对其研究已取得重大的进展。通过对金属/TiO2光催化剂的制备方法进行全面的综述，深入探讨了各种方法的原理、优点、缺点以及对光催化剂性能的影响；阐述了金属/TiO2光催化剂在光催化领域中的应用，以及在实际应用中遇到的问题，并针对这些问题，提出相对应的改善策略。
高性能二硅酸锂微晶玻璃的研究与应用
肖晓东, 易晨浩, 肖卓豪, 邱日亮, 黄新华, 董洪波, 李秀英, 孔令兵, 付震
二硅酸锂微晶玻璃(Lithium Disilicate Glass-Ceramics,LDGCs)，以其卓越的机械性能、突出的光学特性、良好的化学稳定性和生物相容性，被广泛用于生物修复材料和智能终端显示窗口等应用中。通过回顾LDGCs的发展历程，综述LDGCs的化学组成、制备工艺、微观结构与性能之间的相关性，总结了其在不同领域中的应用。论文可为LDGCs的进一步研究和应用提供较全面的参考，为相关研究人员挖掘有价值的信息提供新思路，促进LDGCs材料的性能提升和应用推广。
透波材料及纤维增强陶瓷基透波材料研究进展
王蒙蒙, 綦开宇, 刘瑞祥, 隋学叶, 刘红花, 李占峰
随着国防装备技术的全面发展，高超声速导弹的马赫数不断提高，导弹天线罩必须同时具备突出的力学性能、稳定的高频介电性能及耐高温抗烧蚀等性能才可以满足更加严苛的使用条件。与陶瓷透波材料相比，纤维增强陶瓷基透波材料的强度和韧性得到了明显的改善。陶瓷纤维不仅是提高天线罩强度的关键材料，而且与天线罩整体的环境适应温度也存在着密切的联系。通过聚焦透波材料及纤维增强陶瓷基透波材料的研究进展，主要综述了目前常见的陶瓷材料基体(氧化物陶瓷、氮化物陶瓷)、氧化物纤维增强体(包括石英纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维、铝硅酸盐纤维)、氮化物纤维增强体(氮化硼纤维、氮化硅纤维)及纤维增强陶瓷基透波材料的研究现状，以期为后续纤维增强陶瓷基透波材料的研究提供参考。
连续氧化铝纤维的制备方法及研究进展
王雪朋, 刘振, 齐学礼, 张铭霞, 徐浩南
连续氧化铝纤维是一种高性能陶瓷纤维材料，具有优异的力学性能、化学稳定性和耐高温抗氧化性能，且表面活性好，易与树脂、金属、陶瓷等基体复合，在结构增强材料和绝热耐火材料领域有着重要的应用。从物理成型和先驱体转化两条路线总结了连续氧化铝纤维的主要制备方法，并阐述了各种制备方法的基本工艺路线、优缺点及适用范围。同时，综述了国内外在连续氧化铝纤维研究方面的进展，指出国内在工程化技术成熟度和产品性能稳定性等方面还需进一步提升。最后，对今后国内氧化铝纤维的发展提出了一些建议。
CTAC界面修饰提高碳基钙钛矿太阳能电池的性能（英文）
申思明, 田传进, 鞠志扬, 朱粮苹, 江文影, 汪长安, 谢志鹏, 赵文燕
碳基钙钛矿太阳能电池因其成本低廉、制备工艺简单、化学稳定性高等优点而备受关注，但钙钛矿活性层与接触界面之间的缺陷较多且界面阻抗大，从而导致器件的光电转化效率较低。为了减少界面缺陷，改善钙钛矿活性层与接触界面之间的电荷传输性能，在无空穴传输层碳基钙钛矿太阳能电池的下界面引入了十六烷基三甲基氯化铵(CTAC),CTAC可作为界面修饰材料钝化钙钛矿的埋底界面并促进其晶粒长大。研究结果表明：CTAC钝化钙钛矿界面缺陷的同时提高了钙钛矿的结晶质量，由此制备的器件的光电转化效率达到17.18%，相对于对比组提高了12.5%，在相对湿度为60%RH的高湿度环境中放置20天后，仍能保持电池初始效率的90%以上。该研究有望为钙钛矿太阳能电池的界面钝化提供新的策略。
桥梁防火用纤维/气凝胶复合材料制备及抗火性能研究
孟庆坤, 贾帅德, 康大伟, 倪雅, 康壮苏, 隋艳伟, 委福祥, 肖彬, 闵亮, 张太科, 戚继球
针对桥梁缆索防火需求，以玄武岩纤维、玄武岩—高硅氧复合纤维和高硅氧纤维为基体，制备出SiO2气凝胶复合材料。探索复合材料保护下的缆索模型在烃类火中的温度响应特征，研究复合材料在燃烧试验前后的微观形貌、相组成、力学性能和热导率的演化。所制备复合材料的气凝胶均匀填充在纤维骨架中，纤维气凝胶结合良好。玄武岩纤维在高温火焰中发生晶化和软化，导致纤维骨架坍塌和气凝胶破碎，缺乏纤维支撑的气凝胶在高温下孔隙坍塌且颗粒长大。因此，玄武岩纤维增强的复合材料在高温火焰暴露后力学和隔热性能大幅衰退。高硅氧纤维/气凝胶复合材料的纤维与气凝胶产生协同隔热效应，气凝胶可以保护纤维不发生晶化，而纤维完整骨架可以降低SiO2气凝胶的热辐射作用，使气凝胶孔隙和颗粒尺寸在高温火焰中保持稳定。良好的结构稳定性赋予高硅氧纤维/气凝胶复合材料优异的高温稳定性，其燃烧前后的抗拉强度和热导率分别为0.736 MPa和0.0205 W·m-1·K-1,0.560 MPa和0.0229 W·m-1·K-1。采用10mm厚的高硅氧纤维/气凝胶复合材料对缆索模型进行防火保护，在1100℃的烃类火中燃烧120min后，缆索模型表面仅有259℃，该气凝胶复合材料呈现出优异的抗火隔热性能，有望应用于桥梁防火领域。
氧化钠含量对硼铌酸盐体系玻璃陶瓷的结构、铁电和储能性能的影响
冯先杰, 陈国华
采用传统高温熔融和后续可控析晶法制备了（33.5+x）Na2O-33.5Nb2O5-33B2O3（以下称NN,x=0,2,4,6）玻璃陶瓷，系统探讨了不同x值对硼铌酸盐体系玻璃陶瓷的相结构、微观组织以及铁电和储能性能的影响。结果显示：所有硼铌酸盐体系玻璃陶瓷样品的主晶相均为钙钛矿结构的NaNbO3。当x<4时，玻璃陶瓷样品伴随着第二相Na2Nb4O11的出现。随着x值的增加，出现了NaNbO3的反铁电P相到铁电Q相结构的转变。所有硼铌酸盐体系玻璃陶瓷表现为明显的铁电特征。当x=4时玻璃陶瓷样品的介电常数达153，且获得1205.81 kV·cm-1的较高击穿强度。其在800 kV·cm-1场强下玻璃陶瓷样品的可恢复储能密度Wrec达0.81 J·cm-3，在600 kV·cm-1场强下的瞬时放电功率密度Wd为145.87 MW·cm-3。该硼铌酸盐体系玻璃陶瓷有望用于脉冲功率系统。
Al2O3-AlN复相陶瓷的热化学形变行为与预应力强化
刘泽校, 聂光临, 严政清, 刘一军, 林华泰, 左飞
Al2O3-AlN复相陶瓷在电子信息领域具有广阔的应用前景，为了保证其服役安全性与可靠性，采用热化学形变调控下的后处理强化技术，提高复相陶瓷的力学性能；并利用非接触式原位形变测量、SEM-EDS、XRD、压痕试验等表征方法，探讨了复相陶瓷的热化学形变行为、物相—微观结构演变规律以及后处理的预应力强化机制。结果显示，随着后处理温度的升高，Al2O3-AlN复相陶瓷的弯曲强度呈现先增后降的变化规律；其中，1100℃处理制得的试样弯曲强度达到极大值[（519.23±23.87）MPa]，较未处理试样提高了15%，而且后处理并未降低复相陶瓷试样的热导率。后处理过程可以使复相陶瓷中的AlN组分发生表层局部氧化，并伴随体积膨胀，继而通过表层—内芯的热化学形变失配在复相陶瓷表面形成残余压应力，增大了陶瓷试样的裂纹扩展阻力，从而有效提升了复相陶瓷的力学强度；然而，当后处理温度超过1200℃时，表面氧化层易形成气孔和微裂纹缺陷，导致复相陶瓷力学强度的降低。