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陶瓷学报
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冯林华

季刊

1000-2278

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333001

景德镇东郊新厂景德镇陶瓷学院

陶瓷学报/Journal Journal of Ceramics北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是日用陶瓷工艺、陶瓷机械、建筑卫生陶瓷、陶瓷美术、结构陶瓷、复合陶瓷、陶瓷史、陶瓷加工、无损检测及测量技术、陶瓷新材料、新工艺、新技术、陶瓷与金属封接技术等学科方面的学术性刊物。主要刊登上述专业范围里未发表过的学术论文、科技报告研究简报、学术动态、文献综述、陶瓷美术理论与作品。
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    天空辐射制冷材料的研究进展及其在建筑制冷中的应用

    李坤董罡周天祥施玮...
    631-642页
    查看更多>>摘要：随着全球气温迅速上升,制冷消耗对全球电力需求增长的影响日益显著.天空辐射制冷是一种新兴的被动制冷技术,通过光谱调控将能量以热辐射的方式通过"大气窗口"辐射到外太空,从而在没有能源投入的情况下降低建筑温度.近年来,随着辐射制冷材料(光子晶体等)的发展,辐射制冷不仅能在夜间应用,在阳光直射下也展现了一定的应用潜力.本文从材料发展的视角出发综述了天空辐射制冷技术的基本原理和结构设计,并分析了建筑-辐射制冷一体化面临的挑战.最后通过总结辐射制冷材料在冷屋顶和建筑冷却系统中的应用,对其发展前景进行了展望,以期为天空辐射制冷材料的制备提供新的思路.

    辐射制冷节能建筑建筑碳中和光子晶体制冷和节能

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    过渡金属水氧化催化剂及光阳极研究进展

    黎健郭兴华张登松汪德高...
    643-657页
    查看更多>>摘要：光电化学(PEC)分解水为太阳能转换为氢能提供了一种极具潜力的绿色、可持续发展策略.复杂缓慢的水氧化反应限制了水分解的速率,因此高效光阳极的设计和制备被广泛关注和深入研究.总结了过渡金属水氧化催化剂,包括多相和均相非贵金属水氧化催化剂以及贵金属水氧化催化剂的研究进展.同时,介绍了过渡金属基光阳极的构筑及其性能,包括无机半导体光阳极TiO2、Fe2O3、BiVO4以及染料敏化光阳极.最后,提出构建高效稳定的水分解光阳极的策略及发展方向,为其将来在工业规模上实现高效和经济的太阳能—氢能转换提供参考.

    水分解水氧化过渡金属水氧化催化剂染料敏化光阳极

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    钛酸锶钡的制备及光催化研究进展

    陈佳阔王晓宇王仟禧龙彭俊淇...
    658-669页
    查看更多>>摘要：钛酸锶钡(BST)作为一种半导体材料可被应用于光催化领域,但其对可见光的响应率低且光生载流子易复合,需要通过不同方法进行改性.BST是具有压电效应的半导体,可以通过其自身的压电效应形成的内建电场来提高光生载流子的分离效率,进而提升自身的光催化性能.通过光压协同、调控组成、元素掺杂等方法改性后,BST可被应用在光催化分解水制氢、降解污染物等领域.通过梳理学者在BST方面的研究成果,总结概述了 BST的制备过程、压电光催化的机理以及BST在光催化领域的研究进展.

    钛酸锶钡光催化压电效应

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    陶瓷领域人工智能图像处理的研究进展

    聂宇查琪乐李成文章义来...
    670-688页
    查看更多>>摘要：大数据与人工智能技术持续的深化发展及其在陶瓷领域的广泛应用,推动了产业的创新进程和效率的显著提升.本文综述了近年来陶瓷图像智能处理方面的重要研究进展,涵盖了图像修复、质量检测、图像识别、图像检索等多方面关键技术的应用,揭示了人工智能技术如何提升陶瓷设计创新和生产过程的质量.此外,细致分析了智能图像处理技术在优化制造工艺、提高生产效率以及促进陶瓷艺术与文化遗产保护等方面的应用.最后,展望了未来大语言模型如何在陶瓷领域中开拓前沿的创新路径,成为推动行业进步的关键力量.

    陶瓷图像处理机器视觉人工智能陶瓷生产

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    通过硫酸锂的氢气还原来合成应用于硫化物固态电解质的高纯硫化锂

    木村新文
    689-695页
    查看更多>>摘要：利用硫酸锂(Li2SO4)的氢气还原来实现清洁、廉价及可持续地合成高纯硫化锂(Li2S).系统研究了 Li2SO4-Li2S混合物的融解、烧结及还原行为,并成功研发了一种可合成出具有良好结晶度和单一相Li2S的三步还原法.研究发现,跟其他材料相比,比如碳、莫来石、石英、氮化硼和不锈钢,高纯氧化铝因为不受Li2SO4-Li2S熔体的侵蚀而成为最适合制备高纯Li2S的坩埚材料.研究还进一步证实了跟利用市售的Li2S制出的硫银锗矿型硫化物固态电解(Li6PS5Cl)(1.12mS.cm-1)相比,利用新合成的Li2S制备出的Li6PS5Cl具有较高的纯度和高得多的室温离子电导率(2.77 mS·cm-1).这种新方法将为制备应用于硫化物固态电解质的电池级Li2S提供一个更优途径.

    硫化锂硫酸锂氢气还原硫化物固态电解质全固态锂离子电池

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    LaNbO4掺杂对Na-β"-Al2O3固态电解质性能的改善

    张万星刘立敏周晓亮徐瑶...
    696-702页
    查看更多>>摘要：离子导体陶瓷材料的高断裂强度和优异热稳定性对于解决目前困扰碱金属电池发展的热失控问题具有重要意义,但其在室温下表现出的较高离子传输阻力限制了全固态电池的实际性能.以Na-β"-Al2O3(SBA)这一具备独特层状二维Na+传导结构的离子导体陶瓷为研究对象,通过合成具备"微弹性"特点的LaNbO4陶瓷作为第二相来对SBA的晶粒间隙进行填充修饰,以改善SBA在室温下的离子传导性能.结果表明,0.50 wt.％的LaNbO4掺入量对SBA的提升效果最佳,修饰后的SBA室温离子电导率达到了 2.061 mS·cm-1.对应的活化能也从纯相SBA的0.1714 eV降低到了0.1545 eV.陶瓷横截面的SEM图像表明,合适比例的LaNbO4掺入不仅提高了 SBA的烧结致密度,也改善了 SBA的晶体生长趋势,因此修饰后的SBA的阻抗值发生了降低.在室温全固态对称钠电池的恒流循环实验中,使用掺杂SBA组装的对称电池能够以更低的电压运行也从实验层面上印证了上述观点.

    离子导体陶瓷全固态电池Na-β"-Al2O3LaNbO4掺杂修饰

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    复合多孔YSZ陶瓷隔膜在水系锌离子电池中的应用

    张万星刘立敏周晓亮李黄敏...
    703-710页
    查看更多>>摘要：水系锌离子电池因其优秀的安全性和较高的容量密度而受到了大量的关注,但水溶液中易快速生长的树突状锌枝晶对水系锌电池的发展构成了明显的阻碍.传统玻纤隔膜因结构稳定性较差而易受枝晶穿透.为此,通过多孔陶瓷制备工艺烧制获得了主要孔径尺寸在6 μm左右、孔隙率达45.8887％的多孔YSZ陶瓷片.多孔YSZ陶瓷稳定的孔隙结构有效提升了电池的循环寿命,实验中基于多孔 YSZ隔膜的水系锌离子电池在1 mA·cm-2的电流密度下保持了 763 h的稳定循环.同时,尝试使用界面修饰的方法对陶瓷隔膜进行改进,最终发现使用单侧覆碳称量纸作为陶瓷隔膜与电极间的修饰层能进一步提升电池的循环时长,复合陶瓷隔膜对称电池在同等电流密度下的循环时间达到了 1016 h.稳定的陶瓷孔隙与极低的电子导通性有效减缓了锌枝晶的生长速度,而牢固且导电的界面修饰层起到了均匀界面电场分布的作用,因此复合陶瓷隔膜表现出了优秀的水系离子电池稳定性能.

    水系锌离子电池枝晶多孔陶瓷YSZ界面修饰层

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    钠离子陶瓷固态电解质Na5-xY1-xZrxSi4O12的制备与性能探究

    徐瑶刘立敏周晓亮郭炜琳...
    711-719页
    查看更多>>摘要：近年来,钠离子固态电池作为可充电电池的一员逐渐进入人们的视野.固态电池的优点在于避免使用液态电解质,从而可以规避电池泄漏和爆炸等风险.目前钠离子固态电解质的研究难点是如何提高室温下的离子电导率.为此,通过在固态电解质材料Na5YSi4O12(NYS)中引入高价离子Zr4+以提高其离子电导率.实验以NaNO3、YN3O9·6H2O、C8H20O4Si和ZrO(NO3)2·xH2O为起始物质,采用新型溶液辅助的固相反应法(SASSR)制备了具有六方晶系结构的固态电解质 Na5-xY1-xZrxSi4O12(x=0.04、0.06、0.08、0.10、0.12),着重研究了 Na5-xY1-xZrxSi4O12(NYZS)中 Zr4+的加入量和烧结温度与离子电导率之间的关系.研究发现,当x=0.08时,室温下离子电导率最高为2.13 mS·cm-1,活化能较低仅为0.222 eV.相比于未掺杂Zr4+的Na5YSi4O12(NYS)材料电导率得到较大的提升.其较高的电导率得益于高价Zr4+掺杂后出现的钠空位,增强了 Na+传输浓度.此研究表明Na5-xY1-xZrxSi4O12是一种具有竞争力的钠离子固态电解质,有望成为新一代储能的研究热点.

    钠离子电池固态电解质Na5-xY1-xZrxSi4O12离子电导率离子掺杂

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    Cr2O3添加量对SrAl12O19-Al2O3-ZrO2复相陶瓷力学性能和微观结构影响

    江书豪杨金萍孙怡马腾...
    720-728页
    查看更多>>摘要：以3Y-TZP、α-Al2O3、Sr(NO3)2为基础原料,掺杂了不同含量的Cr(NO3)3·9H2O,通过无压预烧和热等静压烧结结合的方式制备了 SrO和Cr2O3共掺杂的ZTA复相陶瓷.研究了 Cr2O3添加量对SrAl12O19-Al2O3-ZrO2复相陶瓷微观结构和力学性能的影响.XRD衍射谱显示,随着Cr2O3添加量的增多,α-Al2O3和SrAl12O19的衍射峰向左偏移,晶胞参数逐渐增大.结合EDS分析推测,Cr2O3更偏向于进入SrAl12O19的晶格.微观结构显示,Cr2O3的加入促进了晶粒生长.随着Cr2O3添加量的增多,断裂韧性和抗弯强度先上升后下降.当Cr2O3掺杂量为0.50 wt.％时力学性能最佳,其显微硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为18.45 GPa、6.9 MPa·m1/2和910MPa.

    Cr2O3ZTA复相陶瓷SrAl12O19原位增韧力学性能

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    烧结助剂对Csf/SiC-BN-ZrC-ZrB2多相陶瓷基复合材料组织性能的影响

    张战胜张鹏飞王标
    729-738页
    查看更多>>摘要：在制备Csf/SiC-BN-ZrC-ZrB2多相陶瓷基复合材料时,如何有效促进其烧结致密化过程,同时减少对碳纤维的损伤一直是该复合材料工程应用中面临的一大难题.通过在原料中添加B4C-Cg、Al2O3-Y2O3、酚醛树脂等烧结助剂,采用热压工艺制备了 Csf/SiC-BN-ZrC-ZrB2复合材料.采用XRD、SEM、EDS、力学性能测试等方法详细研究了烧结助剂类型及含量对复合材料微观组织、力学性能、碳纤维结构等的影响规律.结果表明,添加B4C-Cg(2 wt.％)能够在一定程度上缓解碳纤维受到的损伤,复合材料的断裂韧度达7.39MPa·m1/2,且呈现非脆性断裂模式.当B4C-Cg的含量为4 wt.％时,过量的烧结助剂无助于复合材料力学性能的继续提高,也无法更加有效地避免碳纤维受到的侵蚀损伤.添加酚醛树脂加大了碳纤维与陶瓷基体之间分散的难度,纤维出现严重的团聚、架桥等现象,致使复合材料力学性能下降.添加Al2O3-Y2O3能显著提高复合材料的弯曲强度(σbb=147.45 MPa),但生成的YAG相对碳纤维侵蚀严重,纤维的拔出长度较短且表面粗糙,复合材料的断裂韧度为6.94 MPa·m1/2.添加B4C-Cg可以适当消除陶瓷粉体表面的氧化膜和杂质,促进原子扩散和复合材料致密化,同时能够在一定程度上减轻碳纤维受到的反应侵蚀损伤现象.

    陶瓷基复合材料纤维损伤烧结助剂力学性能界面反应

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