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基于深空极端环境的3D打印PA12性能调控
1
作者 曾勇 蒋雪松 +1 位作者 王璞 陈继民 《材料工程》 北大核心 2026年第2期80-90,共11页
PA12材料具备良好的热稳定性和耐辐照特性,在深空制造中具有广泛的应用前景。然而,在地面采用熔融沉积成形(fused deposition modeling,FDM)制备的PA12材料普遍存在孔隙率高、层间结合差等结构缺陷,导致其力学性能受限,难以直接在深空... PA12材料具备良好的热稳定性和耐辐照特性,在深空制造中具有广泛的应用前景。然而,在地面采用熔融沉积成形(fused deposition modeling,FDM)制备的PA12材料普遍存在孔隙率高、层间结合差等结构缺陷,导致其力学性能受限,难以直接在深空环境中使用。为解决这一问题,本研究提出利用深空极端环境条件对打印材料进行改性,提高其力学性能使其满足深空制造对结构完整性和力学性能的高要求。通过模拟深空环境中的典型变量,包括高温热处理、紫外辐照和厌氧固化,系统评估不同工艺对PA12材料微观结构及力学性能的影响。研究表明:200℃下热处理10 min,样品弯曲强度提高66.2%;引入3%(质量分数,下同)的光引发剂和4%的光交联剂并紫外辐照2 min后,样品拉伸强度提升17.5%;掺杂3%厌氧胶并辐照2 min后,样品压缩强度提高34.4%。最终,综合多种处理工艺对样品进行协同调控,使样品的拉伸、弯曲与压缩强度分别提高75%、94.2%和62.2%。本研究通过模拟深空极端环境探究其对PA12材料性能的影响,验证了利用深空环境变量对PA12材料进行改性的可行性,为实现高性能弹性构件在深空环境下的在轨制造提供了有效技术路径和理论支撑。 展开更多
关键词 3D打印 PA12 FDM 深空极端环境 力学性能
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烧结助剂TeO_(2)对Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_(4))_(3)固体电解质结构和性能的影响
2
作者 郭伟 《中国陶瓷》 北大核心 2026年第1期33-41,共9页
NASICON固体电解质Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_(4))_(3)(LATP)因其原料成本低、空气稳定性好、离子电导率高备受关注。但由于烧结性能差导致其密度低、晶界电阻高。为了提高烧结性能,进一步提高LATP的离子电导率,采用固相法添加质量分... NASICON固体电解质Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_(4))_(3)(LATP)因其原料成本低、空气稳定性好、离子电导率高备受关注。但由于烧结性能差导致其密度低、晶界电阻高。为了提高烧结性能,进一步提高LATP的离子电导率,采用固相法添加质量分数(wt%)为1%、2%、3%和4%的烧结助剂TeO_(2)进入LATP固态电解质,研究了TeO_(2)对LATP固体电解质结构和性能的影响。结果表明,烧结助剂中TeO_(2)中的Te^(4+)进入晶格取代Ti^(4+),导致晶格畸变拓宽了锂离子迁移通道,有利于锂离子的传递,对晶粒电导率有积极影响。此外,通过控制烧结助剂添加量获得高密度,并控制杂相LiTiPO_(5)的形成,以减少杂相对离子电导率的影响。当TeO_(2)的加入为2%时,相对密度ρ、总离子电导率σ_(tot)最佳:σ_(tot)=0.56 mS/cm,ρ=2.93 g/cm^(3)。 展开更多
关键词 固体电解质 LATP 烧结助剂TeO_(2) 离子电导率 活化能
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Cr-Al金属间化合物/陶瓷复合材料的制备工艺及其研究发展现状和发展趋势及应用
3
作者 江涛 任佳怡 《陶瓷》 2026年第1期39-43,共5页
Cr-Al金属间化合物具有较高的力学性能,优良的耐磨损性能和耐腐蚀性能以及抗高温氧化性能。陶瓷具有较高的力学性能,优良的耐磨损性能和耐腐蚀性能以及抗高温氧化性能等。可以将Cr-Al金属间化合物与陶瓷相复合制备Cr-Al金属间化合物/陶... Cr-Al金属间化合物具有较高的力学性能,优良的耐磨损性能和耐腐蚀性能以及抗高温氧化性能。陶瓷具有较高的力学性能,优良的耐磨损性能和耐腐蚀性能以及抗高温氧化性能等。可以将Cr-Al金属间化合物与陶瓷相复合制备Cr-Al金属间化合物/陶瓷复合材料。Cr-Al金属间化合物/陶瓷复合材料具有较高的力学性能和优良的耐磨损性能,耐腐蚀性能和抗高温氧化性能等。笔者叙述Cr-Al金属间化合物/陶瓷复合材料的制备工艺、物相组成、显微结构、力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能和抗氧化性能等,并叙述Cr-Al金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势。笔者最后对Cr-Al金属间化合物/陶瓷复合材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测。 展开更多
关键词 Cr-Al金属间化合物 陶瓷复合材料 制备工艺 研究发展现状 发展趋势
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口腔医学用氧化锆陶瓷复合材料的制备及力学性能 被引量：1
4
作者 金慧 陈晖 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3548-3556,共9页
背景:3%(摩尔百分比)氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷在实际应用中易导致对颌牙的过度磨耗,进而增加牙本质暴露的风险,引发牙齿酸痛、牙髓感染等问题,因此,进一步提升3%氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷摩擦磨损性能成为当前口腔医学修复材料研... 背景:3%(摩尔百分比)氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷在实际应用中易导致对颌牙的过度磨耗,进而增加牙本质暴露的风险,引发牙齿酸痛、牙髓感染等问题,因此,进一步提升3%氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷摩擦磨损性能成为当前口腔医学修复材料研究的热点之一。目的:探究钛酸钡掺杂比例对3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷微观结构、力学性能及摩擦磨损性能的影响。方法:以3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷为主体,通过高温烧结法制备钛酸钡掺杂的3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷材料,其中钛酸钡掺杂量分别为陶瓷粉体质量的0%,2%,4%,6%。检测4组材料的晶格结构、力学性能、微观形貌、耐磨性能。结果与结论:①X射线衍射结果显示,随着钛酸钡掺杂量的增多,复合陶瓷中单斜相氧化锆和钛酸钡的物相占比不断增大,四方相氧化锆的占比不断减小。②扫描电镜观察结果显示,单纯的3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷表面存在大量气孔,并且表面致密度较低;4%,6%钛酸钡掺杂陶瓷表面的气孔数量减少、表面致密度提高。③随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的密度持续降低,孔隙率先降低后升高,其中6%钛酸钡掺杂陶瓷的密度最低,4%钛酸钡掺杂陶瓷的孔隙率最低;随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的维氏硬度与断裂韧性持续降低,弹性模量先升高后降低,其中4%钛酸钡掺杂陶瓷的弹性模量最大。④利用直径10μm的金刚石进行划痕实验,结果显示:随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的摩擦系数和划痕深度均呈先降低后升高的趋势,其中4%钛酸钡掺杂陶瓷的摩擦系数与划痕深度最低;扫描电镜观察结果显示,4组陶瓷试样划痕两侧出现了不同程度的破碎,其中单纯氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷的划痕边缘破碎最为严重,4%钛酸钡掺杂陶瓷的划痕边缘破碎最轻。⑤结果表明,4%钛酸钡掺杂氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷复合材料具有高的耐磨性和强度,可保持长期稳定性。 展开更多
关键词 钛酸钡 氧化锆 陶瓷 口腔医学 耐磨性能 微观形貌 工程化口腔材料
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SiC_(f)对单粒径重结晶碳化硅多孔陶瓷性能的影响
5
作者 邓仁卿 陈嵛沣 +6 位作者 余超 董博 胡佳勋 邓承继 丁军 祝洪喜 朱青友 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期85-93,共9页
本研究以SiC粉体及SiC纤维(SiC_(f))为原料,先制备不同SiC_(f)含量的多孔陶瓷坯体,再基于重结晶烧结工艺的蒸发—凝聚机理,在氩气气氛下经1600℃~2200℃保温1 h热处理得到碳化硅多孔陶瓷,研究了外加SiC_(f)及烧结温度对重结晶烧结碳化... 本研究以SiC粉体及SiC纤维(SiC_(f))为原料,先制备不同SiC_(f)含量的多孔陶瓷坯体,再基于重结晶烧结工艺的蒸发—凝聚机理,在氩气气氛下经1600℃~2200℃保温1 h热处理得到碳化硅多孔陶瓷,研究了外加SiC_(f)及烧结温度对重结晶烧结碳化硅物相组成、显微结构及力学性能的影响规律及作用机理。结果表明:添加碳化硅纤维有提高传质效率的作用,当烧结温度为2100℃且外加20 wt.%SiC_(f)时,重结晶烧结SiC多孔陶瓷的力学性能获得了显著改善,材料的显气孔率、体积密度及常温抗弯强度分别为(45.5±0.8)%、(1.80±0.03)g·cm^(-3)及(43.44±4.75)MPa。但当热处理温度升至2200℃后,SiC_(f)会促进晶粒的异常生长,使其力学性能下降。 展开更多
关键词 重结晶烧结 碳化硅纤维 碳化硅多孔陶瓷 力学性能 烧结颈 烧结温度
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Pt-SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料制备及性能研究
6
作者 王同同 张萍萍 +5 位作者 邵长涛 韦其红 崔皓哲 王洪升 栾强 刘瑞祥 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期104-112,共9页
对陶瓷基复合材料表面进行强化处理是提升其表面金属涂层附着力的有效途径,进而可实现陶瓷金属化材料在频率选择表面(FSS)天线罩及天线窗中的应用。本研究采用液相渗积和溶胶—凝胶(Sol-gel)法相结合的工艺,制备了石英纤维增强石英(SiO_... 对陶瓷基复合材料表面进行强化处理是提升其表面金属涂层附着力的有效途径,进而可实现陶瓷金属化材料在频率选择表面(FSS)天线罩及天线窗中的应用。本研究采用液相渗积和溶胶—凝胶(Sol-gel)法相结合的工艺,制备了石英纤维增强石英(SiO_(2f)/SiO_(2))陶瓷基复合材料。随后,利用聚硅氮烷(PSZ)前驱体经陶瓷化转变对材料表面进行强化,并在其表面涂覆Pt料浆,获得了Pt-SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料。最后,对制备工艺和复合材料性能开展系统研究。结果表明:PSZ前驱体陶瓷化转变提升了SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料的表面强度,进而提升了与Pt涂层之间的结合力;Pt涂层最佳制备温度区间为850℃~900℃,涂层厚度为20μm~30μm,方阻值为(30±5)mΩ·□^(−1),电导率达106 S·m^(−1)数量级;Pt涂层经石英灯1000℃热处理300 s,附着力维持0级,电导率未发生显著变化;同时,制备的Pt-SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料具有良好的激光加工性能。 展开更多
关键词 复合材料 金属化 PSZ前驱体 Pt涂层
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对称固体氧化物燃料电池Fe基钙钛矿电极研究进展
7
作者 吴英豪 李雪莲 +5 位作者 张广君 孙宁 郑国柱 王健成 陈婷 王绍荣 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期30-41,共12页
与传统的固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)相比,对称固体氧化物燃料电池(Symmetrical Solid Oxide Fuel Cells,SSOFCs)采用相同的材料作为电池的阳极和阴极,在一定程度上简化了制备过程,有利于生产成本的降低。然而,SS... 与传统的固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)相比,对称固体氧化物燃料电池(Symmetrical Solid Oxide Fuel Cells,SSOFCs)采用相同的材料作为电池的阳极和阴极,在一定程度上简化了制备过程,有利于生产成本的降低。然而,SSOFC的商业化应用仍面临许多挑战,其中最重要的是探索能够在氧化和还原气氛中保持结构稳定,且在这两种气氛中能兼具良好催化活性的材料。本文从单钙钛矿、双钙钛矿和Ruddlesden-Popper(RP)型钙钛矿三个方面综述了近年来Fe基钙钛矿材料作为SSOFC电极材料的研究进展,分析总结了不同结构的Fe基钙钛矿材料的催化活性和稳定性,及其在SSOFC上的应用,并进一步总结了未来Fe基钙钛矿电极在SSOFC中的发展方向。 展开更多
关键词 对称固体氧化物燃料电池 对称电极 Fe基钙钛矿
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聚碳硅烷对酚醛树脂衍生碳基复合材料显微结构和电磁性能的影响
8
作者 李世恩 陈家鑫 +5 位作者 陈平安 朱颖丽 陈浮 乔梦珂 吴江 李享成 《功能材料》 北大核心 2026年第1期119-128,共10页
碳基复合材料具有结构可设计性和优异的介电损耗性能,是一种极具发展前景的电磁波吸收材料。然而碳基复合材料介电常数过高导致其阻抗失配,难以满足吸波材料强吸收和宽频带的要求。以酚醛树脂为基体,研究聚碳硅烷(PCS)对酚醛树脂碳衍生... 碳基复合材料具有结构可设计性和优异的介电损耗性能,是一种极具发展前景的电磁波吸收材料。然而碳基复合材料介电常数过高导致其阻抗失配,难以满足吸波材料强吸收和宽频带的要求。以酚醛树脂为基体,研究聚碳硅烷(PCS)对酚醛树脂碳衍生碳基复合材料显微结构和电磁性能的影响规律。结果表明,在1000℃热处理温度下,酚醛树脂与PCS质量比为1∶1时,酚醛树脂衍生碳基复合材料中原位生成大量的SiC和碳纳米管,增强了材料的介电损耗能力,且提高了阻抗匹配性能。当吸收体厚度为1.8 mm时,最小反射损耗(RL_(min))达到-46.80 dB,且有效吸收带宽(EAB)为5.52 GHz。开发了一种有效改善酚醛树脂衍生碳基复合材料阻抗匹配性的新方法。 展开更多
关键词 酚醛树脂 聚碳硅烷 电磁性能 碳纳米管 SIC纤维
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极端服役温度对增材制造氮化硅微观组织和强度的影响
9
作者 滕家琛 李乔磊 +9 位作者 肖亮 岳新艳 邱宇翔 周璇 朱福林 许滔 曾小锋 梁静静 周亦胄 李金国 《航空材料学报》 北大核心 2026年第1期109-120,共12页
增材制造技术可为氮化硅陶瓷复杂结构制备提供新工艺。本工作研究增材制造氮化硅在1200~1500℃含氧气氛下连续热暴露24 h后的微观组织和抗弯强度演化规律。采用SEM、XRD、EBSD和EPMA表征形貌、相组成和元素分布。结果表明:随着热暴露温... 增材制造技术可为氮化硅陶瓷复杂结构制备提供新工艺。本工作研究增材制造氮化硅在1200~1500℃含氧气氛下连续热暴露24 h后的微观组织和抗弯强度演化规律。采用SEM、XRD、EBSD和EPMA表征形貌、相组成和元素分布。结果表明:随着热暴露温度升高,氮化硅发生α→β相转变,β-Si3N4相转变率由63.02%(体积分数,下同)增加至74.15%;晶粒尺寸同步增大,由1200℃时的1.33μm增至1500℃的1.97μm。抗弯强度随热暴露温度升高,呈先升后降趋势,在1200℃时达到峰值,为722.67 MPa,1500℃时最低,为242.67 MPa,较未热暴露时下降约66.00%。晶粒长大及热暴露过程中产生的孔隙、裂纹是造成氮化硅强度降低的主要原因。此外,高温氧化反应会生成强度较低的二氧化硅,同时引入尺寸误差,进一步削弱增材制造氮化硅的力学性能,导致抗弯强度在高温区间随热暴露温度升高明显降低。 展开更多
关键词 增材制造 氮化硅 极端服役温度 微观组织 抗弯强度
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Ca^(2+)/Mg^(2+)对(Y_(2)O_(3)+ZrO_(2))-YCr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)NTC陶瓷电学性能影响
10
作者 谭健 蔡冰 +5 位作者 唐良颖 吴聪 黄婷 刘华臣 向正飞 邓腾飞 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期78-84,共7页
本文通过在(54 mol%Y_(2)O_(3)+6 mol%ZrO_(2))-40 mol%YCr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)中掺入4 mol%~8 mol%的Ca^(2+)/Mg^(2+),经两步烧结制备负温度系数(Negative Temperature Coefficient,NTC)热敏陶瓷。所有掺杂样品均保持Y_(2)O_(3)与正交... 本文通过在(54 mol%Y_(2)O_(3)+6 mol%ZrO_(2))-40 mol%YCr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)中掺入4 mol%~8 mol%的Ca^(2+)/Mg^(2+),经两步烧结制备负温度系数(Negative Temperature Coefficient,NTC)热敏陶瓷。所有掺杂样品均保持Y_(2)O_(3)与正交钙钛矿相YCr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)双相结构,Ca^(2+)/Mg^(2+)主要固溶于钙钛矿相,显微结构呈“海岛”状分布且致密性良好。电学性能方面,Ca^(2+)能显著降低电阻率,当Ca^(2+)掺杂量为8 mol%时,电阻率较未掺杂样品降低约82%。相比之下,Mg^(2+)掺杂仅将电阻率降至5.14×10^(4)Ω·cm,且对应B值较高。XPS分析表明,掺杂Ca^(2+)/Mg^(2+)后,Mn^(4+)/Cr^(4+)比例上升,Ca^(2+)会取代Y^(3+)引发空穴补偿及小极化子跳跃增强,Mg^(2+)会取代半径接近Cr^(3+)/Mn^(3+),导致改性效果不佳。老化实验显示,Ca^(2+)/Mg^(2+)会增大电阻漂移率,但Zr^(4+)的存在通过提升致密度和细化晶粒抑制空位迁移,使漂移率降低1%~2%。综上,结果表明:Ca^(2+)可优化(Y_(2)O_(3)+ZrO_(2))-YCr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)NTC陶瓷的电阻率、B值及稳定性,具备实际应用潜力。 展开更多
关键词 NTC热敏陶瓷 YCr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3) Ca^(2+)/Mg^(2+)掺杂 电阻率调控
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SiC-TiB_(2)-ZrN复合陶瓷的制备及其力学和导电性能的研究
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作者 李佳 魏红康 +3 位作者 邱慧娟 谢志鹏 汪长安 赵林 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期122-128,共7页
本文以β-SiC为主要原料,以ZrB_(2)和TiN为添加剂,在2000℃和40 MPa的条件下制备了SiC-TiB_(2)-ZrN复合陶瓷,并系统研究了添加剂含量对SiC基复合陶瓷物相组成、微观结构、力学性能和导电性能的影响。结果表明:随着添加剂含量的增加,陶... 本文以β-SiC为主要原料,以ZrB_(2)和TiN为添加剂,在2000℃和40 MPa的条件下制备了SiC-TiB_(2)-ZrN复合陶瓷,并系统研究了添加剂含量对SiC基复合陶瓷物相组成、微观结构、力学性能和导电性能的影响。结果表明:随着添加剂含量的增加,陶瓷样品中形成了TiB_(2)和ZrN相,SiC复合陶瓷的致密度、力学性能和导电性能均有显著提升。当TiB_(2)和ZrN含量为30 mol.%时,复合陶瓷接近完全致密,其硬度、断裂韧性和电导率分别达到25.19 GPa、5.68 MPa·m^(1/2)和3.3×10^(3)Ω^(−1)·cm^(−1)。研究证实,SiC-TiB_(2)-ZrN复合陶瓷在拥有优异力学性能的同时,其优良的导电性能使其适用于电火花线切割加工工艺,从而提高了致密SiC陶瓷在复杂形状工件加工方面的效率。 展开更多
关键词 SiC-TiB_(2)-ZrN复合陶瓷 力学性能 导电性能 物相演变 微观结构
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高硬度透明微晶玻璃析晶动力学及晶体生长机理研究
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作者 郭宏伟 聂栋 +1 位作者 刘密 朱南沺 《中国陶瓷》 北大核心 2026年第1期1-8,共8页
透明微晶玻璃具有优异的光学及力学性能,广泛应用于航空航天、5G通信等领域。采用熔融法制备了低Li_(2)O含量Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系透明微晶玻璃,利用DSC、XRD、TEM等分析手段并结合Kissinger方程研究该体系的析晶动力学。结果... 透明微晶玻璃具有优异的光学及力学性能,广泛应用于航空航天、5G通信等领域。采用熔融法制备了低Li_(2)O含量Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系透明微晶玻璃,利用DSC、XRD、TEM等分析手段并结合Kissinger方程研究该体系的析晶动力学。结果表明:低含量Li_(2)O可抑制硅氧网络过度解聚,稳定晶体生长活化能,有效抑制Li_(2)Si_(2)O_(5)晶体的异常生长,得到尺寸小且分布均匀的晶体。当Li_(2)O为9 wt%时,主晶相Li_(2)Si_(2)O_(5)平均尺寸为20 nm,维氏硬度高达660 Hv,透光率89.8%,其析晶活化能E=197.3 kJ/mol,析晶指数n=2.79。结果表明所产生的晶体均为体积成核,三维空间生长。Li_(2)Si_(2)O_(5)晶体致密的互锁结构不仅可以减少光散射,同时可抑制裂纹的扩展。 展开更多
关键词 透明微晶玻璃 析晶动力学 生长机理 高硬度
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农业废弃物稻壳合成SiC和Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体的研究进展
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作者 周雨奇 喻吉 +5 位作者 陈洋 吴溢馨 龙思怡 邓承继 丁军 吴锦杨 《粉末冶金材料科学与工程》 2026年第1期24-36,共13页
农业废弃物的资源化利用一直是人们关注的焦点。生物质稻壳作为可再生资源,富含Si和C元素,是一种廉价易得、可持续利用的废弃物资源。为寻求低成本、大规模且绿色可持续的工艺开发和利用稻壳,研究者进行了大量研究。本文首先简要介绍稻... 农业废弃物的资源化利用一直是人们关注的焦点。生物质稻壳作为可再生资源,富含Si和C元素,是一种廉价易得、可持续利用的废弃物资源。为寻求低成本、大规模且绿色可持续的工艺开发和利用稻壳,研究者进行了大量研究。本文首先简要介绍稻壳的成分和结构,再综述传统方法和现有新工艺合成SiC、Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体的反应机理和特点,最后归纳当前稻壳合成SiC和Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体存在的问题,以期为进一步推动开发高品质稻壳基硅化物提供参考。 展开更多
关键词 稻壳 SiC纳米粉体 Si_(3)N_(4)/SiC纳米复合粉体 合成工艺 反应机理
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利用废料绿色制备石英-莫来石-钙长石复相发泡陶瓷以及性能研究
14
作者 温晓庆 董伟霞 +3 位作者 包启富 顾幸勇 李寅明 李润丰 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期94-103,共10页
本研究以承德地区单一磁铁尾矿及电厂粉煤灰等固废为主要原料制备发泡陶瓷,通过X射线衍射分析、扫描电镜观察、导热系数测定等测试手段,研究了粉煤灰对多孔陶瓷的体积密度、抗压强度、热导率及微观结构的影响。结果表明:粉煤灰的引入有... 本研究以承德地区单一磁铁尾矿及电厂粉煤灰等固废为主要原料制备发泡陶瓷,通过X射线衍射分析、扫描电镜观察、导热系数测定等测试手段,研究了粉煤灰对多孔陶瓷的体积密度、抗压强度、热导率及微观结构的影响。结果表明:粉煤灰的引入有利于发泡陶瓷中莫来石晶相的生成与发育,合适的掺加比例有利于提升其力学性能;同时粉煤灰对发泡陶瓷孔的结构影响较大,从而影响其导热性能。当粉煤灰和单一磁铁尾矿固废总掺量为60 wt.%、发泡剂掺量为1.5 wt.%时,所制备的发泡陶瓷的体积密度为430 kg·m^(-3)~580 kg·m^(-3),抗压强度为5.94 MPa~12.96 MPa,导热系数为0.18 W·m^(−1)·K^(−1)~0.42 W·m^(−1)·K^(−1),优于JG/T 511-2017《建筑用发泡陶瓷保温板》的要求。 展开更多
关键词 发泡陶瓷 工业固废 粉煤灰 单一磁铁尾矿 力学性能 热导率
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低熔点玻璃粉包覆对Si_(3)N_(4)陶瓷的结构与性能影响
15
作者 冯博聪 高榆宗 +3 位作者 唐聪 赵哲 曾子彬 吕东霖 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期58-68,共11页
本研究采用数字光处理(DLP)技术制备复杂结构Si_(3)N_(4)陶瓷,旨在克服传统表面改性方法难以协同优化浆料性能与烧结体力学性能的局限。通过精确调控低熔点玻璃粉含量并结合球磨—烧结工艺对Si_(3)N_(4)粉末进行表面包覆改性,浆料流变... 本研究采用数字光处理(DLP)技术制备复杂结构Si_(3)N_(4)陶瓷,旨在克服传统表面改性方法难以协同优化浆料性能与烧结体力学性能的局限。通过精确调控低熔点玻璃粉含量并结合球磨—烧结工艺对Si_(3)N_(4)粉末进行表面包覆改性,浆料流变性能显著改善。在固含量20 vol.%、剪切速率32.4 s^(−1)条件下,随玻璃粉包覆量从0 wt.%增至5 wt.%,黏度由0.594 Pa·s降至0.477 Pa·s,降幅达19.7%。随着玻璃粉包覆量的增加,深度敏感系数(Sd)增大而临界能量密度(Ed)降低,宽度敏感系数(Sw)减小而临界能量密度(Ew)与扩展固化宽度(Db)同步增加。烧结过程中适量玻璃粉挥发未影响陶瓷物相组成与致密性,且形成的玻璃相通过细化晶粒使抗弯强度最高提升了14.3%,并通过增韧机制使断裂韧性最大提高了31.1%,实现了打印工艺性能与陶瓷力学性能的协同优化。 展开更多
关键词 Si_(3)N_(4)陶瓷 表面包覆改性 数字光处理(DLP) 低熔点玻璃粉
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太阳能发电高温相变储能材料热物性强化的研究
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作者 吴振双 《粘接》 2026年第3期763-766,共4页
太阳能热发电系统对相变材料要求极为严格,不仅要具备300~800℃宽温域相变特性,还要维持高热稳定性、良好热物性。系统综述太阳能热发电系统中高温相变储能材料热物性强化研究进展,先阐述无机盐、金属合金及陶瓷基相变材料特性,进而分... 太阳能热发电系统对相变材料要求极为严格,不仅要具备300~800℃宽温域相变特性,还要维持高热稳定性、良好热物性。系统综述太阳能热发电系统中高温相变储能材料热物性强化研究进展,先阐述无机盐、金属合金及陶瓷基相变材料特性,进而分析多孔基体复合、导热增强相复合、微胶囊化、界面改性等热物性强化技术机理。研究表明,纳米碳材料和金属泡沫协同增强策略可有效提高相变材料导热系数;微胶囊化技术抑制相分离;界面粘接强化改善材料-容器相容性。文章探讨了材料高温稳定性、循环寿命及系统集成等问题,指出多功能复合相变材料、智能界面设计是未来发展方向,为太阳能热发电高效储能提供理论支撑。 展开更多
关键词 太阳能热发电 高温相变储能材料 热物性强化
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BAS玻璃基复合封孔涂层的制备与性能研究
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作者 仝宗伟 闫香洁 +3 位作者 马腾 刘云 赵亚丽 李克训 《表面技术》 北大核心 2026年第2期278-287,共10页
目的针对多孔Si_(3)N_(4)陶瓷因易吸潮导致介电性能劣化的问题,开发一种兼具优异防潮性能、良好结合强度及高抗热震性的复合涂层,以提升多孔Si_(3)N_(4)陶瓷在极端高温透波环境下的应用可靠性。方法基于BaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(BAS)三... 目的针对多孔Si_(3)N_(4)陶瓷因易吸潮导致介电性能劣化的问题,开发一种兼具优异防潮性能、良好结合强度及高抗热震性的复合涂层,以提升多孔Si_(3)N_(4)陶瓷在极端高温透波环境下的应用可靠性。方法基于BaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(BAS)三元相图,通过结构设计、压缩空气喷涂和低温烧结,在多孔Si_(3)N_(4)陶瓷表面制备了BAS玻璃-钡长石/Si_(3)N_(4)复合涂层,系统研究了不同熔融温度(1300℃和1400℃)的BAS玻璃、烧结温度以及添加5%(质量分数)Yb_(2)O_(3)对涂层的微观结构、防潮性能(防水率)、涂层与基体结合强度以及抗热震性能的影响规律。结果添加5%(质量分数)Yb_(2)O_(3)可显著降低BAS玻璃熔体黏度,促进其在烧结过程中的横向流平和纵向渗透,有效提高了涂层的致密度及其与基体的结合强度;采用熔融温度为1300℃的BAS玻璃,在1390℃烧结温度下制备的涂层综合性能最优:涂层致密化良好,防水率高达97.14%,与基体的结合强度达到12.4 MPa;该涂层在经历ΔT=1100℃的5次循环热震测试后,防水率仍能保持在91.01%,展现出优异的抗热震性能。结论本研究在多孔Si_(3)N_(4)陶瓷表面制备了高性能的BAS玻璃-钡长石/Si_(3)N_(4)复合涂层;Yb_(2)O_(3)的引入优化了BAS玻璃的烧结行为,显著提升了涂层的致密性、结合强度和抗热震性;特别是基于1300℃熔融BAS玻璃制备的涂层,在1390℃实现致密化,其优异的防潮性能和良好的结合强度表明该复合涂层能有效阻隔湿气侵蚀并承受极端温度冲击,为多孔Si_(3)N_(4)陶瓷在高温、高湿等恶劣透波环境下的长期稳定应用提供了可靠的技术途径。 展开更多
关键词 封孔涂层 BAS玻璃 氮化硅 钡长石 低温烧结 结合强度 抗热震性
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基于多尺度模拟的固体氧化物电解池多孔电极设计及电场仿真
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作者 王俊波 邓可 +4 位作者 赵鸿飞 唐琪 张殷 冀承泽 周峻 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期149-158,共10页
固体氧化物电解池(Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC)作为高效的能量转换装置,对整合可再生能源、推动实现碳中和目标具有关键支撑作用。然而,其性能与耐久性受限于多孔电极的微观结构特性。本研究通过实验与数值模拟结合的方法,探究... 固体氧化物电解池(Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC)作为高效的能量转换装置,对整合可再生能源、推动实现碳中和目标具有关键支撑作用。然而,其性能与耐久性受限于多孔电极的微观结构特性。本研究通过实验与数值模拟结合的方法,探究了NiO/GDC-SSZ-GDC/LSCF多孔电极的微观结构对SOEC电场分布的影响。通过SEM图像分析和X射线断层扫描(X-Ray Computed Tomography,XCT)技术重构了电极的三维孔隙网络,并结合二维及三维模型模拟了固体氧化物电解池的电场分布特性。结果表明,三维模型能够全面表征形状因子、迂曲度等孔隙形貌对局部电场畸变的动态影响,纤维结构电极较颗粒结构具有更低的迂曲度和更均匀的电流密度分布。本研究为固体氧化物电解池电极结构优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 固体氧化物电解池 多孔电极 孔隙度 电场分布 三维重构 多尺度模拟
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石墨/陶瓷复合电阻材料的制备与性能
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作者 聂京凯 韩钰 +6 位作者 周明瑜 姬军 祝志祥 李阳林 马金旭 杜君莉 何强 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期113-121,共9页
碳陶瓷电阻材料因具有导电性能良好、抗脉冲能力强、过载能力出色和散热能力强等优点,已成为国外高性能合闸电阻产品的主要材料。本文在分析国外某产品的基础上,以高纯度氧化铝和氧化硅为主要原料,以石墨为导电填料,设计并制备了一系列... 碳陶瓷电阻材料因具有导电性能良好、抗脉冲能力强、过载能力出色和散热能力强等优点,已成为国外高性能合闸电阻产品的主要材料。本文在分析国外某产品的基础上,以高纯度氧化铝和氧化硅为主要原料,以石墨为导电填料,设计并制备了一系列样品,并对其物相组成、气孔率、体积密度和电阻率进行了分析与测试。同时,实验结合分析测试结果,系统研究了氧化铝/氧化硅质量比、烧结助剂种类、石墨粒度及其加入量对样品物相组成和性能的影响。结果表明,与氧化铁相比,碳酸钙更有助于石英向方石英的晶型转变,并促进莫来石的生成。在氧化铝/氧化硅质量比为3∶1、添加3%碳酸钙为烧结助剂、掺入11%~15%的800目石墨为导电填料的条件下,可制得以刚玉、方石英、莫来石、石墨为主要物相的复合电阻材料,其开口气孔率为33.2%~35.5%、体积密度为1.99 g·cm^(-3)~2.10 g·cm^(-3)、电阻率为0.11Ω·m~4.66Ω·m。本文的研究结果有望为碳陶瓷复合电阻材料研究提供数据支撑。 展开更多
关键词 石墨 陶瓷 物相组成 电阻材料 电阻率
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连续纤维增强陶瓷基复合材料增材制造研究进展
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作者 刘文广 屈圣文 +3 位作者 杨利华 徐祖权 王兴国 冯浩 《陶瓷学报》 北大核心 2026年第1期1-15,共15页
连续纤维增强陶瓷基复合材料(Continuous Fiber Reinforced Ceramic Matrix Composites,CFRCMCs)因其卓越的高温强度、断裂韧性和热稳定性,在航空航天、能源等极端环境领域具有广泛的应用前景。然而,传统制备工艺复杂、周期长、成本高,... 连续纤维增强陶瓷基复合材料(Continuous Fiber Reinforced Ceramic Matrix Composites,CFRCMCs)因其卓越的高温强度、断裂韧性和热稳定性,在航空航天、能源等极端环境领域具有广泛的应用前景。然而,传统制备工艺复杂、周期长、成本高,难以满足复杂构件制造需求。增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术为CFRCMCs的快速、定制化成型提供了革命性新途径。本综述系统梳理了CFRCMCs增材制造的研究进展:首先概述了适用于CFRCMCs的AM工艺,指出材料挤出(Material Extrusion,ME)是当前研究的主流技术,包括熔融沉积成型(FDM)和直接墨水书写(DIW)等,并简要介绍了其他AM工艺在CFRCMCs制备中的探索进展。本综述重点分析了CFRCMCs在AM过程中面临的关键工艺挑战与相应对策,包括浆料流变学设计与可打印性调控、纤维—基体界面精确调控、致密化工艺及孔隙控制。本文还深入探讨了采用AM所制CFRCMCs的增韧机制,如界面脱粘、纤维桥接与拔出、裂纹偏转等,并且展示了AM技术在制备超高温抗烧蚀、电磁吸波/透波、生物医学支架等特殊功能复合材料方面的巨大潜力。最后,文章对AM技术的未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 增材制造 连续纤维增强陶瓷基复合材料 材料挤出 立体光固化 粉末床熔融
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