固体氧化物燃料电池用导电陶瓷材料的研究进展

综述了导电陶瓷材料在固体氧化物燃料电池中的应用现状,分别从燃料电池的关键组件（电解质材料、阴极材料、阳极材料和连接材料等方面）对导电陶瓷的要求及其研究现状进行了讨论,提出目前研究广泛的导电陶瓷在固体氧化物燃料电池中存在问题。     

氮化硅陶瓷添加剂和制备工艺的研究进展

随着对氮化硅陶瓷研究的不断深入,其热学性能、介电性能有了极大的改善,使之可应用在电子器件等领域。总结了制备氮化硅陶瓷材料所使用的烧结助剂,包括氧化物烧结助剂、非氧化物烧结助剂和其他烧结助剂;比较了氮化硅陶瓷材料的烧结方式,包括热压烧结、气压烧结、放电等离子烧结、无压烧结和反应烧结;论述了与氮化硅相关的复合材料的研究进展;展望了氮化硅陶瓷材料研究的发展趋势。     

氢气泡模板法表面改性Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3的光热转换效率

采用电化学沉积氢气泡模板法制备具有表面结构的Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3(SSC5)陶瓷材料。通过调节电解液浓度、电化学沉积时间及沉积次数,改变Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3复合氧化物的表面结构、形貌及反射光谱性能。结果表明:利用电化学沉积氢气泡模板法可以成功制备CuO-SSC5复合氧化物。在沉积电流密度为0.076 A/cm~2的工艺参数下制备的复合氧化物比未表面修饰陶瓷的具有更好的光热效率(67%)。     

陶瓷材料微波加工用高场强单模谐振腔的研究

设计性能优良的微波加热系统,是研究微波加工陶瓷的重要内容之一．介绍了所研究的用于陶瓷材料微波加工的ＴＥ１０３单模谐振腔系统的原理、结构特点,并对其特性进行了测试研究．结构设计中采用了可调短路活塞及滑动耦合膜片,获得的空腔品质因数高达４２００,加载后电压驻波比可调至１．０２．在加热区域可获得很高的电场强度,因而可实现陶瓷材料的快速加热．对ＺＴＡ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３等先进陶瓷成功地进行了烧结、连接．该系统可方便地用于具有不同介质特性的小尺寸陶瓷件的烧结、连接等加工．     

工程陶瓷材料磨削表面的损伤表征方法

为了准确表征工程陶瓷材料磨削表面形貌损伤信息,提出了一种陶瓷磨削表面损伤表征新方法.针对工程陶瓷材料磨削表面非对称形貌特征,借助小波多尺度分析理论对其形状误差及波纹度进行了滤除,提取了表面损伤特征信息.利用提出的表面损伤率和表面损伤面积比率,对工程陶瓷材料磨削表面形貌的损伤情况进行了定量表征分析,并通过对金属、氧化铝、氧化锆和氮化硅样块表面测量实验验证了评价参数的有效性.实验结果表明,该方法对工程陶瓷材料磨削表面有较好的表征效果,准确反映了其表面形貌质量.     

Y-ZrO2稀土增韧陶瓷的微波烧结

Ｙ－ＺｒＯ２增韧陶瓷是高性能现代陶瓷重要的一族,本项研究采用纳米级高纯超细粉,通过添入适量稀土氧化物（Ｙ２Ｏ３）,经微波烧结制成新型Ｙ－ＺｒＯ２稀土增韧陶瓷材料,并深入讨论了陶瓷增韧的几种可能途径。     

热喷涂高性能陶瓷复合涂层的研究进展

论述了陶瓷复合涂层的种类、制备方法及应用．采用表面涂层热喷涂技术,能在金属基体上制备金属基陶瓷复合涂层、陶瓷与陶瓷复合涂层、梯度功能陶瓷复合涂层和纳米陶瓷复合涂层,这样就把陶瓷材料的特点与金属材料的特点有机结合在一起,赋予材料新的功能．这些复合材料已广泛应用于航天、航空、医学、生物和电子等领域。     

BNT基无铅压电陶瓷研究进展

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)基无铅压电陶瓷,以其良好的电学性能和较高的居里温度等特点而倍受关注.近年来,对该体系陶瓷材料进行研究的报道越来越多.本文结合近年有关BNT基无铅压电陶瓷的报道,从离子掺杂,外掺氧化物及添加烧结助剂三个方面介绍了最新研究进展,并展望了BNT基压电陶瓷的发展趋势.     

陶瓷与金属场致扩散连接的应用及发展

阐述了陶瓷、玻璃等无机非金属材料与金属及金属基复合材料场致扩散连接的原理，应用及其发展前景，认为这种低温、低压、快速的连接方法特别适用于功能陶瓷材料与金属的连接，适用于微型仪表及机械的制造，且具有较大的发展空间。     

飞秒激光诱导Al_2O_3陶瓷表面微纳结构及润湿特性研究

飞秒激光以其极短脉宽和极高的峰值功率几乎可以胜任任何材料的加工.利用飞秒激光微加工平台,通过单点烧蚀和线扫描微加工的方式,在工业级氧化铝陶瓷材料表面诱导出随机分布的纳米结构和条纹结构,条纹结构的周期约为314 nm.文章研究了激光脉冲个数、扫描速度和偏振方向等参数对氧化铝陶瓷表面微纳结构形成的影响.结合激光直写技术,在陶瓷表面诱导出大面积的微纳结构分布,分析了加工前后陶瓷表面润湿特性的变化,实现了陶瓷表面改性.     

原位生成法半固态连接Si3N4复相陶瓷的接头组织

为探索陶瓷材料的有效连接途径,提出一种原位生成增强颗粒的半固态钎焊陶瓷材料方法。采用自制钎料对Si3N4复相陶瓷进行钎焊试验。采取分步焊接的方法,在1023K下使钎缝内生成一定数量的AlCu2Ti金属间化合物,然后在1173K下对陶瓷材料进行半固态连接。显微观察表明:钎缝组织由低熔点的钎料基体和高熔点的金属间化合物组成,金属间化合物均匀分布在钎料基体中,有利于改善接头性能,降低接头的热膨胀不均匀性。     

用无机胶粘接金属和陶瓷

用无机胶粘接铝合金－陶瓷和钢－陶瓷,着重介绍分析了调和比,膨胀系数对拉剪强度的影响等。在探讨了粘接机制的基础上,指出槽接情况下膨胀系数不是影响粘接强度的关键因素。     

金属陶瓷反应及其对界面的影响

金属和陶瓷反应强烈地影响界面的性质，因此了解这种反应的条件极为重要．本文依据热力学平衡理论予以论证，研究了金属陶瓷合适的结合条件及其产物．通过实验和高分辨率透射电镜（ＨＲＥＭ）观察讨论了界面结构和强度。     

结构陶瓷的特性分析

本文论述了结构陶瓷的原料成份及物理性能、生产工艺、键合特性等组织特性,并讨论了其适用范围.     

水泥生料X萤光分析中元素间相互影响的研究

对利用Ｘ萤光分析水泥生料元素含量产生的元素间相互影响和测量数据的校正进行了研究，经分别采用直线法和卢卡斯－图思－派恩法的两种数学模型进行处理和分析的结果表明，后者的准确度优于前者，由此可校正元素间的相互影响，能使测量精度更好地满足生产的要求。     

Understanding micro-diffusion bonding from the fabrication of B<Subscript>4</Subscript>C/Ni composites

A Ni-B₄C macroscopic diffusion welding couple and a Ni-15wt%B₄C composite fabricated by spark plasma sintering (SPS) were used to understand the micro-scale diffusion bonding between metals and ceramics. In the Ni-B₄C macroscopic diffusion welding couple a perfect diffusion welding joint was achieved. In the Ni-15wt%B₄C sample, microstructure analyses demonstrated that loose structures occurred around the B₄C particles. Energy dispersive X-ray spectroscopy analyses revealed that during the SPS process, the process of diffusion bonding between Ni and B₄C particles can be divided into three stages. By employing a nano-indentation test, the room-temperature fracture toughness of the Ni matrix was found to be higher than that of the interface. The micro-diffusion bonding between Ni and B₄C particles is quite different from the Ni-B₄C reaction couple.     

Understanding micro-diffusion bonding from the fabrication of B_4C/Ni composites

A Ni-B_4C macroscopic diffusion welding couple and a Ni-15 wt% B_4C composite fabricated by spark plasma sintering(SPS) were used to understand the micro-scale diffusion bonding between metals and ceramics. In the Ni-B_4C macroscopic diffusion welding couple a perfect diffusion welding joint was achieved. In the Ni-15 wt% B_4C sample, microstructure analyses demonstrated that loose structures occurred around the B_4C particles. Energy dispersive X-ray spectroscopy analyses revealed that during the SPS process, the process of diffusion bonding between Ni and B_4C particles can be divided into three stages. By employing a nano-indentation test, the room-temperature fracture toughness of the Ni matrix was found to be higher than that of the interface. The micro-diffusion bonding between Ni and B_4C particles is quite different from the Ni-B_4C reaction couple.     

Fe离子注入ZrO2的研究

陶瓷材料的表面性能在很大程度上取决于其表面条件.例如:陶瓷的表面微裂纹影响着机械强度,而磁学及电学性能则对其表面结构及化学成份非常敏感.近年来离子注入法已经开辟了研制现代材料的新途径,并被广泛应用于金属、半导体及部分聚合物材料中.对于陶瓷材料,目前大多数有关这方面的研究集中于改善陶瓷表面的机械性能,很少有论文涉及其表面电性能的改善.本文介绍了一种改善ZrO2陶瓷表面导电性能的新方法.ZrO2陶瓷是绝缘体,常温下其电阻率大于1012Ωcm.通过不同剂量的离子注入可以使得样品表层产生不同程度的电性能变化.试验表明,当采用2×1017Fe/cm2注入,并在950℃下真空退火30分钟,ZrO2的表面电阻率将下降十余个数量级,从而大幅度提高了样品的导电性.文中还通过应 用X射线衍射及光电子能谱技术,分别对注入元素的化学结合状态及表面注入层的结晶相进行了较为详细的讨论.从XPS测试发现,注入离子在ZrO2表层中以Fe2+、Fe3+及Fe0三种形式的状态存在;X射线衍射数据表明,注入层中除ZrO2主晶相外,还存在少量的FeZrO3等晶相.文章的最后部分讨论了离子注入样品的导电机制.     

Observation of rare-earth segregation in silicon nitride ceramics at subnanometre dimensions

Silicon nitride (Si3N4) ceramics are used in numerous applications because of their superior mechanical properties. Their intrinsically brittle nature is a critical issue, but can be overcome by introducing whisker-like microstructural features. However, the formation of such anisotropic grains is very sensitive to the type of cations used as the sintering additives. Understanding the origin of dopant effects, central to the design of high-performance Si3N4 ceramics, has been sought for many years. Here we show direct images of dopant atoms (La) within the nanometre-scale intergranular amorphous films typically found at grain boundaries, using aberration corrected Z-contrast scanning transmission electron microscopy. It is clearly shown that the La atoms preferentially segregate to the amorphous/crystal interfaces. First-principles calculations confirm the strong preference of La for the crystalline surfaces, which is essential for forming elongated grains and a toughened microstructure. Whereas principles of micrometre-scale structural design are currently used to improve the mechanical properties of ceramics, this work represents a step towards the atomic-level structural engineering required for the next generation of ceramics.     

非均相沉淀法制备PLZT富锆陶瓷及其电击穿性能研究*

PZT95/5型铁电陶瓷的抗电击穿强度对材料的实际应用至关重要,实际应用中PZT95/5型铁电陶瓷较低的抗电击穿强度限制了它的应用;选择了PZT95/5型铁电陶瓷材料为研究对象,以提高材料的抗电击穿强度为目的,从材料的制备工艺、材料的微观结构的优化以及电击穿性能等方面,探索提高PZT95/5型铁电陶瓷抗电击穿强度的途径;采用了传统固相法、非均相沉淀法制备出了不同微观结构和性能的PZT95/5型铁电陶瓷;研究表明,采用非均相沉淀法制备了PZT95/5型铁电陶瓷,其介电、压电、铁电性能和抗电击穿性能都优于传统固相法所制备陶瓷的性能;根据弱点导致电击穿的理论,采用韦布尔分布表征和研究了所制备的PZT95/5型铁电陶瓷的电击穿性能。