从透明陶瓷转向刑事科技的启明星——访上海刑事科技研究院刘文斌副研究员

正1981年1月出生的刘文斌2005年西南交大硕士毕业后到中科院上海硅酸盐所工作,在潘裕柏教授团队做激光陶瓷方面的工作,在硅所一直工作到2013年底,期间2007年他参加了市科委的透明陶瓷项目,并与潘裕柏教授共同作为其中一个子课题的负责人,这个项目由硅所和复旦、交大共同参与。也因为这个项目的牵引,小刘作为委培生,在参加博士研究生统一考试面试后于2009-2012年以在职人员身份在上海交大攻读全日制博士学位,其导     

透明氮化铝陶瓷的制备

以碳热还原法制备的氮化铝粉体为原料,ＣａＣ２为烧结助剂,采用常规的热压烧结和无压烧结工艺在高温和低温下制备透明的氮化铝陶瓷,实验结果表明,碳热还原法制备的ＡｌＮ粉纯度较高,粒度较小,粒径分布较窄,适宜制备透明ＡｌＮ陶瓷。在ＡｌＮ陶瓷的致密化过程中,由于ＣａＣ２的挥发从而使晶界到得到净化,高度致密化导致ＡｌＮ陶瓷透明。     

新型半透明陶瓷

透明陶瓷,如Al_2O_3,MgO,Y_2O_3等,由于其良好的力学、热学及抗腐蚀性,在光电领域有广泛的用途.近年来,一些半透明陶瓷,如莫来石(Mullite)、尖晶石,引起人们的关注,主要是因为它们在中红外光谱区有较高的透过率,可被用作高温窗口材料.KZr_2P_3O_(12)(KZP)陶瓷是一种低膨胀材料,本文主要研究其光学性能.     

双等离子体微弧沉积ZrO_2和ZrO_2-Y_2O_3陶瓷涂层

研究了在纳米陶瓷粒子－水混合液中采用双脉冲等离子体微弧方法获得ＺｒＯ２和ＺｒＯ２－Ｙ２Ｏ３陶瓷涂层的新技术．所获涂层表面均匀,与基体结合力好．进行了涂层表面形貌及其物相分析．　实验结果证明沉积ＺｒＯ２和ＺｒＯ２－Ｙ２Ｏ３陶瓷涂层后,　提高了基体合金的抗高温氧化性能．     

低温极端环境下氮化铝陶瓷断裂行为及第二相的影响

氮化铝陶瓷在低温工程中有着良好的应用前景,但这方面的研究报道甚少.本文对氮化铝陶瓷的低温断裂行为进行了系统研究,以液氮和干冰作为制冷剂,测试低温环境下材料的抗弯强度和断裂韧性.当测试温度从293 K降低到77 K时,氮化铝陶瓷抗弯强度从364.6±29.2MPa增加至415.3±21.7 MPa,断裂韧性从3.98±0.19 MPa m1/2增加到4.59±0.28 MPa m1/2,同时发现穿晶断裂比例从7.3%增加至14.5%.基于实验结果,分析了陶瓷中第二相引起的残余应力对三叉晶界处氮化铝晶粒以及裂纹扩展方式的影响,结果表明,低温下第二相导致氮化铝陶瓷断裂模式发生改变;通过调控第二相在基体中的分布状况可以改善氮化铝陶瓷性能,对于氮化铝陶瓷的低温工程应用具有参考价值.     

ZnO压敏陶瓷中富Ba晶界相的生成与控制

已知在通常的ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3系陶瓷中,加入Ba添加剂,由于Ba离子半径大而易偏析于晶界,故能进一步改善其非线性性能,但近来对ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3-BaO系压敏陶瓷的研究则发现,在一定的条件下,Ba离子不仅只是偏析于晶界,而且形成富Ba的新晶界相,经分析为偏锑酸钡(BaSb_2O_6)相;由氧化铋(Bi_2O_3)、尖晶石(Zn_(2.33)Sb_(0.67)O_4)、偏锑酸钡组成的晶界相,改变了通常的压敏陶瓷中晶界相的结构、组分和性质,从而影响及晶粒间的界面性质和界面处的肖特基势垒;当这几种晶界之间有适当比例时,能显著地改善压敏陶瓷在长期电负荷下工作的稳定性.对ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3系陶瓷在烧结过程中晶相的生成已有报道.本文对ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3-BaO系压敏陶瓷中,偏锑酸钡相的生成过程及影响因素进行讨论;在发现常用的SiO_2,Cr_2O_3添加剂对偏锑酸钡相生成有重要影响的基础上,对这种影响的机理进行分析,所得到的一些实验结果,对压敏陶瓷制备过程中添加剂及工艺参数的控制会有重要的指导作用.1 材料与方法实验试样除主成分ZnO外,Bi_2O_3,Sb_2O_3,BaCO_3添加剂(各自在0.2～1.5 mol%范围内调整)作为基本成分加入,另外还有其他改性添加剂,原材料均为化学试剂纯度,制备三组试样(表1),A组试样不含SiO_2和Cr_2O_3,B,C组在     

切向极化压电陶瓷晶堆中扭转振动的传播速度研究

随着超声马达、超声塑料焊接、超声疲劳试验以及超声旋转加工等新技术的发展,扭转振动超声换能器的理论及实验研究受到了普遍重视。在功率超声领域,类似于纵向振动夹心式换能器的扭转振动夹心换能器具有结构简单、机电转换效率高等优点。在纵向振动夹心式换能器中,压电激励元件为轴向极化的压电陶瓷晶堆,而对于扭转振动夹心式换能器,其激励元件为切向极化的压电陶瓷晶堆。文献[1]对夹心式扭转振动超声换能器进行了研究,推出了压电晶堆扭转振动的等效电路以及换能器的共振频率方程。在此基础上,本文对晶堆中的扭转振动传播速度进行了进一步的研究,试图为夹心式扭转振动超声换能器的理论及实验研究提供较系统的设计理论。     

中国科学院透明光功能无机材料重点实验室简介

<正>"中国科学院透明光功能无机材料重点实验室"在晶态(陶瓷和晶体)光功能材料方面,经过数十年的发展和积累,逐步形成了具有影响力的两大优势学科:透明陶瓷和闪烁晶体材料。实验室构建了我国透明陶瓷和闪烁晶体材料及其元器件的基础研究和技术创新平台,致力于透明陶瓷和闪烁晶体材料及其元器件的基础研究、技术研发,保持和发挥我国在闪烁晶体材料领域的国际领先优势,尽快缩短我国透明陶     

结构陶瓷特殊条件下力学性能评价的新技术与技巧

结构陶瓷大多应用于一些普通材料无法正常使用的特殊环境,在这些环境下常规的测试方法和测试仪器难以准确获得其力学性能参数.本文论述了结构陶瓷在典型应用条件下力学性能评价的一些难点问题和新的研究进展,如界面和表面性能评价、超高温极端环境下材料力学性能评价、陶瓷管材和环状脆性材料的力学性能检测、陶瓷涂层力学性能等.介绍了这些特殊条件下的结构陶瓷关键力学性能的测试新技术与技巧,如十字交叉法、局部受热同步加载法、缺口环法、相对法和痕迹法等多种新评价技术.以Ti3SiC2-Al2O3十字交叉样品、SiC/C复合材料、ZrO2光纤套管、SiC涂层和玻璃为实验对象,测试结果表明这几种新技术操作简单、准确可靠.     

超硬陶瓷

研究聚合物的科学家与研究陶瓷的不同,前者更具优越性,可在不断扩展的组合阵列中进行选择;后者则必须进行多年的深入研究,在数量相对有限的体系中进行精选。所以泽尔（Zerr）等人的发现是一个令人振奋的消息,他们在其中一个体系（氦化硅）中发现了一种化合物的新形式,这种新的立方体化合物的硬度比现有的各种相的硬度要大得多,因而可被广泛地应用在工业上。氯化硅（Si3N4）有两种早已确定的晶体形式：a和p,在这两种形式中,中心硅与周围的四个氛按四面体阵列相连。几个四面体彼此联接方式的不同便产生出不同的晶体结构。在Si3N4见…     

浅议陶瓷企业分包组营中的风险与防范

分包组营作为一种新型的企业经营方式和资源配置模式,正在被越来越多的陶瓷企业所采用.但陶瓷企业进行分包组营也存在诸多不容忽视的风险,必须从自身实际出发,正确认识这一经营方式本身所具有的风险性,采取必要措施加以防范和控制,才能真正给陶瓷企业生存和发展注入新的活力.     

PLZST反铁电陶瓷的电场诱导多次相变现象

在掺杂４％Ｌａ的Ｐｂ（Ｚｒ,Ｓｎ,Ｔｉ）Ｏ３系统中发现了一种温度在－４０－４５℃内的外电场可诱导多次相变材料。电滞回线测试显示,在４ＭＶ．ｍ＾－１的电场作用下样品依次从亚稳反铁电态诱导进入两种铁电态,其中第二铁电态出现的临界场２．５ＭＶ．ｍ＾－１仅是已发现ＰＺＴ基陶瓷的１０％－２０％。Ｘ射线衍射测定样品室温下是正交相结构。     

植物叶片多尺度构造的陶瓷化复制及其光功能特性研究

利用自然界植物叶片多尺度构造为模板制备植物叶片态光功能氧化物陶瓷，借助“光功能陶瓷本身材质与植物叶片大自然结构相耦合”，大幅度提升光功能陶瓷功能特性．实现“独特多尺度构造一独特光功能特性”一体化与集成化。本课题旨在发现新现象的基础上提出具有创新构型的光功能陶瓷制备新原理和新工艺。     

陶瓷玻璃餐具出台新规定

<环境标志产品认证技术要求>对与食物接触的陶瓷、微晶玻璃和玻璃餐具制品作了如下定义: 陶瓷为由黏土及长石、石英等天然原料经混合、成形、干燥和烧制而成的耐水、耐火、坚硬的材料和制品的总称,包括陶器、瓷器和炻器等.微晶玻璃为在高温条件下将原材料熔化为均匀的液体,冷却到一定温度,进行温度处理,使其绝大部分产生微结晶体的透明物.玻璃为在高温条件下将原材料熔化为均匀的液体,冷却到室温,基本没有微结晶体的物质.对以上3种材质制成的餐具,包括日常生活用具如荼杯、水杯及其他与饮用水、饮料或食物直接接触的器具表面的铅、镉等有害物质的溶出量作了详细的规定,见下表.     

受限条件下玻璃基质中LaF_3微晶生长机理的光谱学探究

利用高温熔融法制备了Eu3+掺杂的45SiO2-25Al2O3-18Na2O-9.5LaF3玻璃,并将基础玻璃在可控条件下进行晶化热处理后获得了性能良好的玻璃陶瓷.通过XRD,TEM和光谱学手段对玻璃陶瓷进行了表征,结果表明晶化热处理后,LaF3纳米晶体从原有单一的玻璃相中析出,晶粒大小约为25 nm.Eu3+掺杂玻璃陶瓷、纳米晶体和玻璃3种基质的光谱分析及XRD结果证明稀土离子进入到LaF3纳米晶体中并计算出在其中富集的比例.进一步利用源自于Eu3+离子的发射谱和激发谱研究了退火温度和前驱物中重金属离子对玻璃网络结构中LaF3纳米晶体生长影响的机理,为玻璃陶瓷的人工设计合成提供了理论支持.     

大功率压电陶瓷变压器的研究

由于压电陶瓷变压器在高压领域内显示出具有高升压比、体积小、重量轻、不怕高压击穿、短路烧毁、不用铜铁材料以及不引起电磁干扰等特异性能,引起人们广泛兴趣,并在高压小电流设备中越来越获得应用。随着开发和应用的发展,高温度稳定性和时间稳定性以及具有更     

纳米钛酸钡陶瓷铁电性的第一性原理研究

从第一性原理分子动力学的角度对纳米晶钛酸钡陶瓷的铁电性起源和相变进行了研究. 基于第一性原理对钛酸钡陶瓷电子结构的计算结果表明, 即使晶粒尺寸小到8 nm, Ti-O之间仍然存在电子轨道的杂化, 而这种杂化对于纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的保持有重要作用; 采用密度泛函理论广义梯度近似方法计算了不同晶粒尺寸钛酸钡陶瓷不同晶相的振动模式, 计算表明, 8 nm钛酸钡陶瓷和大晶粒钛酸钡陶瓷一样随温度的降低经历从立方?四方?正交?三方的相转变, 和实验结果一致.     

外来植物入侵机理研究取得进展

近日,在国家自然科学基金重点项目、中国科学院重大项目和云南省应用基础计划项目等的支持下,西双版纳热带植物园生物入侵生态学研究组冯玉龙研究员与美国蒙塔纳大学、墨西哥国立自治大学和印度德里大     

热压烧结LKNN铁电陶瓷的介电热电特性

由于陶瓷材料的物化性能稳定,容易制造,便于批量生产而引起人们的广泛注意,过去人们的注意力主要集中在PZT陶瓷系列的改性研究,但是近年来铌酸盐系陶瓷(如钽铌酸钾、铌酸钾钠等)也引起人们的关注,传统烧结方法制备的铌酸锂钾钠压电陶瓷的压电性能的研究已有报道,我们改用通氧热压烧结工艺系统地研究了组分、工艺条件等对铌酸锂钾钠陶瓷     

纳米陶瓷

陶瓷是一种古老的非金属材料.它在古代社会的生活中就起着相当重要的作用.饮器、盛水器、食具、炊具、瓦和建筑材料、装饰材料和工艺品等广泛地使用着陶器和瓷器.