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【中国陶瓷】2021年第11期“先进陶瓷”栏目导读

  • 中国陶瓷杂志
  • 2021年12月01日06时




SrTiO3基异质结光催化剂的研究进展



孔存辉,赵英娜 , 许进博,董晓珠,苏新悦,曾雄丰

(华北理工大学 材料科学与工程学院,河北省无机非金属材料重点实验室,唐山 063210)


摘 要钛酸锶 (SrTiO3) 作为一种具有良好的物理化学稳定性、环境友好特性和较高氧化还原性质的光催化材料而受到广泛的关注。然而 SrTiO3 较高的光生载流子复合率和较低的光响应范围又极大地限制其在光催化领域的应用。文章概述了 SrTiO3 的光催化机理,重点介绍了通过构筑 SrTiO3 基异质结构的改性手段以及几种常见的异质结种类,最后对 SrTiO3 基异质结的发展前景进行了展望。

关键词SrTiO3 光致发光催化剂异质结



离子掺杂羟基磷灰石的抗菌性能研究进展



欧林结 , 潘育松 , 潘成岭

(安徽理工大学 材料科学与工程学院,淮南 232001 ;

安徽理工大学 环境友好材料与职业健康研究院(芜湖),芜湖 241003)



摘 要羟基磷灰石 (HA) 由于其在人体牙齿和骨骼中具有十分出色的生物相容性和生物活性,在生物医学材料领域引起了广泛关注。为了解决植入物的细菌感染问题,人们已经尝试在纯相 HA 晶体结构内掺杂具有一定抗菌效果的离子,并且已经证明,对纯相 HA 进行单掺杂或共掺杂能够进一步改善 HA 的理化和生物学特性,并赋予其出色的抗菌性能。离子掺杂抗菌羟基磷灰石在解决骨科植入物细菌感染的问题上已经实现了突破性的进展,有望使其获得更加出色的临床应用。首先,介绍了 Ag、Zn、Mg 和 Ce 等四种生物活性阳离子掺杂抗菌羟基磷灰石的最新基础研究进展。其次,对其抗菌机理进行了系统性的阐释。最后,对离子掺杂抗菌羟基磷灰石作为人体植入物的研究存在的问题及发展方向进行了总结和展望。

关键词羟基磷灰石 ;离子 ;掺杂 ;抗菌性能



钢渣及菱镁矿用量对高强泡沫陶瓷制备的影响


王 岳,武世然 ,雷伟岩 ,王 崇 ,沈 毅

(华北理工大学 材料科学与工程学院,唐山 063210 ;华北理工大学 矿业工程学院,唐山 063210)



摘 要以粉砂质页岩和粉煤灰为主要原料,碳化硅为发泡剂,钢渣和菱镁矿为外加原料,采用高温发泡法成功制备了高强泡沫陶瓷。探究了钢渣和菱镁矿的用量对泡沫陶瓷性能的影响。通过 XRD、XRF、SEM-EDS 等检测对泡沫陶瓷进行了表征,并测试其气孔率、体积密度、抗折强度。结果表明 :加入 9% 钢渣、5% 菱镁矿时样品综合性能最佳,此时样品的体积密度为 0.92 g/cm3,抗折强度为 10.02 MPa,总气孔率为 64.11%,闭口气孔率为60.55%。泡沫陶瓷的主晶相为石英、方石英和透辉石。

关键词抗折强度 ;钢渣 ;菱镁矿 ;透辉石 ;泡沫陶瓷



Nb2O5 陶瓷的烧结性、微观结构、热膨胀和力学性能的研究



强林芽 ,张小珍 ,江瑜华 ,冯均利 ,刘 强 ,周健儿

(景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院,景德镇 333403;

深圳海关工业品检测技术中心,深圳 518067)



摘 要以 Nb2O5 微粉为原料通过干压成型和常压烧结法制备了 Nb2O5 陶瓷材料。研究了烧成温度对制备的 Nb2O5 膨胀陶瓷的晶相组成、微观结构、热膨胀行为和力学性能等的影响。结果表明,不同温度烧成样品都由单斜相Nb2O5 组成,制备的 Nb2O5 陶瓷从室温升温至 400 ~ 800 ℃热处理不会发生高温相变。随着烧成温度提高,Nb2O5 瓷出现明显晶粒生长现象,达到 1390 ℃以上时,部分晶粒异常长大,导致沿晶和穿晶开裂现象明显。Nb2O5 晶相呈现典型的轴向热膨胀各异向性,随着烧成温度提高,样品热膨胀系数不断减小,在 1390 ℃烧成时,热膨胀系数最低为 0.50×10-6/℃。样品的抗弯强度随着烧成温度的提高表现出先增大后减小的变化趋势。研究表明,采用较低的烧成温度 (1330 ℃左右 ) 可获得具有高强度和良好抗热震性能的 Nb2O5 陶瓷,而在较高的烧成温度下 (1390~ 1420 ℃ ) 可获得超低膨胀陶瓷材料。

关键词五氧化二铌陶瓷 ;烧成温度 ;微结构 ;热膨胀性能 ;抗弯强度



热循环下热障涂层热生长氧化层生长规律研究



伍 杰 ,朱 旺 ,毛祖莉

(湖南工学院 机械工程学院,衡阳 421002 ;湘潭大学 材料科学与工程学院,湘潭 411105)



摘 要热障涂层 (Thermal barrier coatings,简称 TBCs) 作为一种重要的陶瓷涂层材料,在航空航天领域得到了广泛的应用。在热障涂层的高温工作过程中,陶瓷层 (TC) 与粘结层(BC)之间生成氧化层(TGO),且随着热循环次数增加而厚度增加,是热障涂层产生破坏和失效的重要原因。论文采用有限元方法,对 TGO 在热循环下的氧化生长过程进行模拟,建立了一定波长幅值的 TGO 的热障涂层结构的数值计算模型,研究了高温热循环载荷下 TGO 厚度的变化规律以及涂层残余应力的演化规律。

关键词热障涂层 ;热生长氧化层 ;热循环



锂辉石对堇青石 - 莫来石质匣钵材料性能的影响


戚 芳 ,梁 健 ,江伟辉 ,唐紫娟 ,刘健敏 ,劳新斌 ,苗立锋 ,洪 翔

(景德镇陶瓷大学,景德镇 333403 ;国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心,景德镇 333001)


摘 要以堇青石、莫来石、高岭土和氧化铝为原料制备堇青石 -莫来石质匣钵材料。用锂辉石细粉取代莫来石细粉,研究了锂辉石加入量对堇青石 - 莫来石质匣钵材料常温性能、高温抗折强度和抗热震性能的影响,并通过 XRD和 SEM 分别对烧后试样进行了物相和显微结构分析。结果表明 :锂辉石的加入有利于液相的生成,促进试样的烧结,气孔率降低,试样强度随锂辉石加入量的增加呈先增加后降低的趋势。当锂辉石加入量为 4 wt% 时,其常温抗折强度、耐压强度和高温抗折强度均达到最大,分别为 14.12 MPa、103.24 MPa 和 11.65 MPa。试样残余强度随锂辉石加入量增加的变化趋势和常温强度变化趋势一致,残余强度保持率略为降低。

关键词锂辉石 ;堇青石 ;莫来石 ;抗热震性 ;匣钵




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