1 1.中国科学院 理化技术研究所, 低温重点实验室, 北京 100190
2 2.齐鲁中科光物理与工程技术研究院, 济南 250000
陶瓷粉体的批次稳定性是陶瓷制品生产商最关心的核心指标, 却又长期无据可依。本研究以燃烧合成的氮化硅粉体为样本, 量化评价不同批次生产的氮化硅粉体的相似程度。首先构建了涵盖静态理化指标、动态流动性指标的粉体性能评价参数体系, 进而测试得到在该参数体系中氮化硅粉体的全部性能数据, 随后对所得性能数据分别采用余弦相似度法和欧氏距离法进行计算, 得到了粉体性能一致性评价数据。结果表明, 基于该参数体系的余弦相似度和欧氏距离均能反映批次粉体间的相似程度, 量化显示出不同批次粉体的差异, 两种方法的计算结果相互验证。对判定为不相似的粉体, 追溯工艺流程中的差异找到了控制氮化硅粉体一致性的关键环节—原料硅粉; 对判定为高度相似的粉体划分为同类, 为不同批次氮化硅粉体的类别划分提供了量化依据。该工作建立的“粉体性能一致性评价体系”为氮化硅粉体产品质量的批次稳定性(性能一致性)提供了有效的评价手段和量化依据。
一致性评价 氮化硅粉体 余弦相似度 欧氏距离 consistency evaluation silicon nitride powders cosine similarity Euclidean distance
1 北京中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
2 中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
AlON透明陶瓷因良好的透光性、热震稳定性、力学性能和良好的可加工性，在**领域和民用领域有广阔的应用前景。本文采用改进的碳热还原氮化/沸腾床法批量制备AlON粉体，单批次产能可达2 kg，在AlON粉体的XRD图谱中未观察到第二相，激光粒径分析显示平均粒径为1.54 μm，粒径分布均匀。使用该粉体进行冷等静压成型处理后，获得均匀性较好、致密度高的素坯。采用气压烧结法在1 850 ℃，氮气压力5 MPa下制备出光学透过率为82.3%，弯曲强度为310 MPa的AlON透明陶瓷片，对推进AlON透明陶瓷的应用具有一定的现实意义。
碳热还原氮化法 高纯粉体 透明陶瓷 透过率 气压烧结 AlON AlON carbothermal reduction nitridation method highpurity powder transparent ceramics transmittance gas pressure sintering
1 北京中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
2 中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
镁铝尖晶石(MgAl2O4)作为先进的透明陶瓷材料，具有透过波段宽、透过率高、各向同性，高熔点、高硬度、高强度、高电阻率、高热导率、高抗热震，耐腐蚀和耐高温等优异性能，可广泛应用于红外制导窗口、高马赫航空器的整流罩、透明装甲和极端环境下的光电设备窗口等关系**安全与高性能关键设备领域。本文简要介绍了镁铝尖晶石透明陶瓷的基本性能和国内外研制情况，重点介绍中材人工晶体研究院有限公司三十余年在镁铝尖晶石高纯粉体合成、镁铝尖晶石透明陶瓷成型烧结工艺和性能研究及应用开发方面所做工作，分析了材料研制中遇到的困难与在应用开发过程中面临的竞争和挑战，思考材料的研究方向、方法，并对其应用和发展予以展望。
镁铝尖晶石 透明陶瓷 粉体合成 成型烧结工艺 性能 应用 magnesium aluminate spinel transparent ceramics powder synthesis forming and sintering process property application
国防科技大学空天科学学院,新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室，长沙 410073
超高温陶瓷（UHTC）在航空航天的热防护领域具有重要作用，高质量的UHTC粉体是制备高性能UHTC的重要原料。在制备UHTC粉体的工艺中，前驱体转化法制备的粉体纯度高、粒径小、各组分分布均匀，具有广阔的应用前景。本文根据前驱体合成机理将UHTC前驱体转化法分为金属醇盐配合物合成法、基于格氏反应合成法以及引入支链合成法，综述了近年来通过三种方法制备UHTC粉体的研究进展，分析总结了三种方法的优缺点，指出了UHTC前驱体转化法目前存在的问题以及未来发展方向。
前驱体转化法 超高温陶瓷粉体 反应机理 碳热还原 陶瓷产率 微观结构 precursor-derived method ultra-high temperature ceramics powder reaction mechanism carbothermic reduction ceramic yield microstructure
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 透明光功能无机材料重点实验室, 上海 201899
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
3 3.江苏大学 材料科学与工程学院, 镇江 212013
4 4.散裂中子源科学中心, 东莞 523803
5 5.中国科学院 高能物理研究所, 核探测与核电子学国家重点实验室, 北京 100049
Gd2O2S:Tb闪烁陶瓷以其明亮的绿色发光、高能量转换效率和高中子俘获截面而广泛应用于中子成像和工业无损检测等领域, 但Gd2O2S:Tb陶瓷中存在的Gd2O3第二相影响其闪烁性能。本工作以H2SO4和Gd2O3为原料, 采用水浴法合成Gd2O2S:Tb前驱体, 研究了H2SO4与Gd2O3的摩尔比(n)对前驱体和Gd2O2S:Tb粉体性能的影响。前驱体的化学组成随n增大而变化：2Gd2O3·Gd2(SO4)3·xH2O(n<2.00)、Gd2O3·2Gd2(SO4)3·xH2O (2.25≤n≤2.75)和Gd2(SO4)3·8H2O(n=3.00), 经过空气煅烧和氢气还原后, 所有的粉体均形成Gd2O2S相。Gd2O2S:Tb粉体的形貌与前驱体的相组成密切相关, 随着n增大, Gd2O2S:Tb粉体的XEL强度增加呈现出两个阶段, 对应前驱体的相转变阶段。采用真空预烧结合热等静压烧结制备了Gd2O2S:Tb陶瓷, 相较于n为2.00、2.25、2.50, 其他n制备的Gd2O2S:Tb陶瓷都达到了较高的相对密度和XEL强度, 不同n制备的陶瓷中都存在Gd2O3第二相, n增大有利于减少陶瓷内部的第二相, 为进一步消除Gd2O2S:Tb陶瓷中的第二相提供了思路。
水浴法 H2SO4与Gd2O3摩尔比 Gd2O2S:Tb纳米粉体 闪烁陶瓷 water-bath method molar ratio of H2SO4 to Gd2O3 Gd2O2S:Tb nanopowder scintillation ceramics
二维材料粉体具有比表面积大、催化活性位点丰富、易于溶液加工、微结构可调等特性，在能源、电子器件、催化和环境等领域展现出巨大的应用前景。高品质二维材料粉体的低成本、批量化、微结构调控制备是发展其大规模应用的重要前提。本文总结了基于硅藻土模板法制备二维材料粉体(如石墨烯、石墨双炔、过渡金属氮化物、过渡金属硫属化合物粉体)的研究进展；介绍了所获得的二维材料粉体在能量存储器件、印刷电子学、电催化析氢、废水处理等领域的应用研究；最后讨论了基于硅藻土模板法的二维材料粉体制备研究中尚存的问题与挑战，以及二维材料粉体可能的应用方向。
二维材料粉体 硅藻土模板 三维多孔结构 能量存储和转换 two-dimensional material powder diatomite template three-dimensional porous structure energy storage and conversion
透明AlON具有优异的光学和力学性能, 应用前景广阔。但材料制备成本高昂, 限制了其应用发展。为解决上述问题, 本研究以透明AlON的凝胶浇注成型与无压烧结制备为核心目标, 就AlON细粉的低温合成及其抗水化处理展开重点研究。研究发现以有机聚合物包覆AlN/Al2O3为原料, 通过高温碳热-氮化工艺合成AlON, 可有效降低AlON的合成温度, 在1700 ℃即可合成近乎纯相的AlON粉体。所得粉体颗粒尺寸细小, 在亚微米级。通过对上述粉体进行聚氨酯包覆表面抗水化处理, 可大幅度提升其抗水化性能。即使历经长达72 h水中静置, 也不发生明显的水解。以此为基础, 通过凝胶浇注成型结合生坯的冷等静压后处理在1820~1850 ℃成功实现了透明AlON陶瓷的无压烧结制备。材料力学和光学性能优异, 其中1850 ℃烧结试样在紫外-中红外波段直线透过率达到83.1%~ 86.2%, 三点抗弯强度达到310 MPa。
透明陶瓷 AlON 粉体合成 抗水化处理 凝胶浇注 无压烧结 transparent ceramics AlON powder synthesis anti-hydrolysis treatment gel casting pressureless sintering
1 盐城工学院机械工程学院, 盐城 224051
2 盐城工学院汽车工程学院, 盐城 224051
3 江苏悦达智能农业装备有限公司,盐城 224007
立体光固化成型技术是一种生产高精度、高性能陶瓷部件的新兴增材制造工艺。制备具有良好流动性和高固相含量的陶瓷浆料是立体光固化增材制造工艺的优势。本文讨论了固相含量、单体、分散剂、粉体级配等因素对浆料流变性能的影响规律, 总结了目前配制高固相含量和低黏度光固化Al2O3陶瓷浆料的材料选择原则, 归纳了制备高固相含量、低黏度Al2O3陶瓷浆料的指导方法, 指出了高性能光固化Al2O3陶瓷浆料开发的主要趋势和面临的挑战。
立体光固化成型技术 Al2O3陶瓷浆料 固相含量 黏度 单体 分散剂 粉体粒径 stero light-cured apparatus technology Al2O3 ceramic slurry solid phase content viscosity monomer dispersant powder particle size
内蒙古科技大学材料与冶金学院, 包头 014010
铬酸镧基陶瓷具有优异的性能, 在诸多领域内得到广泛的应用。致密的铬酸镧基陶瓷可作为高温固体氧化物燃料电池的连接体材料。本文综述了使用固相法、溶胶-凝胶法、燃烧及水热法等方法制备铬酸镧粉体的过程, 分析了铬酸镧基陶瓷难致密化的原因, 基于现阶段的制备方式总结了能实现致密化过程的多种新型烧结方式, 同时调研了不同位置的掺杂改性及复合等方式在电性能改善方面的研究进展, 最后对后续的研究发展方向进行了展望。
陶瓷 固态氧化物燃料电池连接体 铬酸镧 粉体合成 致密化 掺杂改性 电性能 ceramics solid oxide fuel cell connector lanthanum chromate powder synthesis densification doping modification electrical property
烟幕作为提高己方防护能力的重要无源干扰手段, 其作用效能与相对湿度(RH)密切相关。基于湿度可控的烟幕箱实验系统, 测定了不同RH下烟幕材料对3~5 μm和8~14 μm红外的衰减率、沉降速度、质量消光系数, 揭示了RH对石墨超细粉体的红外干扰特性的影响规律。在RH较低时, 石墨超细粉体烟幕表现出更高的红外衰减率, 且红外衰减率随时间减小更慢; 随着RH的增大, 石墨烟幕颗粒的沉降速率先增大后减小, 在RH为50%时沉降速率达到峰值1.04×10-3 m·s-1; 实验测得的石墨超细粉体烟幕的质量消光系数随着RH增大总体表现出下降的趋势, RH为28%时3~5 μm、8~14 μm的质量消光系数分别为2.12 m2·g-1、1.41 m2·g-1, 与RH为70%时的相应数值相比分别提高了11.12%和10.05%。
相对湿度 烟幕 红外 超细粉体 光电对抗
