论文推介|2023年第1期

《现代技术陶瓷》2023年第1期已出版！

本期设有“综合评述”、“研究论文

”两个栏目。

综合评述

三元层状结构MAX相陶瓷材料的制备技术及其研究发展现状和发展趋势

作者：江涛

单位：西安石油大学材料科学与工程学院，西安，710065

摘要：三元层状结构陶瓷材料主要是指Mn+1AXn相，三元层状结构MAX相陶瓷材料具有金属的特性还具有陶瓷的特性，三元层状结构MAX相陶瓷材料具有较高的力学性能，良好的耐磨损性能和良好的耐腐蚀性能，并具有良好的抗高温氧化性能等，还具有良好的可加工性能。三元层状结构MAX相陶瓷材料主要有Ti3SiC2，Ti4SiC3，Ti3AlC2，Ti2AlC，Ti4AlN3和Ti2AlN等。本文主要叙述三元层状结构MAX相陶瓷材料的制备技术，物相组成，显微结构，力学性能和耐磨损性能，耐腐蚀性能和抗高温氧化性能以及其他性能等。并叙述三元层状结构MAX相陶瓷材料的研究发展现状和发展趋势。并对三元层状结构MAX相陶瓷材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测。

关键词：三元层状结构MAX相陶瓷材料；可加工性能；制备技术；研究发展现状；发展趋势

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综合评述

低温封接玻璃研究进展

作者：向阳1，陈坤1，张稳1，刘诗诗2，文瑾2 ，彭志航1，曹建辉3

单位：1.国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室, 长沙 410073;

2.湖南人文科技学院精细陶瓷与粉体材料湖南省重点实验室,湖南娄底 417000；

3.湖南省新化县鑫星电子陶瓷有限责任公司, 湖南娄底 417000

基金项目：湖南省自然基金(2019JJ50282，2020JJ5660)

摘要：本文介绍了当前低温封接玻璃的发展现状及其研究的必要性，认为研究和开发无铅低熔点化学稳定性等综合性能优异的封接玻璃来满足各行各业的需要具有重要意义。同时，从封接玻璃的分类出发，介绍低温封接玻璃的性能要求、组成体系、性能优化设计与制备工艺，分析其优势特点和存在的问题，针对未来可能发展的方向，展望低温玻璃封接技术的发展前景。

关键词：封接玻璃；组成体系；性能；应用

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综合评述

SOFC氧离子导体电解质材料的研究进展及性能优化策略

作者：李小勇，宁小亮，徐传伟，张晓娇，赵世凯，宋涛，马腾飞，丛晓彤，范东杰

单位：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，山东淄博 255000

摘要：典型的固体氧化物燃料电池（SOFC）由致密电解质、多孔阴极和阳极三部分构成。其中，电解质介于阴极和阳极之间，是一种具有全固态结构的氧化物陶瓷材料。电解质是SOFC的核心部件之一，是电池工作温度和电池性能的决定性因素。目前，对于高温电解质材料的研究与应用已经相对成熟。但是，在电池高温运行条件下，会导致电极和电解质界面反应、密封困难及使用寿命变短等问题。因此，SOFC电解质的发展逐渐趋向于中温化。但随着工作温度的降低，电解质欧姆阻抗（Ro）势必增大，使得电池的电导率下降。基于此，电解质在中温下的性能提升以及优化近年来备受关注。文中综述了几种不同类型的氧离子导体电解质最新研究进展，并论述了SOFC中低温运行条件下电解质性能提升的主要优化策略。

关键词：SOFC；电解质；ZrO2；CeO2；Bi2O3；LaGaO3

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研究论文

SiBN先驱体陶瓷化行为及结构稳定性分析

作者：关星宇1,2,邱海鹏1,2，马新1,2,梁艳媛1,2,杨威3,齐学礼4,陈明伟1,2

单位：1.中国航空制造技术研究院复合材料技术中心,北京 101300

2.先进复合材料重点实验室,北京101300

3.北京机电工程总体设计部,北京 100854

4.山东工业陶瓷研究设计院有限公司,山东淄博 255000

摘要：SiBN陶瓷是重要的结构陶瓷和功能陶瓷，在航空和航天领域具有广泛的应用前景，本文针对不同温度制备的SiBN陶瓷的高温结构稳定性及抗氧化性能开展研究。采用TG、FTIR和XRD技术对SiBN先驱体室温至1500℃温域的热解行为、裂解产物组分和结构进行了表征，采用FTIR和XRD技术对SiBN陶瓷氧化行为和氧化机理进行了分析。研究表明，SiBN陶瓷先驱体热解过程主要发生在200ºC至800 ºC范围，该阶段实现了SiBN陶瓷先驱体从有机物向无机物的转化，SiBN陶瓷在室温至1500℃宽温域惰性气氛下具有优异的结构稳定性。但在1500℃氧化产物失重高达17.37%，并伴随明显的组分和结构变化，导致复合材料性能下降或者结构失效。

关键词：SiBN陶瓷；结构稳定性；抗氧化性

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研究论文

模压压力对SiC/SiC复合材料力学性能及力学行为的影响

作者：张琪悦，陈明伟, 邱海鹏，陈义，张冰玉

单位：中国航空制造技术研究院，北京，100130

摘要：采用热模压辅助聚合物先驱体浸渍裂解工艺制备了国产近化学计量比SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料，通过阿基米德排水法和SEM技术对SiC/SiC复合材料致密化过程进行表征，采用弯曲强度、拉伸强度和断裂韧性对SiC/SiC复合材料力学性能和力学行为进行评价。研究表明，热模压压力是影响材料结构和性能的重要因素，热模压在提升材料致密度的同时，亦造成纤维的损伤。随着热模压压力的增加，SiC/SiC复合材料力学性能先增加后降低。热模压压力适中时，致密度增加因素占优，材料力学性能较为优异；热模压压力较大时候，热模压操作对纤维性能的损伤因素逐渐凸显，基体致密化和纤维损伤两种作用机制相当。

关键词：热模压，力学行为，纤维损伤

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研究论文

铈掺杂PZN-PZT三元系压电陶瓷的烧结特性研究

作者：米乐，吴道文，周华将，陈渝

单位：成都大学机械工程学院，成都610106

摘要：采用传统的固相反应法制备了掺杂0.2 wt.% CeO2的0.3Pb( Zn1/3Nb2/3)O3-0.7Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 (0.3PZN-0.7PZT-0.2Ce) 三元系压电陶瓷，并研究了烧结温度（1190~ 1260 ℃）对其相结构、微观形貌以及电学性能的影响。XRD和SEM分析发现：所有烧结样品均呈纯的钙钛矿相结构，随着烧结温度的升高，陶瓷样品的相结构从三方相逐渐转变为四方相，1230 ℃烧结得到的样品由三方相和四方相共存；当烧结温度高于1230 ℃过后，晶粒开始显著长大，直至液相始出现。介电温谱研究证实：随着烧结温度的升高，0.3PZN-0.7PZT-0.2Ce陶瓷的居里温度（TC）逐渐升高而介电损耗因子（tan δ）逐渐降低，1230 ℃烧结得到的样品介电常数（εr）最大而温度系数（TKε）最小。压电性能以及谐振-反谐振测试表明：提高烧结温度有助于提升陶瓷的压电性能（d33）和机电耦合性能（kp），但过高的烧结温度（1260 ℃）也会使得性能恶化。综合来看：1250 ℃烧结得到的样品电学性能最佳：TC=293 ℃，d33=515pC/N，kp=67%，εr=2493，TKε (120 ℃)=6.22×10-3 /℃，tan δ= 0.017。

关键词：PZN-PZT；烧结温度；相结构；压电性能；介电性能

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研究论文

n型Bi2Te2.7Se0.3热电材料的冷烧结制备及其性能研究

作者：陆雪萍1，陆晓芳1，范宇驰1，江莞1,2

单位：1. 东华大学材料科学与工程学院，上海 201620

2. 东华大学功能材料研究中心，上海 201620

摘要：冷烧结技术（Cold Sintering Process，CSP）是一种利用辅助液相可使陶瓷在300℃以下达到致密的新型烧结技术，不仅操作简单、成本低廉，而且节能降耗，在制备块体热电材料方面有极大的前景。本文通过溶剂热法制备了Bi2Te2.7Se0.3粉体，分别与0 wt%液相、10 wt% H2O、10 wt% EG、10 wt% NaOH溶液混合均匀，通过冷烧结方法制备了Bi2Te2.7Se0.3块体热电材料，并与放电等离子烧结（SPS）所制备的样品作对比。XRD测试结果表明，所有样品均未被氧化，密度测试结果显示，冷烧结添加NaOH溶液或者H2O的样品的致密度高达97%左右，比添加0 wt%液相的样品高约7%。添加NaOH溶液的样品在375 K时具有最高的ZT值0.9，在较低温度段（300 K~400 K）比SPS所制备的样品的ZT值高。我们的研究表明，通过液相辅助的冷烧结技术制备Bi2Te2.7Se0.3块体热电材料是一种非常有前途的方法。

关键词：Bi2Te3；热电材料；冷烧结

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