当期目录
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高熵非氧化物陶瓷材料的研究与进展
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锂基电极材料的低温合成研究进展
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环保型AgBiS<sub>2</sub>量子点的合成与其在光伏器件中应用进展
李世杰,郭章旺,汪丽婧,石宇星,曾 涛, 施 玮,董 罡,苏小丽,陈云霞
近年来,三元硫族化合物AgBiS2量子点材料因兼具带隙可调性、高吸收系数及环境友好性,在光电转换领域崭露头角。当前,基于AgBiS2量子点构建的超薄吸收层太阳能电池已实现光电转换效率超过10%,预示着其在光伏发电方向的广阔应用前景。本文首先对当前已报道的AgBiS2量子点常见合成方法及其优化策略进行了简要概括。在此基础上,针对传统固态配体交换法存在的局限性,本文着重归纳了液相配体交换法制备AgBiS2量子点墨水的最新研究进展,并与分子前驱体墨水工艺进行简明的比较分析。最后,本文探讨了不同电子传输层与空穴传输层的应用结构对器件性能及稳定性影响,并在文末对AgBiS2量子点在光伏器件领域的应用进行了总结与展望。 -
同位素示踪在陶瓷科技考古中的应用进展
孙一诺,李锦伟,潘力川,聂游荣添
同位素示踪作为一种在陶瓷科技考古中的重要研究方法,对于揭示古陶瓷的产地、原料来源、制作工艺,以及这些信息背后反映的古代社会的文化和技术具有重要意义。锶同位素分析通过对比古陶瓷与原料地质体的同位素组成,有效示踪原料来源,尤其适用于元素地球化学特征相似但同位素组成有差异的材料。铅同位素分析则主要用于含铅釉陶,通过铅同位素比值差异追溯矿源,为陶瓷的产地溯源提供关键信息。钙同位素示踪作为新兴手段,目前多用于判断制釉钙质原料中石灰石和草木灰的区分,以反映当时的制瓷工艺。同位素示踪在应用中也面临一些挑战,如原料处理和高温烧制中同位素的分馏机制有待深入研究,以及当前大多数同位素测试方法对陶瓷文物具有破坏性。未来,随着同位素分析技术的不断进步,多同位素体系的结合应用,以及非/微破坏性测试方法的开发,有望更精确地确定陶瓷产地和釉料配方,为研究古代陶瓷贸易、文化交流提供更可靠的依据,同时也有助于复原古代制瓷工艺的全过程。 -
四面体非晶碳膜在质子交换膜燃料电池不锈钢双极板中的应用研究
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Cr<sub>2</sub>AlB<sub>2</sub>刻蚀及电化学性能研究
周雅宣,陈浩宇,邓玉宵,闫转龙,刘 娅,严 明
本研究系统探究了Cr2AlB2的HCl刻蚀工艺,并对比了Cr2AlB2与2D-CrB的锂电性能。通过优化HCl浓度、刻蚀温度和刻蚀时间,实现了Al层的高效剥离,成功制备出高纯度的二维CrB。研究表明,3 mol·L−1 HCl在20 ℃下刻蚀6 h为最佳工艺条件,可使材料从致密层状结构转变为多孔二维片层,显著提升比表面积。电化学测试显示,相较于Cr2AlB2,2D-CrB具有更高的比容量、更优异的倍率性能和更稳定的循环性能。其首次放电容量为347.1 mAh·g−1,在0.1 C倍率下循环100圈后容量保持率为65.4%;在0.2 C倍率长循环测试中,容量稳定在157 mAh·g−1,库仑效率维持在98%以上。本研究为MBene材料的可控合成与储能应用提供了实验依据,揭示了二维结构对锂离子传输动力学和体积应变缓冲的增强机制,表明2D-CrB在锂离子电池负极材料领域具有广阔应用前景。 -
双溶剂可控合成提高BiOCl光催化活性
谢 鹏,黄 威,秦俊豪,孙家杰,魏志顺
本研究提出一种双溶剂协同调控策略,以不同比例的水和乙二醇为溶剂,Bi(NO3)3·5H2O和KCl为原料,合成出不同形貌的BiOCl光催化剂,并通过XRD、SEM、XPS、DRS等分析手段,探讨了不同溶剂对BiOCl形貌以及结构的影响。结果表明,在水作为溶剂的情况下,(001)晶面暴露占比变多,BiOCl呈片状;而在乙二醇作为溶剂的情况下BiOCl由于其还原性、强配位性及高黏度而呈花球状;在两者共同作为溶剂时,BiOCl呈现出尺寸较小的纳米片状,并且其具有最高的氧空位含量。降解乙酸的实验表明,当乙二醇与水共同协作时其光催化性能最佳,这得益于其较多的氧空位。而在降解环丙沙星的实验中,采用乙二醇作为溶剂所合成出的BiOCl光降解性能最好,在模拟太阳光的照射下,60 min对环丙沙星的降解率可达约87.2%,这得益于其独特的花球状结构,能够增强对光的吸收以及束缚作用。 -
以生物质稻壳灰为硅源合成Li<sub>4</sub>SiO<sub>4</sub>基高温CO<sub>2</sub>吸附剂及性能研究
王金香,邹聂岩,孙淇超,徐 皓,杨 锐,潘梦瑶
Li4SiO4吸附剂由于具有吸附容量大、吸附反应温度高、循环稳定性好等优点,在高温CO2捕集领域受到广泛关注。本文以直接煅烧和酸洗处理后煅烧得到的稻壳灰为硅源,采用固相法制备Li4SiO4吸附剂。实验结果表明,以直接煅烧得到的稻壳灰为硅源合成的Li4SiO4吸附剂由于具有较小的晶粒尺寸、较高的比表面积和较好的孔隙结构,表现出更快的吸附速率和更高的吸附能力,于650 ℃保温20 min后吸附量达31.9%,为理论吸附量的86.9%。为了适应工业循环流化床的应用,防止Li4SiO4粉体被循环气流带出循环系统,采用滚动成球法将Li4SiO4粉体制备成粒径为2 mm~4 mm的Li4SiO4小球。Li4SiO4小球具有良好的结构稳定性和优异的耐磨性能,减少了循环流化系统中吸附剂的损失。在吸附/解吸循环试验中,Li4SiO4小球表现出相对稳定的循环性能和较高的吸附容量。综上所述,以直接煅烧得到稻壳灰为硅源制备具有优异性能的Li4SiO4吸附剂是可行的。 -
SiO<sub>2</sub>包覆CsPbBr<sub>3</sub>纳米晶的制备及其荧光稳定性研究
武文魁,陆雨晨,梁梦标,谢志翔,王三海,陈 婷
全无机铯铅卤钙钛矿纳米晶(CsPbX3, X=Cl、Br、I)凭借高荧光量子产率、长载流子寿命、可调波长、高色纯度等优势,在LED、显示设备、太阳能电池等光电器件领域备受关注,但其稳定性较差,限制了实际应用。本文采用室温过饱和重结晶法,以溴化铅、乙酸铯为原料,油酸、油胺为配体,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,甲苯为反溶剂制备CsPbBr3纳米晶,并以硅酸四乙酯为硅源进行SiO2包覆,制备出CsPbBr3@SiO2复合材料。SiO2包覆可有效钝化CsPbBr3纳米晶表面缺陷,减少非辐射跃迁,隔绝外界环境因素,大幅提高其稳定性与荧光性能。实验结果表明,当Pb/Cs摩尔比为1.8时,CsPbBr3纳米晶的PLQY(荧光量子产率)达46.9%;在TEOS/Pb=0.3、反应4 h条件下,CsPbBr3@SiO2复合材料PLQY提升至62.2%。此外,CsPbBr3@SiO2复合材料在乙醇中表现出优异稳定性,与乙醇混合30 min后,PL强度是未包覆CsPbBr3纳米晶的4倍左右。本研究为提高CsPbBr3纳米晶稳定性提供了有效方法,为其在光电器件领域拓展了应用空间。 -
双钙钛矿Cs<sub>2</sub>Na<sub>0.9</sub>Ag<sub>0.1</sub>In<sub>1−x</sub>Zr<sub>x</sub>Cl<sub>6</sub>的制备及其可调谐黄—白—蓝三色自陷激子发光研究
吴 蓓,李卫洁,周蓓莹,叶佳意,王连军,江 莞
针对传统单组分无铅双钙钛矿材料发光颜色单一且难以调控的瓶颈问题,本研究成功制备得到具有可调谐黄—白—蓝三色自陷激子(STEs)发光的Cs2Na0.9Ag0.1In1−xZrxCl6双钙钛矿体系。利用XRD、SEM、XPS等表征手段证实了Zr4+的掺入成功构建了[ZrCl6]2−八面体结构。在此过程中,Zr4+与空位发挥协同作用,共同取代了In3++(Na+/Ag+)的晶格位点,不仅引起了晶格畸变,还有效地调控了材料的电子结构。UV-Vis和PL光谱表明,Zr4+的引入诱导产生了STE2蓝光(460 nm)与基质STE1黄光(540 nm)的协同发射机制。同时,通过增强激子局域化显著提升了辐射复合效率,当Zr含量为40%时,材料在334 nm激发下量子产率可达86.9%。此外,通过精细调控原料比例与激发波长,实现了发光颜色从明黄至深蓝的宽波段连续可调。该工作为单组分双钙钛矿材料的多色发光调控提供了新思路,在光学加密及广色域白光LED等领域展现出极大的应用潜力。 -
两步放电等离子烧结法制备亚微米氧化铝透明陶瓷
黄俊杰,张 浩,赵健伟,何 斌,王希萌,肖卓豪,孔令兵
采用两步放电等离子烧结(SPS)商业氧化铝粉体,制备了亚微米级透明氧化铝陶瓷。对在1150 ℃~1350 ℃制备的氧化铝陶瓷的微观结构和光学性能进行了系统分析。其中,以50 ℃·min−1的升降温速率在1250 ℃保温60 min制备的样品红外透过率达到80%。以150 ℃·min−1的升降温速率在1250 ℃保温60 min,并经SPS退火(1000 ℃/20 min)的样品则展示较高的总正向透过率,最高值达到83%,接近理论值。而经800 ℃保温3 min和1150 ℃保温60 min制备而得的样品,热刻蚀后晶粒尺寸为0.25 μm、厚度0.8 mm,样品在640 nm的真实直线透过率(RIT)为49%。说明两步SPS烧结法对控制氧化铝的晶粒尺寸和提高样品均匀性具有良好效果。 -
溶胶—微波烧结协同效应制备硅锰渣基复合陶瓷的性能研究
程久发,王烨蕊,杨文华,任 超,万龙刚,鲍 坤
硅锰渣是铁合金冶炼过程中产生的大量固体废弃物,其堆积不仅占用土地资源,还会对环境造成污染。因此,实现硅锰渣的资源化利用对于环境保护和可持续发展具有重要意义。本研究利用溶胶—微波协同法制备了新型硅锰渣基复合陶瓷。利用XRD、XRF、同步热分析仪、SEM和材料摩擦磨损试验机等检测手段研究了纳米氧化铝颗粒和微波烧结对陶瓷的物相组成、微观结构和物理性能的影响。实验结果表明,当烧结温度为1150 ℃,纳米氧化铝颗粒与硅锰渣质量比为9∶100时,溶胶—微波协同烧结法制备的陶瓷性能最佳:抗压强度为85.87 MPa,抗弯强度为36.41 MPa,平均摩擦系数为0.045。纳米Al2O3含量和微波烧结温度的提高对硅锰渣基陶瓷的力学性能和耐磨性能的改善有明显促进作用。 -
Y-Cr-Mn-O热敏陶瓷电学性能一致性工艺研究
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日间辐射制冷材料SiO<sub>2</sub>@AlPO<sub>4</sub>的制备及其性能研究
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纤维陶瓷旋转超声辅助加工性能研究
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BiFeO<sub>3</sub>基固溶体粉体的合成及吸波性能研究
唐义雯,何笑盈,潘映佟,刘吉轩,张国军
铁酸铋(BiFeO3)在室温下具有磁电耦合效应,有望作为微波吸收材料在电子信息、国防等领域得到应用。但BiFeO3固有的弱磁性及阻抗匹配不足等问题限制了其在吸波领域的应用。本研究采用化学共沉淀法合成了BiFeO3、Bi0.9La0.1FeO3、Bi0.8La0.2FeO3和Bi0.33La0.33Nd0.33FeO3粉体,系统研究了稀土元素对BiFeO3基固溶体材料的相组成、显微形貌、元素分布、氧空位浓度、电磁参数及吸波性能的影响规律。研究发现,随着稀土元素固溶量的增加,BiFeO3从菱方结构逐渐转变为正交结构,且所得材料中Bi2O3杂相逐渐消失,氧空位浓度升高。过高的氧空位浓度易导致材料吸波性能减弱。Bi0.9La0.1FeO3的氧空位浓度适中,其在2.36 mm厚度下反射损耗最小值(RLmin)达–42.62 dB,最大有效吸收带宽(EABmax)为1.38 GHz,在所合成的BiFeO3基固溶体材料中表现出最佳的吸波性能。研究结果对新型吸波材料的固溶组分设计与性能调控具有一定的指导意义。 -
煅烧温度对Ti<sub>0.85</sub>Ni<sub>0.05</sub>Nb<sub>0.10</sub>O<sub>2</sub>色料结构与性能的影响研究
戴纪明,张小珍,周小坚,李乔平,周成志,陈仁华,刘华锋,钟伙峰
采用高温固相反应法制备了Ni-Nb共掺杂的金红石型TiO2基黄色陶瓷色料,主要研究了煅烧温度对合成的Ti0.85Ni0.05Nb0.10O2色料的晶相结构、微观形貌、发色性能的影响。结果表明,Ni-Nb共掺杂可促进TiO2从锐钛矿向金红石晶型转变,在1050 ℃以上保温2 h 煅烧可获得单相金红石结构晶相。随着煅烧温度的升高,色料的颜色参数L*值(明度)呈现逐渐减小的变化趋势,而b*值(黄度)和C*值(色彩饱和度)明显增大,其颜色相应从绿相淡黄色逐渐转变为红相鲜艳黄色。在1200 ℃合成的Ti0.85Ni0.05Nb0.10O2 色料具有最高的黄色度,其颜色参数L*、a*、b*值分别为75.0、6.7、61.3。当煅烧温度低于1100 ℃时,可获得晶粒分散性良好的亚微米级色料,而提高到1200 ℃时,色料晶粒出现明显粗化和聚结现象。在1050 ℃~1200 ℃合成的色料在陶瓷釉中都表现出良好的稳定性和优异的呈色性能。 -
基于改进YOLO11的瓷砖表面检测轻量级算法
张 虎,李慧颖,胡开华
针对瓷砖表面缺陷检测依赖人工,存在检测效率低下、检测结果波动大,成本较高等问题,本研究提出了一种基于改进YOLO11的瓷砖表面检测轻量级算法。首先,针对小目标缺陷占比过高的特点,提出了一种多特征融合骨干网络,即在B3、B4、B5特征提取过程中使用Fusion模块融合低层特征图,实现语义信息和细节信息的交互,从而加强网络特征提取能力,也在一定程度上缓解了梯度消失问题;然后,在网络下采样过程中使用MDown轻量模块部分替代普通卷积,引入Ghost模块对整个网络进一步的轻量化;最后,在骨干网络和颈部网络的连接处引入EMA注意力机制,将空间特征和通道特征进行融合,形成多尺度特征表示,以增强模型对复杂场景的适应能力。在切片后的瓷砖表面缺陷数据集上进行实验,与YOLO11n相比,改进模型在mAP@0.5、mAP@0.5:0.95分别提升了3.9%、5.6%,模型的参数量和计算量降低约31%、26%;与YOLO11s相比,基于YOLO11n的改进模型在mAP@0.5提升了0.5%。 -
高温陶瓷窑炉烟气熔盐相变蓄热特性及其换热管结构优化
张四根,汤永智,刘 琦,陆 琳,冯 青
目前,陶瓷窑炉中高温烟气余热的回收利用技术相对匮乏,在间歇式生产方式下,烟气余热错时空利用所需的高温蓄热技术是亟待解决的瓶颈问题。基于此,本文引入熔盐蓄热技术,实现间歇式陶瓷窑炉中高温烟气余热回收、储存和错时空利用,建立了高温烟气熔盐蓄热过程的数学物理模型,利用数值模拟方法揭示了高温烟气熔盐相变蓄热特性及热量传递规律,系统分析了换热管的数量、间距与形状对熔盐储热罐中熔盐相变蓄热过程的影响。结果表明:增加换热管数量能够显著提升熔盐的熔化速度,所需时间最多减少62%,但换热管布置过密会导致局部热量传导不均,降低整体熔化效率。换热管间距对熔盐熔化的影响显著,不同间距模型熔化时间最大相差7%,间距的排布应兼顾内外区域导热平衡。采用圆台形状换热管,对熔盐的温度分布和相变规律产生了一定影响,不同模型间熔化时间最大缩短10.6%。与传统圆柱形换热管相比,圆台形换热管在保证换热效率的同时,优化了熔盐流动路径,熔化时间减少7.7%。 -
陶瓷产业新质生产力水平测度及区域差异研究 ——以景德镇市和潮州市为例
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解构与重塑:当代陶瓷器物的创新实践
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试论董其昌绘画创作对康熙青花山水装饰的影响
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杜重远与瓷业改革——兼论中国近代企业家品质与实业救国思想
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新时代景德镇御窑博物馆展陈理念研究