当期目录

  • 高导热氮化铝陶瓷的研究与应用进展
    孙 伟，范彬彬，汪长安，谢志鹏
    氮化铝陶瓷因其高热导率、低介电常数及优良的电绝缘和热稳定性，已成为先进陶瓷领域中极具战略意义的功能材料。围绕高导热AlN的研究进展，本文系统梳理了当前主要制备路径的技术演进，重点讨论了导热机理及影响因素、烧结助剂与烧结技术中的关键要点。最后综述了高导热AlN陶瓷在电力电子封装、半导体装备及热管理结构件等方面的最新应用需求与结构特征。本文旨在从工艺—结构—性能的统一视角，为高导热氮化铝陶瓷的精准设计与工程化提供系统认知，并对其未来发展进行了展望。

  • 添加剂及热处理工艺对Li<sub>2</sub>O-SiO<sub>2</sub>体系微晶玻璃显微结构与机械性能影响
    罗子濠，肖卓豪，李 东，顾宗辉，郭 艳，文富华，付 震
    Li2O-SiO2体系微晶玻璃，凭借其优异的机械性能、良好的化学稳定性及生物相容性，在牙科修复、电子器件封装等领域展现出广阔的应用前景。本文通过总结Li2O-SiO2体系微晶玻璃的研究进展，重点探讨了不同添加剂和热处理工艺参数对Li2O-SiO2体系微晶玻璃显微结构和机械性能的影响。本综述可为Li2O-SiO2体系微晶玻璃的性能定制与工艺改良提供全面参考，为相关领域研究人员开展材料改性与应用开发提供技术思路，助力Li2O-SiO2体系微晶玻璃应用在更多领域。

  • 原位溶出策略在固体氧化物电池燃料电极中的应用
    易子恒，徐 序，王 昊，陆浩田，王乐莹，罗凌虹，程 亮，熊 斌，曹希文
    固体氧化物电池(SOCs)是实现高效电化学能量转换与存储的关键技术，但其燃料电极长期面临活性、稳定性与燃料适应性难以兼顾的挑战。原位溶出策略通过将活性金属预先掺杂于钙钛矿晶体，并通过诱导其原位溶出，构建了结构稳定、功能协同的“金属—氧化物”异质结构。该异质结构不仅可以显著提升电极的催化活性与抗积碳、抗硫中毒能力，还具备氧化还原可逆性，为可逆固体氧化物电池(RSOC)的动态稳定运行提供了一个有前景的技术方案。本文阐述了原位溶出的机理以及形成的异质界面的协同催化原理，总结了该策略在SOFC、SOEC及RSOC燃料电极中的研究进展，并对原位溶出策略应用于SOCs的发展前景进行了展望。

  • 白光LED用Eu<sup>3+</sup>激活红色荧光粉的激发光谱调控策略与研究进展
    王三海，徐彦乔，胡 庆，徐志芳，王连军，江 莞
    白光发光二极管(WLED)作为新一代固态照明光源，其性能高度依赖于荧光粉的光学特性。Eu3+激活的红色荧光粉因其色纯度高、稳定性好等优势备受关注，但其在近紫外区的激发峰为窄线状吸收，导致与商用近紫外LED芯片的光谱匹配度差、吸收效率低，严重制约了其在高显色指数WLED中的应用。本文系统综述了近年来为解决此关键瓶颈而发展的四种主要策略：(1) 通过晶体结构工程提高Eu3+掺杂浓度以增加吸收位点；(2) 引入Sm3+、Tb3+或Bi3+等敏化离子，利用高效的能量传递拓宽并增强激发响应；(3) 将高性能荧光粉集成为块体转换体(如致密陶瓷、透明陶瓷及荧光粉-玻璃复合体)，通过宏观构型调控延长激发光程、提升有效吸收；(4) 理性设计基质材料，调控电荷迁移带(CTB)或金属-金属电荷转移(MMCT)过程，以获得位于近紫外区的宽带强吸收。本文详细评述了各策略的研究现状、内在机理、代表性成果及面临的挑战，并对未来高性能Eu³⁺激活红色荧光粉的设计与开发进行了展望，旨在为推动全光谱、高显色WLED技术的发展提供理论参考。

  • 半导体加工用陶瓷结合剂金刚石磨具研究现状与趋势
    朱 喆，易晨浩，刘志环，刘艳群，韩 文，于盛睿，李如雄，徐 磊，陈俊阳
    陶瓷结合剂金刚石磨具凭借其低温烧结特性(≤800 ℃)、可控多孔结构(孔隙率15%～75%)及优异的热化学稳定性，在半导体单晶材料(硅片、SiC、蓝宝石)的超精密加工中具有不可替代的优势。本文聚焦材料设计、结构创新、界面机理、应用验证及前沿拓展五大核心方向，综述了关键研究进展：(1) 通过调控Li2O/SiO2比例、碱金属氧化物配比及添加剂(如ZnF2、Al2O3、ZrSiO4)，优化结合剂低温烧结行为与力学性能(抗弯强度最高达169 MPa)；(2) 利用增材制造、凝胶注模及造孔剂技术，实现磨粒有序排布与多孔/蜂窝结构精准调控(孔隙率>75%)，显著提升散热性、容屑能力及自锐性；(3) 借助表面改性(SiO2覆膜、化学镀层)与元素扩散键合(V–C键、Si–N键)，增强金刚石—结合剂界面结合力，工具寿命提升22%～45%；(4) 应用验证表明，优化磨具可降低硅片亚表面损伤(<3 μm)、控制SiC晶片圆度误差(≤3.02 μm)，并使蓝宝石加工的表面粗糙度Ra降至1 nm左右。未来发展趋势涵盖纳米增强材料、增材制造多梯度结构及磨粒微区有序化设计，以满足第三代半导体大尺寸、低损伤加工需求。

  • 冰铜对镁铬耐火砖的侵蚀研究
    彭 明，陈展展，张 笑，刘建兴，宋翰林，乐安胜，薛向欣
    目前，关于熔渣对耐火砖的侵蚀研究较多，而针对冰铜侵蚀行为的研究则相对较少。本研究模拟高温环境(1200 ℃)，采用不同品位冰铜(57%～58%、59%～60%、61.5%)对镁铬耐火砖进行2 h～12 h的高温侵蚀实验，结合XRD、SEM、TG-DSC等表征手段，系统分析了侵蚀机理。结果表明，冰铜品位升高显著加速侵蚀过程。XRD物相分析证实，侵蚀后生成了镁铁铝尖晶石(AlFeMgO4)和铬酸铜(Cr2CuO4)等新物相。SEM-EDS显示Cu沿MgO与尖晶石晶界渗透，形成树根状网络结构。机理分析表明，Cr2CuO4的生成破坏了耐火砖中的尖晶石增强相，并形成弱化晶界的低熔点相；同时，AlFeMgO4的生成改变了晶界化学性质。上述两种新相的协同作用是导致耐火砖结构失效的核心原因。本研究揭示了冰铜对镁铬耐火砖的潜在侵蚀机理，有望为高冰铜品位冶炼条件下耐火材料选型及工艺优化提供参考。

  • 通过CVD工艺控制实现Graphite/SiC耐氧化与抗热震性能的协同增强效应
    白小云，王 旭，付 露，蔡月磊，林 慧，周志强，郭立童
    化学气相沉积(CVD)技术能够制备高质量的涂层材料，被广泛应用于碳化硅(SiC)涂层及SiC复合材料的制备。然而要制备结构致密、无裂纹且化学计量比可控的SiC涂层材料，必须精确调控制备过程中的温度、压力、气体流速及气体配比等工艺参数。本文以甲基三氯硅烷(MTS)作为前驱体，通过精确调控CVD过程中“过渡区”的工艺窗口，成功在石墨基上制备了SiC涂层，并通过对比和观察CVD过程中沉积温度(1150 ℃～1250 ℃)、系统总压(1 kPa～10 kPa)以及H2/MTS摩尔比值(5, 10, 15)等工艺参数对SiC涂层的微观结构、生长动力、晶体结构、组成成分的协同影响，首次确定了一组最优工艺参数(1200 ℃、10 kPa、H2/MTS=5)，并在此最优工艺参数下制备出了结构致密、具有(111)择优取向的晶体结构，且化学计量比接近1的SiC涂层石墨材料(Graphite/SiC)。该Graphite/SiC表现出优异的抗氧化性能：在1000 ℃静态空气环境下保温3 h后，质量损失率仅为1.46%(即2.34 mg·cm−2)；同时展现出卓越的抗热冲击性能，可承受多达58次严苛热震循环(900 ℃→室温水淬)。本研究不仅深入揭示了CVD工艺条件下SiC涂层的生长机制，同时提出了一种“可预测、可扩展”的工艺设计策略，为石墨部件表面防护提供了重要技术途径，拓展了其在半导体以及航空航天环境中的应用。

  • 高性能氧化锆陶瓷的光固化成型工艺与性能研究
    唐 聪，伍海东，葛 帅，范晗婧，冯博聪，陈中春，崔华晨，邓 欣，伍尚华
    为制备高性能氧化锆陶瓷，本研究对DLP增材制造用氧化锆陶瓷浆料体系及烧结工艺进行了系统优化。通过采用硅烷偶联剂KH570对粉体进行表面改性，有效提升了粉体与光敏树脂的相容性。流变学结果表明，分散剂BYK110的最佳添加量为2 wt.%，在此条件下浆料黏度最低。进一步引入有机色素姜黄素增强了浆料的吸光度，降低了固化深度和过曝宽度，提高了光固化成型精度。最终成功制备出固相含量达50 vol.%的高固含量氧化锆陶瓷浆料。在烧结工艺方面，随着温度从1350 ℃升至1500 ℃，陶瓷晶粒逐渐长大，导致硬度下降、断裂韧性提升。当烧结温度升至1450 ℃时，陶瓷致密度达到98.53%，抗弯强度提升至924.64 MPa。本研究构建的高固相含量浆料和热处理工艺，为高性能氧化锆陶瓷的DLP增材制造提供了重要的材料设计基础和工艺指导。

  • 膨胀石墨/TiO<sub>2</sub>纳米复合材料的制备及其吸波性能
    李会同，杜 凯，林铱俊，黄语嘉，邢 岩，孙世宽
    随着现代雷达探测技术与5G/6G高频通信的快速发展，电磁污染与隐身防护需求对吸波材料提出了“薄、轻、宽、强”的核心要求。传统单组分吸波体系由于阻抗匹配差、损耗机制单一，难以满足高性能需求。本研究设计并制备了膨胀石墨/二氧化钛二元复合体系，采用简单的化学共沉淀法使TiO2纳米颗粒在膨胀石墨片层表面均匀生长，并系统研究了复合材料填充含量和热处理温度对吸波性能的影响。结果表明，膨胀石墨提供的电阻损耗网络与TiO2引入的介电损耗机制协同作用，显著提升了电磁波吸收性能：在750 ℃煅烧及65%填充比例条件下，样品(密度约为1.83 g·cm−3)在1.94 mm厚度下实现了−63.50 dB的反射损耗，在1.30 mm厚度下有效吸收带宽达3.13 GHz(14.30 GHz～17.43 GHz)。该研究为低成本高性能吸波材料的制备提供了简便的工艺路径和理论依据，具有良好的应用前景。

  • Co<sub>4−x</sub>Mn<sub>1.8</sub>Ni<sub>0.2</sub>Fe<sub>x</sub>O<sub>8</sub>负温度系数陶瓷材料的制备与性能研究
    荣景豪，王亦歌，蔡廷庆，顾宗丽，孙文强，王磊鸣
    采用固相法制备了一系列负温度系数(NTC)Co4−xMn1.8Ni0.2FexO8陶瓷样品(x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0)，并对其烧结工艺、相结构、微观形貌及电性能展开系统研究。实验通过DIL 402热膨胀仪确定该系列陶瓷的最佳烧结温度为1225 ℃。X射线衍射(XRD)分析结果表明：当x=0～0.8时，所有陶瓷样品均呈现纯立方尖晶石相，与JCPDS#84-0482标准卡片完全匹配，未检测到杂质相；扫描电子显微镜(SEM)观察显示，1225 ℃烧结的样品中，未掺杂Fe3+(x=0)时表面存在一定孔隙且晶粒尺寸偏大，而Fe3+掺杂后样品晶粒分布均匀、排列致密，晶界清晰可辨。电性能测试结果显示，在−50 ℃～100 ℃测试温区内，所有样品电阻率(ρ)均随温度升高而降低，且lnρ与1000/T呈良好线性关系，表现出典型NTC热敏特性；其中x=0时样品的25 ℃电阻率(ρ25)为1972 Ω·cm，B25/50材料常数为3237 K，且随Fe3+掺杂量(x)增加，ρ25与B25/50均呈增大趋势。X射线光电子能谱(XPS)分析证实晶格中存在Mn2+、Mn3+与Mn4+离子，拟合结果表明样品电导率主要源于Mn3+/Mn4+离子对的跳跃传导，而电阻率升高则归因于Mn3+/Mn4+与Fe3+/Fe2+离子对间跳跃传导阻力的增加。此外，通过构建Co4−xMn1.8Ni0.2FexO8陶瓷凹面晶粒的老化示意模型，阐明了其电阻漂移率趋于稳定的内在机理。

  • 湿热耦合环境下陶瓷压力传感器膜片力学退化机理与可靠性阈值
    汤建华，徐修祝
    针对陶瓷压力传感器在湿热耦合环境下的失效难题，系统研究了介质、温度与应力对96%氧化铝膜片力学性能的协同演化规律。结合加压浸泡试验、微观表征与Weibull统计分析，揭示了温度加速水分子侵蚀晶界玻璃相的应力腐蚀机理，测得腐蚀反应表观活化能为51.9 kJ·mol−1。结果表明，纯水环境致使膜片特征强度衰减约15%，且Weibull模数从23.05降至20.61，证实腐蚀显著增加了材料的失效离散性。研究定量识别了10%含水率为制动液环境的临界风险阈值；通过1500 h长周期疲劳测试，确立了107 MPa为抑制亚临界裂纹扩展的工程安全应力阈值。本研究定量识别了湿热环境下的临界水活度与应力阈值，为陶瓷压力传感器的可靠性设计提供了理论依据。

  • 微球In<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>复合光催化剂的制备及光催化活性
    ​覃利琴，陶萍芳，朱立刚，裴苑娇
    In2O3是一种可见光活性光催化剂，但因光生载流子的复合，表现出较差的光催化活性，而构建In2O3基异质结构是抑制光生电子和空穴复合的最有效的方法之一。本文以乙醇和乙二胺为混合溶剂，采用一步溶剂法合成微球In2O3光催化剂；以水热法制备多孔立方块In2O3；利用高温固相法制备g-C3N4；以物理方法合成微球In2O3/g-C3N4复合光催化剂。对产物的结构、形貌和性能进行XRD、SEM、DRS及PL等表征，以罗丹明B(RhB)溶液为模拟染料物，对微球In2O3/g-C3N4复合光催化剂的光催化活性进行评价。实验结果表明：当微球In2O3质量分数为10%时，微球In2O3/g-C3N4复合光催化剂的光催化活性最佳，可见光照射80 min后，0.1 g微球In2O3/g-C3N4复合光催化剂对罗丹明B溶液的光催化降解率为95.07%，是单相微球In2O3、g-C3N4、多孔立方块In2O3/g-C3N4降解率的2.3、1.6和1.2倍。In2O3/g-C3N4复合光催化剂对罗丹明B溶液降解过程符合准一级动力学模型，在光催化降解RhB的过程中，h+和·O2−起主要作用，·OH起次要作用。

  • Br与I单一调控对卤氧化铋微观结构及光催化性能的影响研究
    ​彭 茜，谢 鹏，孙家杰，谢子聪，余孟怀，王筱彤，魏志顺
    本文通过简便的一步法成功合成了溴氧化铋(BOB)与碘氧化铋(BOI)光催化材料。结合XRD、SEM、XPS、DRS等表征手段以及光催化降解性能测试，深入探究了卤素阴离子(Br⁻与I⁻)对材料微观形貌、结构、物理化学性质及光催化性能的调控机制。研究结果表明，I⁻相较于Br⁻具有更大的离子半径、更低的电负性及更高的轨道能级，导致BOI发生晶格膨胀、Bi位点电子密度轻微升高，并显著窄化了光学带隙(1.75 eV vs. 2.70 eV)。能带结构分析表明，BOI具有更负的导带位置和优异的可见光捕获能力，而BOB则具有更正的价带位置和更强的空穴氧化潜力。在可见光条件下，针对有机污染物TC，BOI展现出更优异的光催化降解能力，其伪二级动力学表观速率常数k2(0.00246 L·mg–1·min–1)约为BOB (0.0005867 L·mg–1·min–1)的4.2倍，60 min内TC去除率达77.0%，远高于BOB的47.2%。实验结果表明光吸收能力(带隙宽度)是本实验中影响光催化性能差异的关键因素。

  • 质子型固体氧化物燃料电池Ba<sub>0.5</sub>Sr<sub>0.5</sub>FeO<sub>3−δ</sub>阴极材料的掺杂改性研究
    鲁欣洋，于和展，詹煌昊，张 伟，赵 凯，陈 旻，李 俊
    质子型固体氧化物燃料电池凭借质子传输较低的活化能，在中低温环境下具有显著优势。然而，阴极缓慢的氧还原反应动力学是制约中低温固体氧化物燃料电池性能的关键因素。无Co的Ba0.5Sr0.5FeO3−δ阴极材料，虽然展现出良好的混合导电性，但是较差的化学相容性和尚不理想的氧表面交换动力学限制了电池的输出性能。为了进一步提高阴极的电化学性能，本研究成功设计并合成了三种B位掺杂的阴极材料——Ba0.5Sr0.5Fe0.9M0.1O3−δ (M=Ce、Zr、Y)。结果表明，不同的掺杂元素对Ba0.5Sr0.5FeO3−δ基阴极的性能调控存在显著差异。Zr掺杂对材料氧表面交换系数的提升不明显，而Y掺杂会导致氧表面交换能力下降，Ce的掺杂能有效提升氧表面交换系数，在700 ℃下氧表面交换系数达到2.34×10−4 cm·s−1。因此，Ce掺杂的Ba0.5Sr0.5Fe0.9Ce0.1O3−δ电池展现出最优性能，单电池的极化阻抗相比掺杂前降低了40%，在700 ℃下峰值功率达到0.70 W·cm−2。同时，Ba0.5Sr0.5Fe0.9Ce0.1O3−δ单电池在650 ℃下可稳定运行100 h，阴极与电解质界面结合良好。综上，Ce掺杂改性后的Ba0.5Sr0.5Fe0.9Ce0.1O3−δ阴极具有优异的催化活性和运行稳定性，是极具应用前景的无Co型钙钛矿阴极材料。

  • 弱纹理陶瓷显微图像的高精度鉴定方法
    ​常洋洋，胡静芳，程昔恩，聂 宇
    针对弱纹理陶瓷显微图像中SIFT算法匹配精度不足的问题，本研究提出了一种基于改进SIFT的陶瓷鉴定方法。该方法首先利用显微镜头获取陶瓷的高清显微图像，在候选关键点检测的基础上引入多尺度边缘分析与自适应区域统计相结合的策略，以提取更加稳定和高质量的特征点，随后结合多层几何验证机制，有效提升特征匹配的准确性与鲁棒性。实验过程中，研究构建了包含10,000张显微图像的微观陶瓷数据集，并在“对比实验1—同类匹配”“对比实验2—异类匹配”以及尺度变化、旋转和光照变化等多种条件下对比了不同算法的性能。结果表明，该方法在对比实验1中精确率始终超过0.9916，均方根误差低于0.0468；在对比实验2中未出现错误匹配情况。与经典SIFT及其改进算法相比，该方法的精确率相对提升约48.89%，在复杂条件下依然保持较高的稳定性。在旋转90°及缩放四倍的实验中，精确率达到1，RMSE低于0.0036；在光照强度变化的七种测试条件下，RMSE波动极小，几乎无显著误差，进一步验证了其鲁棒性。综上，该改进方法不仅能在显微尺度上有效提取陶瓷的特征结构，还能显著提高匹配正确率与鲁棒性，对实际陶瓷艺术品的鉴定具有重要的辅助价值和应用前景。

  • 基于陶瓷工业烟气废热驱动的喷射制冷与增湿除湿废水淡化耦合系统性能优化研究
    ​孟德政，熊 钊，汤永智，郑 豪，陆 琳，黄逸宸，丁中艮
    当前陶瓷工业废热普遍存在过剩现象，如何高效利用这些废热是陶瓷行业低碳转型发展的关键。本文设计了一种陶瓷工业烟气废热驱动的喷射制冷与增湿除湿废水淡化(ER-HDH)耦合系统，并提出三种递进式优化方案，并系统分析了优化方案下ER-HDH系统末端烟气温度、工业浓废水温度、淡水产量以及能量利用系数和烟气余热利用率变化规律，同时对比研究了三种优化方案相较于初始方案的各项性能。结果表明：制冷工质冷凝释热回收使废水末端温度升高3 ℃～5 ℃，且能量利用系数EUF可提升至少14.8%。末端烟气余热深度利用使烟气余热利用率提升8.6%～12.4%，EUF提升超42.6%，烟气排放温度低至48 ℃左右。工业浓废水再利用方案使末端废水喷淋温度达到74.8 ℃，淡水产量和EUF分别高达392.2 L·h−1和0.88，均为所选方案最大值，但其烟气余热利用率相对于末端烟气余热深度利用方案略低。

  • 以器明礼—礼制文化视角下西周陶礼器的造物设计研究
    ​刘 静，饶 舜
    西周时期，人文精神开始觉醒，理性秩序不断加强。以礼乐体系为核心的审美理想逐渐渗透到西周社会的政治生活与日常生活中，对西周造物设计的发展产生了重要影响。这一时期陶礼器的造型质朴务实、规范严谨，纹饰观念赋形、崇德尚文，器物组合上重食轻酒、礼达分定。西周陶礼器的设计也从侧面折射出西周的礼制文化内涵，具有重要的社会意义。陶礼器通过物态载体与审美表达，彰显西周礼制文化的社会意涵。

  • 李约瑟对景德镇陶瓷业考察的研究
    姜逸每，张茂林，侯铁军，John Moffett
    1964年，李约瑟在第三次访华期间专程考察景德镇，这是他唯一一次实地调研中国陶瓷业。已有研究多集中于《中国科学技术史》的宏观结构，对其田野调查的原始材料，尤其是《陶瓷卷》相关手稿与影像资料，尚缺乏系统解读。本研究以英国剑桥李约瑟研究所收藏的《李约瑟景德镇考察笔记》及李大斐的同行日记为基础，通过多模态史料与历史语境的对读，系统梳理其考察背景与核心内容，并分析其学术价值。李约瑟的景德镇调研不仅为《陶瓷卷》提供了内容框架与实证支撑，也深化了西方对中国陶瓷技术的理解。他所采取的跨文化观察与技术转译方法揭示出非西方技术现代化过程中，传统经验与现代创新之间的互补关系，为全球陶瓷科技史的研究提供了新的叙事框架。

  • 现代贵州牙舟陶的价值重构研究
    ​熊 丽
    作为西南地区的民间陶艺代表，贵州牙舟陶在内外环境变迁的影响下，发生了从生活陶到工艺美术陶的器物转向以及从实用到审美的价值转向。本研究通过田野调查、实物分析与文献研究等研究方法，从价值解构、价值重构机制和价值再生产三个维度对牙舟陶展开系统分析。结合DSR模型(驱动力—状态—响应)构建分析框架，揭示其价值重构机制：政策引导、非本土艺术家介入及本土匠人意识觉醒等内外因素驱动下，牙舟陶的形制纹样、工艺技术、产业形态、文化内涵等方面发生结构性变化，推动其价值体系突破实用维度，重构出涵盖社会文化、经济审美、符号象征的多维复合价值系统。基于实证案例分析，提出多主体协同机制与设计思维自觉性培育的价值再生产路径，以激活牙舟陶可持续发展的生命力。研究通过跨学科方法拓展了传统工艺现代化转型的理论边界，为非遗活态传承和发展提供个案。

  • 新时代景德镇御窑博物馆展陈理念研究
    吴文轲，邵毓
    自国家大遗址保护规划提出以来，遗址博物馆作为大遗址规划中重要的文化教育、展示和传播场所也随之迅速发展，同时，高速变化的社会环境也对当下博物馆的发展提出了更高的要求。选取景德镇御窑博物馆为研究对象，立足文化保护的发展原则，遵循公众参与的发展理念，结合遗址博物馆的特点，对其展陈理念进行深入研究，以期为遗址类博物馆的展陈实践提供思考方向。