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KNN对BNBST陶瓷储能特性的影响

硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1217-1228页

作者：李志鹏沈宗洋李妍王竹梅石旭海邓伟李月明景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 先进陶瓷材料研究所江西景德镇333403 中国轻工业功能陶瓷材料重点实验室江西景德镇333403 江西省能量存储与转换陶瓷材料工程实验室江西景德镇333403

具有优异储能特能及温度稳定性的电介质电容器是电子工业的理想选择。可用于脉冲功率系统的无铅弛豫铁电陶瓷电容器在低电场条件下表现出较低的有效储能密度(W_(rec))。为了解决这一问题,采用传统固相法设计并制备了Ba_(0.105)Na_(0.325... 详细信息

具有优异储能特能及温度稳定性的电介质电容器是电子工业的理想选择。可用于脉冲功率系统的无铅弛豫铁电陶瓷电容器在低电场条件下表现出较低的有效储能密度(W_(rec))。为了解决这一问题,采用传统固相法设计并制备了Ba_(0.105)Na_(0.325)Bi_(0.325)Sr_(0.245)TiO_(3+x)%K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)(BNBST-x%KNN,摩尔分数,x=0、2、4、6、8、10、12)陶瓷,研究了不同KNN掺杂量对BNBST陶瓷的相结构、微观形貌、介电性能、储能特性和充放电特性的影响规律。结果表明:当x=6时,在较低电场(@140 kV/cm)下即可获得较大的有效储能密度(W_(rec)=1.8 J/cm^(3))和较高的储能效率(η=86%)。同时,BNBST-6%KNN陶瓷在–8~215℃的宽温度范围内获得了3128±15%(@1 kHz)的高介电常数,并在80 kV/cm,20~180℃,10000次电循环等条件下,其电储能均保持良好的温度、频率稳定性与抗疲劳特性。此外,BNBST-6%KNN陶瓷的功率密度P_(D)、放电密度W_(d)在20~140℃温度区间内均能维持良好的温度稳定性,说明其可作为低电场驱动高储能密度脉冲功率电容器制作的候选材料。

关键词：储能陶瓷脉冲功率电容器弛豫铁电体钛酸铋钠铌酸钾钠

高温还原La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)钙钛矿的晶体结构研究

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 1832-1840页

作者：陈冬梅徐序罗凌虹王乐莹程亮余剑峰杭琪景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心江西景德镇333001 景德镇陶瓷大学江西省燃料电池材料与器件重点实验室江西景德镇333001

La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)(LSCM)是一种因具有优良综合性能而受到广泛关注的固体氧化物电池(SOC)钙钛矿型燃料电极材料,但其在SOC工况下受Sr含量、温度、气氛等因素影响时的结构稳定性方面仍缺乏系统深入的研究。采用柠檬... 详细信息

La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)(LSCM)是一种因具有优良综合性能而受到广泛关注的固体氧化物电池(SOC)钙钛矿型燃料电极材料,但其在SOC工况下受Sr含量、温度、气氛等因素影响时的结构稳定性方面仍缺乏系统深入的研究。采用柠檬酸溶胶–凝胶法制备了不同Sr含量的LSCM粉体,对各样品在不同温度下还原处理后的晶体结构和晶型转变情况进行了XRD表征,发现经过还原热处理LSCM会发生菱方相和正交相之间的转变。详细探讨了LSCM的晶体结构随Sr含量和还原热处理温度变化的规律,并结合Fourier红外光谱和X射线光电子能谱表征以及第一性原理计算,从元素价态、金属—氧化学键强度、晶体结合能以及Jahn–Teller畸变等角度出发分析了Sr掺杂对体系结构稳定性的影响,阐明了与Sr含量及还原热处理温度相关的LSCM晶型转变机制。

关键词：固体氧化物电池燃料电极钙钛矿相变 Jahn–Teller畸变

微米级SiO_(2)中空微球的制备及自组装光子晶体的红外性能

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 1996-2002页

作者：吴文强李帅陈仕乐郎莹汪长安景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

以聚苯乙烯(PS)为模板、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面改性剂、正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,采用硬模板包裹法结合乙酸乙酯浸蚀的工艺,制备了微米级SiO_(2)中空微球,并进行垂直沉积自组装成微米级SiO_(2)中空微球光子晶体,研究了TEOS... 详细信息

以聚苯乙烯(PS)为模板、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面改性剂、正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,采用硬模板包裹法结合乙酸乙酯浸蚀的工艺,制备了微米级SiO_(2)中空微球,并进行垂直沉积自组装成微米级SiO_(2)中空微球光子晶体,研究了TEOS含量、浸蚀条件对中空微球形貌的影响,以及垂直沉积自组装溶液浓度对微米级SiO_(2)中空微球光子晶体红外性能的影响。结果表明:随着TEOS含量的增加,SiO_(2)包覆层表面由疏松变得致密,进一步增加会生成次生SiO_(2)颗粒,导致均匀性变差;在60℃乙酸乙酯中浸蚀10 min时,微米级SiO_(2)中空微球分散性好、球形度高,直径达到1570 nm、壁厚达到65 nm;随着自组装溶液质量浓度的增大,微米级SiO_(2)中空微球的排列变得整齐、层数增多,红外反射率升高,在溶液质量浓度为0.005 g/m L时反射率最高为85%。微米级SiO_(2)中空微球光子晶体除实现红外辐射调控之外,还具有隔热性能好、比重小等优点,在航空航天飞行器的红外隐身涂层、建筑保温等领域具有重要的应用前景。

关键词：乙酸乙酯微米级二氧化硅中空微球光子晶体红外发射率

二维蛭石纳米片的制备及其环境吸附功能的研究进展

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无机盐工业 2024年第8期56卷 19-26页

作者：熊成荣陈彦汤淼张丰泽周天祥欧阳瑞丰董罡施玮曾涛陈云霞苏小丽景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 景德镇市环境陶瓷材料重点实验室江西景德镇333403 先进陶瓷材料江西省重点实验室江西景德镇333403

蛭石是一种层状硅酸盐矿物,具有独特的层状结构、层间离子可交换性、高比表面积、纳米层间域等物化特性,属于天然的非金属矿产资源,来源广泛,价格低廉,可作为良好的吸附材料应用于水体污染物的去除。由于蛭石片层的堆垛,巨大的内比表面... 详细信息

蛭石是一种层状硅酸盐矿物,具有独特的层状结构、层间离子可交换性、高比表面积、纳米层间域等物化特性,属于天然的非金属矿产资源,来源广泛,价格低廉,可作为良好的吸附材料应用于水体污染物的去除。由于蛭石片层的堆垛,巨大的内比表面难以展现,限制了其对污染物的吸附能力,将天然蛭石剥离成纳米级厚度的二维纳米片是获得巨大内比表面积并提高其吸附性能的有效途径。综述了近年来二维蛭石纳米片的制备方法,包括热膨胀剥离预处理法、物理剥离法、化学剥离法、物理-化学联合剥离技术,总结对比了各种方法的优缺点,并简述了剥离蛭石对部分水体污染物吸附性能的研究进展,为寻求蛭石的高产率剥离方法及剥离蛭石在环境吸附方面的高附加值应用提供思路。最后,对二维蛭石材料的发展趋势进行了展望。

关键词：蛭石二维材料剥离纳米片吸附

碳化硅纤维增强碳化硅抗氧化陶瓷材料研究及应用进展

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中国陶瓷 2024年第2期60卷 1-8页

作者：周天祥张丰泽熊成荣李国财苏小丽曾涛施玮陈云霞董罡景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院景德镇333000 景德镇市环境陶瓷材料重点实验室景德镇333000

碳化硅纤维/碳化硅(SiC_(f)/SiC)陶瓷基复合材料兼具SiC_(f)较高的韧性以及SiC陶瓷高熔点、高硬度和高强度的特性,在航空航天、核能和耐磨器件等领域具有广泛的应用前景。SiC_(f)/SiC复合材料的开发与其界面相的研究进展密切相关。其中... 详细信息

碳化硅纤维/碳化硅(SiC_(f)/SiC)陶瓷基复合材料兼具SiC_(f)较高的韧性以及SiC陶瓷高熔点、高硬度和高强度的特性,在航空航天、核能和耐磨器件等领域具有广泛的应用前景。SiC_(f)/SiC复合材料的开发与其界面相的研究进展密切相关。其中复合材料的界面相指SiC_(f)/SiC中界面处的微观组织结构,一方面,界面相能够实现基体-纤维间的裂纹偏转以及载荷传递,还能够减少基体-纤维内部的残余应力,保证材料的非脆性断裂;另一方面,合适的界面相材料还能够提高SiC_(f)/SiC复合材料的抗氧化性能,从而进一步提升材料整体的耐高温性能。根据不同的设计理念,从界面相的三种不同形式展开,简述了不同界面相材料种类对SiC_(f)/SiC复合材料的影响、并对未来碳化硅纤维增强碳化硅抗氧化陶瓷材料的发展趋势和应用进行了展望。

关键词： SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料界面相非脆性断裂抗氧化

2D蛭石纳米片的制备及其环境吸附功能的研究进展

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无机盐工业 2024年

作者：熊成荣陈彦汤淼张丰泽周天祥欧阳瑞丰董罡施玮曾涛陈云霞苏小丽景德镇市环境陶瓷材料重点实验室景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院

蛭石是一种层状硅酸盐矿物，具有独特的层状结构、层间离子可交换性、大比表面积、纳米层间域等物化特性，属于天然的非金属矿产资源，来源广泛、价格低廉，可作为良好的吸附材料应用于水体污染物的去除。由于蛭石片层的堆垛，巨大的内... 详细信息

蛭石是一种层状硅酸盐矿物，具有独特的层状结构、层间离子可交换性、大比表面积、纳米层间域等物化特性，属于天然的非金属矿产资源，来源广泛、价格低廉，可作为良好的吸附材料应用于水体污染物的去除。由于蛭石片层的堆垛，巨大的内比表面难以展现，限制其对污染物的吸附能力，剥离天然蛭石成纳米级厚度的二维纳米片是获得巨大内比表面积和提高其吸附性能的有效途径。综述了近年来二维蛭石纳米片的制备方法，包括热膨胀剥离预处理法、物理剥离法、化学剥离法、物理-化学联合剥离技术，总结对比了各种方法的优缺点，并简述了剥离蛭石对部分水体污染物吸附功能的研究进展，为寻求蛭石的高产率剥离方法及剥离蛭石在环境吸附方面的高附加值应用提供思路。最后对二维蛭石材料的发展趋势进行了展望。

关键词：蛭石二维材料剥离纳米片吸附

天空辐射制冷材料的研究进展及其在建筑制冷中的应用

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陶瓷学报 2024年第4期45卷 631-642页

作者：李坤董罡周天祥施玮苏小丽曾涛罗婷唐奇陈云霞景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院先进陶瓷材料江西省重点实验室广东特地陶瓷有限公司

随着全球气温迅速上升,制冷消耗对全球电力需求增长的影响日益显著。天空辐射制冷是一种新兴的被动制冷技术,通过光谱调控将能量以热辐射的方式通过“大气窗口”辐射到外太空,从而在没有能源投入的情况下降低建筑温度。近年来,随着辐射... 详细信息

随着全球气温迅速上升,制冷消耗对全球电力需求增长的影响日益显著。天空辐射制冷是一种新兴的被动制冷技术,通过光谱调控将能量以热辐射的方式通过“大气窗口”辐射到外太空,从而在没有能源投入的情况下降低建筑温度。近年来,随着辐射制冷材料(光子晶体等)的发展,辐射制冷不仅能在夜间应用,在阳光直射下也展现了一定的应用潜力。本文从材料发展的视角出发综述了天空辐射制冷技术的基本原理和结构设计,并分析了建筑-辐射制冷一体化面临的挑战。最后通过总结辐射制冷材料在冷屋顶和建筑冷却系统中的应用,对其发展前景进行了展望,以期为天空辐射制冷材料的制备提供新的思路。

关键词：辐射制冷节能建筑建筑碳中和光子晶体制冷和节能

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面向水处理应用的二维MXene膜研究进展

当代化工研究 2024年第1期 22-25页

作者：叶善成张小珍姜硕江瑜华王少华景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西省高校无机膜重点实验室江西333403

MXene纳米片材料因其二维结构特性和丰富的表面基团而受到广泛关注。MXene纳米片组装成的二维层状膜,通过尺寸筛分效应和静电相互作用可实现溶液中小分子和离子等分离,在水处理领域有着巨大的应用潜力。然而,二维层状MXene膜仍然面临着... 详细信息

MXene纳米片材料因其二维结构特性和丰富的表面基团而受到广泛关注。MXene纳米片组装成的二维层状膜,通过尺寸筛分效应和静电相互作用可实现溶液中小分子和离子等分离,在水处理领域有着巨大的应用潜力。然而,二维层状MXene膜仍然面临着严峻的挑战,如低稳定性、高内阻、水环境中易溶胀等,导致分离性能不理想。本文以层状MXene膜的分离机理为出发点,重点介绍了目前改善层状MXene膜分离性能的方法及研究进展,并对二维MXene膜水处理应用发展进行展望,期望对基于MXene膜的精密构筑和设计高性能分离膜提供有益参考。

关键词： MXene纳米片二维层状膜水处理稳定性

低温合成四方相BaTiO_(3)及其压电催化性能

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无机化学学报 2024年第5期40卷 857-866页

作者：胡志文董伟霞包启富李萍景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院景德镇333403 浙江大学硅材料国家重点实验室杭州310027

基于淀粉糊化机制低温合成了四方相BaTiO_(3)粉体。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱对合成粉体的形貌、物相进行表征;在超声条件下,以系列典型染料为降解对象测... 详细信息

基于淀粉糊化机制低温合成了四方相BaTiO_(3)粉体。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱对合成粉体的形貌、物相进行表征;在超声条件下,以系列典型染料为降解对象测试BaTiO_(3)压电催化性能。结果显示,煅烧温度为600℃时即可获得四方相BaTiO_(3)粉体,且随着温度的提升,结晶度逐渐增加;当煅烧温度为700℃时,合成的BaTiO_(3)粉体尺寸分布均匀,分散度良好,呈现类立方体状;在超声驱动下,BaTiO_(3)降解罗丹明B、刚果红、甲基橙染料时均展现出良好的效果,反应速率常数分别为1.090×10^(-2)、1.113×10^(-2)、1.084×10^(-2)min^(-1),并以降解刚果红为对象揭示其压电催化的机理,即空穴和超氧自由基是降解过程中的主要反应物质。

关键词：淀粉糊化低温 BaTiO_(3) 压电催化