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二氧化硅基气凝胶材料及其制备技术的专利分析

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化工进展 2024年第4期43卷 1912-1922页

作者：熊文婷罗启基鄢春根景德镇陶瓷大学知识产权信息中心江西景德镇333403 江西省陶瓷知识产权信息中心江西景德镇333000

气凝胶为多功能新型材料,其中二氧化硅基气凝胶是研究最广泛的气凝胶材料,2004年首次在中国产业化,至今被广泛应用于电子、建筑、隔热、航空航天、能源等领域中。但与国外相比,中国高端产品较少,原始创新略显不足。因此,本文梳理了近20... 详细信息

气凝胶为多功能新型材料,其中二氧化硅基气凝胶是研究最广泛的气凝胶材料,2004年首次在中国产业化,至今被广泛应用于电子、建筑、隔热、航空航天、能源等领域中。但与国外相比,中国高端产品较少,原始创新略显不足。因此,本文梳理了近20年全球二氧化硅基气凝胶材料及其制备技术的相关专利,从专利的视角挖掘近20年的研究热点。从市场流向和重点申请人的维度分析当前的市场竞争格局,指出以美、德、日为代表的发达国家,通过全球专利布局在一定程度上实现了对市场较大力度的控制,处于领先地位。重点从技术热点及技术路线的角度分析二氧化硅基气凝胶及其制备技术的研究热点:目前,气凝胶颗粒、前体的改进和纤维增强是近年来该领域的研究重点,各国对金属氧化物复合材料和透明储能材料的关注度较高。并且通过梳理中国的转移转化专利的技术特点,帮助企业在寻求技术合作时精准找到合作对象。最后总结了技术创新中中国企业需重点关注的研究方向,为未来的技术研发提供指引。

关键词：二氧化硅基气凝胶金属氧化物复合材料专利分析

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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

晶化制度对Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_(6)透明微晶玻璃结构与性能的影响

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材料导报 2024年第13期38卷 68-73页

作者：包镇红罗薇苗立锋江伟辉景德镇陶瓷大学国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心江西景德镇333001 嘉兴佳利电子有限公司浙江嘉兴314000

MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(MAS)系统微晶玻璃具有较高的机械强度、较低的介电损耗以及良好的化学稳定性和热稳定性等优点,在电子、军事、建筑等领域表现出极大的应用价值。采用熔融法,通过控制Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_(6)固溶体晶相... 详细信息

MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(MAS)系统微晶玻璃具有较高的机械强度、较低的介电损耗以及良好的化学稳定性和热稳定性等优点,在电子、军事、建筑等领域表现出极大的应用价值。采用熔融法,通过控制Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_(6)固溶体晶相的析出以制备MAS透明微晶玻璃。采用XRD、SEM和UV-Vis-NIR等测试手段研究了晶化制度对微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:晶化温度从950℃升高到1020℃,试样中析出Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_(6),微晶玻璃透明;当晶化温度为1050℃及更高温度时,试样中析出堇青石,微晶玻璃失透。随晶化温度的升高,玻璃发生Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_(6)向堇青石的晶相转变。与堇青石相比,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_(6)晶相折射率更接近玻璃相折射率。晶化时间由2 h延长至10 h,微晶玻璃的晶相含量由42.9%(质量分数)提高至97.5%;晶化4~10 h的微晶玻璃中晶粒平均尺寸由17.50μm增大至30.58μm。随着晶化时间的延长,微晶玻璃透光率呈现缓慢下降的趋势,热膨胀系数缓慢增加,维氏硬度呈现先增大后平缓的趋势,抗折强度先增加后减小。微晶玻璃最佳晶化制度为晶化温度1020℃,晶化时间8 h。最佳晶化制度下的微晶玻璃具有较好的综合性能,其可见光区的透光率为83%,热膨胀系数为3.857×10^(-6)/℃(600℃),维氏硬度为10.2 GPa,抗折强度为200 MPa。

关键词： Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_(6)固溶体晶化温度晶化时间透明微晶玻璃

人工辐照对瓷器热释光前剂量法测年的影响研究

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陶瓷学报 2024年第1期45卷 166-172页

作者：吴安健李其江李锦伟林子薇景德镇陶瓷大学古陶瓷研究中心江西景德镇333403 江西陶瓷文物遗存保护暨御窑研究协同创新中心江西景德镇333403

热释光技术通过释放瓷器烧制至今累计的辐射量来计算瓷器的年龄,而人工辐照对热释光的鉴定产生了一定的影响,通过人工辐照可以增加瓷器的“年龄”,从而将一件“新”的瓷器变成一件“旧”的瓷器。通过易接触瓷器的辐照源(高铁站等场所的... 详细信息

热释光技术通过释放瓷器烧制至今累计的辐射量来计算瓷器的年龄,而人工辐照对热释光的鉴定产生了一定的影响,通过人工辐照可以增加瓷器的“年龄”,从而将一件“新”的瓷器变成一件“旧”的瓷器。通过易接触瓷器的辐照源(高铁站等场所的安检、实验室的人工辐照、X射线荧光光谱仪等)对瓷器产生的影响进行分析。研究表明:高铁站等场所的安检装置对瓷器测年并不能造成影响;常规时间的XRF测试对瓷器的断代不会产生影响;实验室中的辐射剂量能够定量增大瓷器的热释光年代,实验室人工辐照剂量对瓷器年龄的影响的呈线性规律,瓷器在实验室接受人工辐照时间过长将出现辐照吸收衰退现象。

关键词：热释光人工辐照前剂量技术瓷器

可逆固体氧化物电池La_(0.2)Sr_(0.8)TiO_(3–δ)基纤维燃料极的浸渍改性

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1676-1686页

作者：卢恺振王乐莹罗凌虹程亮徐序吴也凡景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 景德镇陶瓷大学国家日用及建筑陶瓷工程技术中心江西景德镇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

开发适合可逆操作的高性能燃料极材料对可逆固体氧化物电池的发展至关重要。为解决LaxSr_(1-x)TiO_(3)燃料极材料催化活性差及离子电导率低等问题,采用静电纺丝技术直接制备富含连通孔洞的La_(0.2)Sr_(0.8)TiO_(3-δ)(LST)/氧化钇稳定... 详细信息

开发适合可逆操作的高性能燃料极材料对可逆固体氧化物电池的发展至关重要。为解决LaxSr_(1-x)TiO_(3)燃料极材料催化活性差及离子电导率低等问题,采用静电纺丝技术直接制备富含连通孔洞的La_(0.2)Sr_(0.8)TiO_(3-δ)(LST)/氧化钇稳定型氧化锆(YSZ)复合纤维,构建了以LST骨架为电子通道主路、YSZ颗粒为离子通道穿插的三维网络混合导体通路,并通过浸渍Ce_(0.9)M_(0.1)O_(2-δ)(M=Fe、Co、Ni)纳米颗粒对燃料极骨架修饰改性,增强燃料极与电解质层间的界面结合,研究不同浸渍物对纤维基燃料极催化活性的影响。结果表明:浸渍Ce_(0.9)Ni_(0.1)O_(2-δ)的燃料极兼具有较强的氢氧化能力和氢还原能力,在浸渍物和Ni纳米颗粒析出的共同作用下,单电池在850℃、3%(体积分数)H_(2)O/H_(2)下的最高功率密度达到342 mW/cm^(2);在850℃、46.8%(体积分数)H_(2)O/H_(2)、1.3 V下的电解电流密度达到0.313 A/cm^(2)。

关键词：可逆固体氧化物电池燃料极复合纤维浸渍改性弛豫时间分布

Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷的制备

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中国陶瓷 2024年第2期60卷 36-44页

作者：董明堂戚芳刘方波唐紫娟梁健景德镇艺术职业大学景德镇333000 景德镇陶瓷大学景德镇333403 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心景德镇333001

通过对钢渣和菱镁矿配方组成的优化,采用高温发泡法制备的兼具高强度和低热导率的Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷,其主要原料为红柱石与粉砂质页岩,发泡剂为碳化硅,助熔剂为锂辉石。在测试其气孔率,体积密度与抗折强度等性能的同时,也使用... 详细信息

通过对钢渣和菱镁矿配方组成的优化,采用高温发泡法制备的兼具高强度和低热导率的Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷,其主要原料为红柱石与粉砂质页岩,发泡剂为碳化硅,助熔剂为锂辉石。在测试其气孔率,体积密度与抗折强度等性能的同时,也使用Micro-CT、SEM、XRD、XRF等检测手段对泡沫陶瓷进行了表征。实验结果显示:当样品中加入11 wt%钢渣,7 wt%菱镁矿时综合性能最佳,此时抗折强度为11.15 MPa,热导率为0.091W/(m·K),总气孔率为61.02%,闭口气孔率为55.30%,体积密度为0.944 g/cm^(3)。

关键词：高强度低热导率 Ca-Mg-Al-Si系泡沫陶瓷

纳米SiO_(2)微球的制备及其结构与性能研究

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中国陶瓷 2024年第2期60卷 9-19页

作者：仝元东刘雨薇陈拥强刘鑫唐紫娟李华梁健景德镇乐华陶瓷洁具有限公司景德镇333414 景德镇陶瓷大学景德镇333403 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心景德镇333001

以十二烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,氨水为催化剂,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用工艺简单的氨催化水解法在乙醇/水混合溶剂中制备纳米SiO_(2)微球。利用扫描电镜(SEM)对样品的形貌和粒度进行了表征。结果表明,在其它条件不变... 详细信息

以十二烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,氨水为催化剂,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用工艺简单的氨催化水解法在乙醇/水混合溶剂中制备纳米SiO_(2)微球。利用扫描电镜(SEM)对样品的形貌和粒度进行了表征。结果表明,在其它条件不变的情况下,随着CTAB用量的增加,SiO_(2)微球粒径逐渐增大、粒度分布逐渐变宽;随着醇水比例的降低、TEOS用量及氨水浓度的增加,SiO_(2)微球粒径均先增大后减小;而随着醇水比例的降低,粒度分布先变宽后变窄;TEOS用量的增加,粒度分布先变窄后变宽;氨水浓度的增加,SiO_(2)微球的粒度分布逐渐变宽。制备SiO_(2)微球的最佳醇水比例为0.6∶1,所得微球分散性较好,粒度分布较窄,平均粒径为533 nm。并研究得出CTAB和乙醇在纯水体系中是通过“水包油”体系发生作用。所得微球成膜后的光学性能(透过率为76.06%;雾度为48.35%)满足实际应用,表明其在防眩增透显示屏领域具有潜在的应用价值。

关键词： SiO_(2)微球 CTAB 醇水比例粒度分布雾度

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元青花钴料微区化学组成差异性特征研究

陶瓷学报 2024年第3期45卷 601-607页

作者：熊露郁永彬李锦伟吴强吴琳李其江景德镇陶瓷大学古陶瓷研究中心江西景德镇333001 国家文物局考古研究中心北京100013

同一元青花瓷子母线旋纹与主题纹蓝彩色泽等装饰效果存有异同,本研究为探索其微区化学组成特征差异,采用能谱仪(EDXRF)对景德镇陶瓷大学博物馆馆藏元青花绘饰内容进行无损分析并进行实验模拟,取得以下成果:(1)探明了这批标本所用钴料组... 详细信息

同一元青花瓷子母线旋纹与主题纹蓝彩色泽等装饰效果存有异同,本研究为探索其微区化学组成特征差异,采用能谱仪(EDXRF)对景德镇陶瓷大学博物馆馆藏元青花绘饰内容进行无损分析并进行实验模拟,取得以下成果:(1)探明了这批标本所用钴料组成特征以及其类别归属;(2)揭示了子母线旋纹与主题纹饰化学组成差异以及其特征;(3)厘清了钴料工艺提纯对形成特征差异之间的关系;(4)佐证了元青花瓷已开始出现不同的绘饰用料,继而影响明清时期青花瓷绘体系。该研究不仅为元青花瓷科技研究提供新的角度,同时为进一步探索中国青花瓷绘饰体系提供参考。

关键词：元青花微区差异实验模拟提纯工艺

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烧成制度对仿古砖切割裂缺陷的影响

中国陶瓷 2024年第5期60卷 48-54页

作者：莫云杰徐鑫李萍景德镇陶瓷大学考古文博学院景德镇333403 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心景德镇333001 景德镇金绿能新材料科技有限公司景德镇333400

从氧化温度和时间、烧成温度和高火保温时间、强冷时间三个方面,结合现代测试方法,探讨烧成制度对仿古砖切割裂缺陷的影响。通过研究发现:适当延长氧化时间,可避免气体较早封闭在坯体内;适中的烧成温度和高火保温时间,能够降低坯体气孔... 详细信息

从氧化温度和时间、烧成温度和高火保温时间、强冷时间三个方面,结合现代测试方法,探讨烧成制度对仿古砖切割裂缺陷的影响。通过研究发现:适当延长氧化时间,可避免气体较早封闭在坯体内;适中的烧成温度和高火保温时间,能够降低坯体气孔率、拉平窑内温差,使坯体强度提高、内部无应力差;适当延长强冷时间,使方石英晶型转变的应力有效释放。以上结果表明,通过设置合理的烧成制度能够有效地避免切割裂缺陷的产生。A配方烧成条件为:氧化温度1000℃,氧化时间17 min,烧成温度1162℃,高火保温时间7 min,300℃强冷时间4 min。

关键词：烧成制度仿古砖切割裂影响