- 刘一阳;王子涵;何梅;张承双;许海东;王明存;
本研究开发了一种经济型碳纤维网胎增强SiC复合材制备工艺。该技术采用机械混合法将乙烯基聚硅氮烷(ViLSZ，自制产品命名为PSZ-3112)基体树脂、碳化硅粉体与固化剂六亚甲基二异氰酸酯(HDI)混合制备成无溶剂浆料，以短切碳纤维网胎(C_w)为增强骨架，通过涂覆预浸—凝胶化—叠层—热压—烧结工艺流程成型复合材料。实验表明：HDI可有效催化ViLSZ树脂固化反应，其起始温度83.5℃，峰值温度118℃。最优工艺参数为：增强体C_w与浆料质量比1∶10,SiC/ViLSZ/HDI质量比1.0∶1.0∶0.2；凝胶过程在室温自发完成；热压阶段采用10 MPa压力、150℃温度环境。经高温烧结后，材料保持初始几何形态，密度≥1.75 g·cm~(-3)，扫描电镜观测显示纤维—基体界面结合良好。最终材料摩擦系数为0.25～0.40，磨损率为0.12 cm~3·N~(-1)·m~(-1)～0.23 cm~3·N~(-1)·m~(-1)。结果表明，以聚硅氮烷为前驱体可实现陶瓷基复合材料的快速成型。
2025年06期 v.46 1146-1156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K] [下载次数：171 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 姜立波;乔梦珂;李享成;
5G基站是通信网络的核心组成部分，兼具高红外反射率和高微波透过率的材料能够在防止5G天线罩过热的同时保障微波的传输性能，具有重要研究意义。本文以传输矩阵理论为基础，设计了一种由Si/SiO_2组成的光子晶体结构。受到布拉格散射效应的影响，电磁波传播在该周期介电结构中形成了光子带隙，使其具备高红外反射率性能。光子晶体的微米级厚度远小于微波波段的趋肤深度，这种尺度效应使其表现出优异的高微波透过特性。实验结果表明，所制备Si/SiO_2结构在3??m～5??m的平均反射率为95.0%，在2 GHz～18 GHz的平均透过率达到94.5%。本文所设计的Si/SiO_2光子晶体结构在提高基站使用寿命和信号传输效率方面具有较大的应用潜力。
2025年06期 v.46 1157-1163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K] [下载次数：54 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 高利;刘定荣;徐蓉蓉;李新新;张文展;
隔膜作为电池的核心组件，其微观结构对电池的电化学性能与安全性起着至关重要的作用。本研究以商业化PE隔膜为基底，以陶瓷电解质Na_3Zr_2Si_2PO_(12)(NZSP)为涂层，设计了一种新型多功能隔膜。利用超声喷涂技术将NZSP离子导体均匀负载于PE隔膜两侧，表征结果(XRD、SEM、EDS、接触角测试及电化学分析)显示：当NZSP涂层厚度为20μm时，所组装的Na|NZSP@PE|Cu半电池平均库伦效率达97%，循环次数超过300次，Na|NZSP@PE|Na对称电池持续循环时间高达650 h，为新型多功能化电池隔膜的开发提供了思路。
2025年06期 v.46 1164-1170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2256K] [下载次数：35 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 彭俊淇;赵英娜;王建省;曾雄丰;
TiO_2纳米管阵列(NTAs)已被广泛应用于偶联金属的光电化学阴极保护，但由于其较大的禁带宽度和低光生载流子分离效率，限制了其光电化学性能。本研究采用阳极氧化法制备了Co-TiO_2 NTAs，在180℃水热1 h条件下原位合成了Co-TiO_2/SrTiO_3复合材料以保护304不锈钢(304 SS)。实验结果表明，Co~(2+)的掺杂使TiO_2的带隙减至2.94 eV，拓宽了其光吸收范围。此外，Co-TiO_2与SrTiO_3复合在光照条件下的光电流密度达到60μA·cm~(-2)，是纯TiO_2 NTAs样品的光电流密度的6.7倍。在光电化学阴极保护性能方面，样品的开路电位相比304 SS的开路电位(-0.16 V)负移420 mV，变为-0.58 V，是TiO_2 NTAs样品负移量的2.5倍。相比之下，复合样品表现出更优异的光电化学阴极保护性能。经过四轮光照循环测试后，复合材料的性能保持稳定，未出现明显的变化。
2025年06期 v.46 1171-1180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1790K] [下载次数：75 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李坤;崔馥麒;李鹏章;田传进;赵文燕;刘钰旻;
无空穴传输层碳基钙钛矿太阳能电池，采用平面化的三层结构设计，在成本效益和环境兼容性方面展现出显著优势。然而，该类器件的实际应用仍受限于转换效率不足及长期运行稳定性欠佳等问题。研究表明，通过埋入式界面结构的构建，可有效抑制钙钛矿层与传输层间的离子迁移，从而提升器件的稳定性。然而，当前技术瓶颈主要集中于钙钛矿薄膜在结晶过程中易产生晶界缺陷和表面悬空键，而这些结构缺陷会形成非辐射复合中心，导致光生载流子的严重损耗。本文系统研究了KCl掺杂SnO_2电子传输层在碳基无空穴钙钛矿太阳能电池中的协同优化作用。通过溶液法在SnO_2中引入Cl~-和K~+，实现了缺陷钝化与界面调控，碳基无空穴太阳能电池器件的光电转换效率显著提升至13.9%，并在1000 h、60%湿度下仍能保持原始效率的80%以上，展现出优异的环境稳定性。
2025年06期 v.46 1181-1188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1829K] [下载次数：226 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黄威;秦俊豪;孙家杰;肖力心;张真祯;魏志顺;
本文提出了一种水热—热辅助液相自组装策略来制备BiOCl/CdS异质结材料，探讨了CdS添加量对其光催化性能的影响。实验先以Bi(NO)_3·5H_2O和KCl为原料，以乙二醇为溶剂合成BiOCl，再通过热辅助自组装法合成了BiOCl/CdS异质结，并通过XRD、SEM、EDS、XPS、DRS等分析手段探讨了CdS添加量对BiOCl/CdS样品形貌、催化性能的影响。结果表明，当添加0.05 mmol的CdS时，BiOCl/CdS样品对TC(盐酸四环素)的光催化降解性能最好，相比原BiOCl及CdS分别提升了15.17%和59.40%，且CdS的添加量存在阈值(0.05 mmol)，在少量添加时其光催化性能会变好，而当添加的量超过阈值时，其活性反而会因为添加量过多，覆盖了更多的活性位点导致其性能变差。
2025年06期 v.46 1189-1198页 [查看摘要][在线阅读][下载 2187K] [下载次数：247 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 曾小锋;刘元东;李勇全;彭波;李长泉;高朋召;肖汉宁;
氮化硅(Si_3N_4)具有优异的力学性能，但生物活性较低且复杂形状制品加工困难等因素限制了其在骨组织替代材料方面的应用。本研究采用3D打印技术中的熔融沉积成型(FDM)结合气压烧结法制备了Si_3N_4-CaO生物陶瓷材料，探究了CaO添加量对生物陶瓷材料组成、微观结构、力学和生物活性的影响。结果表明：添加8 wt.%CaO的陶瓷材料具有最佳的综合性能，其表观气孔率为6.44%、抗弯强度为448 MPa、断裂韧性为5.15 MPa??m~(1/2)、维氏硬度为13.0 GPa、抗压强度为2134 MPa，材料表面OD值增速达0.54??d~(-1)、抑菌率达到72.5%(E. coli)与73.0%(S. aureus)。研究显示，添加适量CaO后，一方面，材料表面玻璃相增加、气孔率升高，材料中Si、N、Ca等活性元素与细胞的接触几率增加，另一方面，Ca~(2+)的抑菌作用赋予材料较好的抑菌性能。因此，所制生物陶瓷材料具有较好的生物活性和抑菌效果。
2025年06期 v.46 1199-1211页 [查看摘要][在线阅读][下载 2017K] [下载次数：109 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘光甫;贺玄亮;付向阳;
唐代鲁山花瓷双层釉结构由两种不同成分的釉料形成，在高温下一次烧成制得。其中，乳光面釉的网络外体含量大于黑色底釉，而其网络形成体的含量则小于底釉。当网络形成体含量较高时，釉熔体主要由较大的负离子基团组成，高温下以蠕动的方式运动，故其黏度较大。当网络外体的含量较多时，釉熔体主要以小的负离子团为主，高温下以滚动的方式移动，故其黏度较小。当底釉SiO_2含量从70 wt.%增至80 wt.%时，铁元素扩散速率减小。当Al_2O_3含量由3 wt.%增至9 wt.%时，铁元素扩散速率先减小后增大。当CaO与Na_2O含量由0 wt.%增至6 wt.%时，铁元素扩散速率均增大。以上结果表明黑色底釉中铁元素的扩散符合非稳态扩散的变化规律，基础釉中网络形成体(SiO_2、Al_2O_3)使得玻璃网络结构完整，降低铁元素的扩散速率，网络外体(Na_2O、CaO)则破坏玻璃网络结构进而增加扩散通道的数量，从而有助于铁元素的扩散。
2025年06期 v.46 1212-1220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1600K] [下载次数：108 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张任平;郑锐强;王启;辛嘉俊;
为响应国务院出台的《节能降碳行动方案》，陶瓷工业需积极推动技术升级改造，连续式窑炉通过尾部集成安装高效翅片管换热器进行余热回收。为提高余热回收效率，需对翅片管换热器结构参数进行优化。本文采用Box-Behnken响应面法，探究翅片厚度、翅片间距、横向管间距和纵向管间距四个因子对翅片管换热器传热综合性能指标的影响。结果表明，当翅片厚度??翅片间距和管横向间距增大时，综合传热指标上升；当纵向管间距增大时，综合传热指标降低。当翅片间距为9 mm、翅片厚度为1.2 mm、管横向间距为9 mm、管纵向间距为12 mm时，翅片管换热器的综合性能最优，与未优化翅片管换热器相比，综合传热指标提升了16.89%。研究工作指明了工业余热回收用翅片管换热器的结构参数优化方向，为响应面法应用于陶瓷工业低碳能源系统结构优化提供参考。
2025年06期 v.46 1221-1232页 [查看摘要][在线阅读][下载 1776K] [下载次数：146 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈义洁;徐国倩;姚凯文;朱华;徐昌佑;陈明行;赵慧;张国梁;李振铭;
陶瓷滚动轴承的塑性形变对其使用寿命及运动精度具有重要影响。鉴于此，本文针对陶瓷材料的受力特性，提出了一种具有损耗特性的弹簧谐振子阻尼振动模型，对陶瓷滚动轴承进行建模与虚拟仿真分析。通过弹簧谐振子模型构建了四面体陶瓷材料，引入体弹簧对模型提供体积力，利用弹簧的形变模拟陶瓷材料的受力形变过程。此外，结合损耗模型模拟陶瓷轴承在实际工况下的损耗行为。陶瓷轴承模型基于Chai3D构建，采用C++编写其弹簧谐振子阻尼振动虚拟仿真程序，确保模型能够准确表征陶瓷材料在不同载荷下的内力变化规律及承压极限特性。通过设计定点拉伸、挤压等实验，验证了模型的可靠性。实验结果表明，该模型能够有效模拟陶瓷材料的物理特性。本研究不仅为陶瓷滚动轴承的设计与优化提供了新方法，也为陶瓷材料在精密机械领域的应用奠定了理论基础。
2025年06期 v.46 1233-1242页 [查看摘要][在线阅读][下载 1601K] [下载次数：44 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 贺玺;黄文申;汤永智;陆琳;黄逸宸;丁中艮;冯青;
采用熔盐蓄热技术可以实现间歇式陶瓷窑炉高温烟气的高效回收、存储和转换利用，而传统光管式烟气换热器中普遍存在熔盐熔化速率、换热强度不高等问题。本文提出了加肋强化熔盐蓄热技术，构建了高温烟气熔盐蓄热过程的数学物理模型，并深入探究了肋片结构参数(包括数量、长度和角度)对高温烟气熔盐蓄热特性和蓄热性能的影响机制。结果表明：加肋虽然在初始阶段会对近壁面熔化熔盐在浮升力方向上的流动起到一定的抑制作用，但可以加快近壁面侧熔盐熔化速率，促使熔盐系统更早地进入到以对流换热为主的蓄热方式，从而改善整体蓄热性能。存在最佳肋片长度L=52.5 mm、数量n=4和角度θ=45°使得蓄热性能最佳。当肋片任一结构参数超过最佳值之后，近壁面熔盐热流体沿着浮升力方向流动阻力增大和路径延长，肋片间的局部旋涡加强，从而抑制热量全局传递，造成蓄热性能恶化。
2025年06期 v.46 1243-1252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K] [下载次数：63 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 童剑辉;何福成;李童辉;
为了研究气烧建陶辊道窑燃烧器旋流片结构对NO_x生成的影响，在保持燃烧器其他结构不变的条件下，构建了四种旋流角(10°、20°、30°、45°)、四种旋流片厚度(5 mm、10 mm、20 mm、30 mm)和三种不同旋流槽结构的旋流燃烧器物理模型，并对燃烧过程中NO_x的生成进行了数值模拟研究。结果表明：随着旋流角增加，火焰温度峰值从1991℃增至2026℃，NO_x的出口平均浓度降幅达53.1%，综合考虑燃烧效率、窑内断面温度均匀性和降低NO_x排放，30°旋流角燃烧效果最佳。增加旋流片厚度可以轻微地降低火焰温度峰值和NO_x生成浓度峰值，但对出口NO_x平均浓度影响很小，且旋流片厚度为10 mm的燃烧效果最佳。深度×宽度=3.5 mm×5.2 mm旋流槽结构的燃烧器的燃烧效果最佳，其火焰温度峰值较其他两种旋流槽结构(7.0 mm×2.6 mm和7.0 mm×5.2 mm)高，而NO_x平均浓度比其他两种旋流槽结构分别低23.7%和38.1%。最佳的旋流片结构为旋流角为30°，旋流片厚度为10 mm，旋流槽结构尺寸为深度×宽度=3.5 mm×5.2 mm。
2025年06期 v.46 1253-1264页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K] [下载次数：32 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陆浩田;张毅蕾;易子恒;程亮;罗凌虹;王乐莹;徐序;熊斌;曹希文;
在固体氧化物电池领域，可逆对称电池(RS-SOCs)因具有高能量转换效率和制作简单的特点，展现出巨大的发展潜力。Sr_(1.85)Fe_(1.3)Co_(0.2)Mo_(0.5)O_(6-δ)(SFCM)电极材料因为其兼具Fe与Co离子的氧化还原活性还有Mo的耐硫稳定性而被应用于对称电极。本文采用乙二胺四乙酸(EDTA)-柠檬酸双络合溶胶凝胶法去制备材料，用X射线衍射(XRD)、电化学性能测试(EIS和IV)和扫描电子显微镜(SEM)等对其进行测试分析，研究SFCM电极材料分别在氧化气氛和还原气氛下的性能。结果表明，SFCM在1200℃空气气氛下得到双钙钛矿结构Sr_2Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_6相，其在900℃还原气氛下生成了少量的双钙钛矿结构Sr_3FeMoO_7相和立方结构CoFe合金相。采用SFCM-GDC作为电极，以SSZ电解质为支撑层的对称电池，单电池在SOFC模式下，800℃、3 vol.%H_2O-97 vol.%H_2为燃料的功率密度为0.52 W·cm~(-2),SOEC模式下，800℃、50 vol.%H_2-50 vol.%??CO_2燃料气体，1.5 V下电流密度达到1.106??A·cm~(-2)。
2025年06期 v.46 1265-1273页 [查看摘要][在线阅读][下载 1825K] [下载次数：118 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 杨志民;颜璐佳;
景德镇陶瓷非物质文化遗产与地理标志的保护具有密切的内生关联，这种关系为推动景德镇陶瓷非物质文化遗产向高质量发展目标迈进奠定了坚实基础。本文聚焦景德镇陶瓷非物质文化遗产及其代表景德镇独特地理特色和人文因素的地理标志，通过探析两者融合保护的意义与价值，确立陶瓷非物质文化遗产与地理标志贯通保护的理念，提出陶瓷非物质文化遗产与地理标志协同保护的新思路，探索陶瓷非物质文化遗产地理标志保护的适宜路径。研究不仅有助于深化景德镇陶瓷非物质文化遗产的活化传承与创新保护实践，也将有力促进国家陶瓷文化传承创新试验区的建设。
2025年06期 v.46 1274-1280页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K] [下载次数：419 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]