- 王文强;肖卓豪;肖晓东;王三海;陶歆月;李秀英;孔令兵;董洪波;
蓝色激光二极管(Laser Diode, LD)结合荧光转换材料能实现白色发光而被认为是下一代照明光源。目前，荧光粉加有机硅胶的封装模式由于热导率低而存在“效率骤降”，制约了高功率照明光源的发展。本研究以MgO-BaO-SiO_2玻璃为基质，添加商用Ce:YAG荧光粉，经低温烧结制得荧光玻璃，并将荧光玻璃与450nmLD蓝光芯片耦合成电子器件。研究了Ce:YAG掺量对荧光玻璃物相组成及显微结构的影响，讨论了荧光玻璃及LD模块的发光性能。研究表明，所组装LD器件的光效达到125.31 lm·W~(-1)、色温达到5286 K，色坐标为(0.33,0.33)，适用于蓝光LD激发产生白光的应用。
2022年02期 v.43 221-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K] [下载次数：235 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 郑江涛;卢晶;王胜佳;金磊;王柳;
研究了低聚物与单体种类、分散剂、光引发剂及陶瓷粉体固含量对光固化打印陶瓷浆体流变性能的影响，分析了不同烧结温度对陶瓷样品理化性能的影响。当控制低聚物与单体质量比例为1:2，并使用2.5wt.%KH-560分散剂、2.5 wt.%TPO光引发剂时，可配制出固含量达50 vol.%的低黏度陶瓷浆料，能够满足打印要求。最高烧结温度为1550℃时，ZTA陶瓷烧结效果最好，相对密度达98.87%。含25vol.%ZrO_2的ZTA陶瓷增韧效果最好，最高抗压强度、断裂韧性、维氏硬度分别为(541±20) MPa、(8.78±0.33) MPa·m~(1/2)、(1876±36) HV 1/20。DLP光固化陶瓷打印技术可以实现复杂多孔陶瓷的快速高精度成型，在生物医疗、油水分离等方面有巨大的应用前景。
2022年02期 v.43 227-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K] [下载次数：683 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 李楚星;余金山;王洪磊;周新贵;
连续SiC纤维增强SiC基复合材料(SiC_f/SiC)具有强度高、模量高、耐高温、抗氧化等优良性能，是航空航天领域极具潜力的高温结构材料。界面相是SiC_f/SiC复合材料极其重要的组成部分，具有保护纤维、承受载荷、传递应力等功能，特别是BN界面可有效提高SiC_f/SiC复合材料的力学性能。采用硼吖嗪和BCl3两种硼源，先通过化学气相沉积(CVD)工艺分别制备了BN界面层；再通过化学气相渗透(CVI)工艺沉积碳制备了SiC_f/C复合材料中间体；最后，通过气相渗硅工艺(VSI)制备SiC_f/SiC复合材料。通过红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、纳米压痕、纳米CT等手段研究了不同硼源制备BN界面的形貌、结构及其对复合材料性能的影响，探索了VSI工艺前后复合材料性能与结构的关系。所得SiC_f/SiC复合材料的弯曲强度最高为294.66MPa，其孔隙率为1.65%，断裂韧性为14.59 MPa·m~(1/2)。
2022年02期 v.43 236-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 1930K] [下载次数：364 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 陈日月;贺洛霆;周仁宸;刘小磐;
通过改变尿素造孔剂的添加量制备了不同孔隙率的陶瓷结合剂CBN砂轮坯体，再以CuSn_(33)为熔渗剂制备了陶瓷/金属复合结合剂CBN砂轮，并将复合结合剂CBN砂轮应用于INCONEL713系镍基高温合金叶片轴的外圆沟槽磨削。结果表明：随着尿素造孔剂添加量的增加，多孔陶瓷结合剂CBN砂轮坯体的气孔率不断升高，经过CuSn_(33)熔渗后制备的陶瓷/金属结合剂CBN砂轮样品的气孔率随着造孔剂添加量的增加呈现先下降后上升的趋势，当尿素造孔剂添加量为20 wt.%时，熔渗后样品的抗弯强度达到最大值184.2 MPa。采用熔渗法制备的陶瓷/金属结合剂CBN砂轮磨削加工INCONEL713系镍基合金零件时，陶瓷/金属结合剂CBN砂轮的形状保持性好，加工工件的表面粗糙度R_a值低于陶瓷结合剂CBN砂轮加工零件的值，其使用寿命达到了陶瓷结合剂CBN砂轮的2.3倍。
2022年02期 v.43 247-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K] [下载次数：334 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 陈一德;刘树江;周莹莹;张厚全;
采用熔融冷却工艺制备了一系列钙铝硅酸盐体系的玻璃，通过维氏压痕测试对玻璃的硬度及抗开裂能力(CR)进行了研究，通过红外及拉曼光谱探究了玻璃结构的变化，特别探讨了SiO_2含量和施加荷载对其形变和断裂行为的影响。在进行压痕实验时玻璃的变形有两个不同结果：塑性流动和致密化。塑性(或剪切)流是物质的体积守恒位移，而致密化是非体积守恒的不可逆压缩，在压痕下方产生密度增加的半球形区域。研究结果表明：当SiO_2含量减少时，玻璃的原子堆积系数较大，而摩尔体积相对较低，拥有更高的弹性模量，其硬度从6.83 GPa提高至7.22 GPa(载荷为100 gf)，但断裂韧性较低，抗开裂能力相对较弱，CR值从330 gf降至190 gf；相反，SiO_2含量提高后，在整个压痕过程中参与致密化的SiO_2比例更大，玻璃的致密化程度更高，其抗开裂能力越强，这表现在压痕经过退火处理后，压痕的恢复比例提高，表明其残留应力降低的程度越大。
2022年02期 v.43 255-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K] [下载次数：407 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 赵熠朋;李洪伟;陈国清;付雪松;周文龙;
以氧化物前驱体为原料，通过注射成型工艺制备(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷。利用热重分析仪对脱脂过程进行表征，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)研究材料的微观组织，并对其力学性能进行表征。结果表明：随着温度的升高，邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸和石蜡、聚乙烯和聚丙烯依次从生坯中脱除出去；热脱脂完成的坯体经烧结后可得到单相岩盐结构，其空间群属于Fm-3m (225)。随着烧结温度升高，材料的扩散速率和致密化进程大大加快；当烧结温度为1050℃时，获得了致密的高熵陶瓷材料，其最大相对密度和压缩强度分别达到90.47%和77.98 MPa。采用注射成型工艺可实现高熵氧化物陶瓷的有效制备。
2022年02期 v.43 263-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 2541K] [下载次数：443 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 李明哲;张云涛;傅宏明;孙广帅;陈克丕;陈海平;吕玉珍;
以钛酸四丁酯为钛源、丁醇为溶剂，采用原位液相沉积法对陶瓷微滤膜孔隙结构进行调控，研究了热处理温度和处理次数对膜体微结构的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)和汞孔隙率法(MIP)表征陶瓷膜的微观结构、孔径和比表面积，采用烟气水分回收实验测试了陶瓷膜的烟气水分回收性能。结果表明，二氧化钛颗粒在膜孔中形成了新的孔道微结构，实现了对膜体比表面积的调控。最佳条件下，膜体比表面积可提高至原始膜体的14倍，处理后的膜体可将烟气回收水的水质提高近86%，而水通量仅减小约18%。
2022年02期 v.43 272-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K] [下载次数：271 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 胡文财;陈俊红;王韬;刘高斌;韩露;王森;
采用电化学法合成钛酸钡纳米粉体，研究了不同溶剂类型及电解液碱度对合成钛酸钡纳米粉体的影响，讨论对比了各产物的纯度、晶粒尺寸及介电性能等。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、精密LCR测试仪对材料的相组成、微观结构和介电性能进行了表征。结果表明：在含有25 vol.%乙醇的电解液中能够合成具有高结晶度、高纯度以及平均晶粒尺寸为10nm的钛酸钡纳米粉体。在较高碱度条件下，合成粉体粒径小且杂质含量更少，钛酸钡晶粒尺寸的减小使其介电损耗减小，温度稳定性明显提高。
2022年02期 v.43 279-285页 [查看摘要][在线阅读][下载 2024K] [下载次数：667 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 谭楷;颜晓敏;邹高昌;谷晓凤;刘江;
采用固相法合成了具有A位空位的锰酸锶镧(Lanthanum Strontium Manganate,LSM)基阴极材料La_(0.8) Sr_(0.2))_(0.9MnO_(3-δ)，并研究了锰酸锶镧-氧化钇稳定的氧化锆(Lanthanum Strontium Manganate-Yttria-Stabilized Zirconia,LSM-YSZ)复合阴极的缺陷结构、LSM和YSZ的成分比例、孔结构特性和电荷收集方式等重要参数对阳极支撑固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)性能的影响。研究发现：与化学计量的LSM相比，具有10%A位空位的LSM具有更好的阴极活性；采用聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl Butyral,PVB)作为阴极浆料黏结剂有助于形成连通的孔道；LSM-YSZ复合阴极LSM与YSZ的最佳质量比为6:4，其优选的孔隙率为28%；在LSM-YSZ复合阴极外增设具有良好孔隙结构的LSM电荷收集层能有效地提升阴极性能，其优选的孔隙率为42%。采用上述优选的阴极工艺参数制备的阳极支撑SOFC单电池在800℃的最大功率密度为780 m W·cm~(-2)。
2022年02期 v.43 286-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 2045K] [下载次数：361 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 伍子成;沈宗洋;宋福生;骆雯琴;王竹梅;李月明;
采用固相反应法制备了Ce_(x )Ca_(1-x )Bi_4Ti_4O_(15)(CCBT,x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)铋层状高温压电陶瓷，研究了A位Ce掺杂对陶瓷晶体结构、微观结构、介电、压电性能的影响规律。结果表明：所有样品的主晶相均具有m=4的铋层状结构，当x≥0.08时，出现Bi_2Ti_2O_7焦绿石杂相。当Ce掺杂量x=0.06时，样品具有最高的压电常数(d_(33)=17 p C·N~(-1))，是纯CBT陶瓷(d_(33)=8 p C·N~(-1))的两倍以上。同时，该陶瓷还具有居里温度高(T_c=773℃)、室温下介电损耗低(tanδ=0.7%)、电阻率高(ρ=6.4×10~7Ω·cm@500℃)的特点，且在550℃退火后，其d_(33)仍保持14.2 p C·N~(-1)，超过室温值的80%，是制作高温压电传感器的理想陶瓷材料。
2022年02期 v.43 296-301页 [查看摘要][在线阅读][下载 1461K] [下载次数：461 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 朱永红;付瑶;李选亮;王俊祥;
陶瓷梭式窑是一种应用于陶瓷生产的间歇式窑炉，其烧结区温度检测方式直接影响到陶瓷产品的生产质量。由于目前陶瓷梭式窑热工检测精度低，所以用火焰图像识别来代替传统热电偶检测从而提高温度检测精度。针对陶瓷梭式窑烧结区火焰图像识别问题，提出了一种基于改进的卷积神经网络火焰图像分类方法。该方法在优化的Inception-ResNet-V2卷积神经网络模块基础上嵌入SE模块，从而提高网络对关键特征的注意力，自适应细化提取特征并提高分类效果。实验结果表明，改进的卷积神经网络能够提高火焰图像分类精度，收敛速度明显加快，且该方法的识别准确率相对于其他的火焰图像分类方法提高1.60%～5.57%，具有良好的分类性能。
2022年02期 v.43 302-309页 [查看摘要][在线阅读][下载 1241K] [下载次数：398 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 黄功强;戴哲敏;王景超;赖增光;
真空练泥机的构造及运动机理使得泥料在挤出成型过程中产生黏附阻力，造成泥料出泥速度分布不均、电机工作能耗增加等问题。为解决此问题，采用筒壁超声振动减阻方式对泥料进行减黏降阻。运用COMSOL多物理场对筒壁振动进行建模仿真验证；通过搭建筒壁超声振动实验平台，控制振动激励频率与振幅，当超声波振幅为0.04mm、频率为20kHz时，练泥机平均功率降低了19.8%，泥料边界速度提高，与仿真结果较为一致；表明采用超声振动方法降低泥料与筒内壁间切向阻力，改善泥料挤出速度分布，对泥料挤出具有较显著的减黏降阻增效作用。
2022年02期 v.43 310-316页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K] [下载次数：143 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 李杰;赖日东;吴志豪;罗添;
利用计算流体动力学软件模拟陶瓷工业中辊道窑等连续式窑炉含坯体在内的流场和温度场时，面临处理移动坯体气固耦合传热问题的困难。为此，将瓷坯区域视作流体处理，并将瓷坯外壁设置为耦合壁面，利用FLUENT软件模拟了某辊道窑排烟段含坯体在内的流场和温度场。根据模拟结果可得：研究区域坯体表面热流密度的平均值为8983 W·m~(-2)，综合换热系数的平均值为33.5 W·m~(-2)·K~(-1)；可通过适当减小第2节和第3节窑内排烟口与瓷坯间的距离，根据实际情况合理调节烟道和烟管阀门开度等实现节能。
2022年02期 v.43 317-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 1294K] [下载次数：241 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 徐轶男;程智鹏;吴匡振;刘昆;包启富;杨瑞强;赵田贵;周健儿;
宜兴均陶种类众多，其中最具代表的是灰蓝釉。灰蓝釉表面有白色“泪痕”般的流纹，具有窑变现象。探究不同Fe_2O_3用量对其结构及呈色的影响规律，并解析了其颜色变化的机理。实验表明，宜兴均陶灰蓝釉的呈色主要是由结构色和Fe~(3+)离子着色共同耦合产生的。釉试样斑纹处液滴尺寸为229.80 nm～316.23 nm，满足米氏散射条件，斑纹处釉面呈现乳白色，而斑纹周围基础釉面液滴尺寸为68.83 nm～129.88 nm，满足瑞利散射条件，釉面呈现乳蓝色；随着Fe_2O_3含量(0wt.%～7wt.%)逐渐提高，釉中Fe~(3+)浓度增加，Fe~(3+)在釉玻璃中着色能力越强，灰蓝釉在分相结构色与离子着色共同耦合下使得斑纹处釉面黄色调加深，基础蓝釉部分逐渐偏向蓝绿色。
2022年02期 v.43 323-329页 [查看摘要][在线阅读][下载 2865K] [下载次数：216 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 荆海燕;
应用扫描电镜能谱仪和激光显微共聚焦拉曼光谱仪对西安东郊唐墓出土彩绘陶俑表面颜料的微观结构和组成进行科学分析。研究发现，这批陶俑表面颜料均为无机颜料，红色、铁红色、绿色、白色、黑色、桔色颜料的显色成分分别为朱砂、赤铁矿、孔雀石、铅白、炭黑、铅丹。其中，朱砂成分单一，无伴生矿物石英，可以确定是经过加工纯化或者人工合成的；黑色颜料的晶粒尺寸在纳米范围。分析结果为这批陶俑彩绘颜料的鉴定、保护修复工作提供科学依据。
2022年02期 v.43 330-338页 [查看摘要][在线阅读][下载 2418K] [下载次数：684 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ]