- 郑全生;王玉;白宇;
固体氧化物燃料电池(SOFC)具有能量转化率高、清洁环保等优点,显现出良好的发展前景。高温下(800~1000℃)SOFC燃料选择灵活,但材料性能衰减快、电池运行成本高,目前低温化应用(300~600℃)是SOFC的主要发展方向。电解质材料是SOFC的核心部件,探索高性能电解质材料及研究其导电机理将显得尤为重要。本文针对氧离子传导型、质子传导型和复合型电解质材料的研究进展进行综述,介绍了典型材料的特点和电导率,总结了三种类型电解质的导电机理。研究发现低温化进程面临的主要问题是电解质电阻随温度降低而增加,导致电导率的降低;另外电解质离子导电机理未完全揭示。未来的研究重点应侧重于低温SOFC所需的质子导体及质子基复合电解质的导电机理。
2022年10期 v.58;No.407 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K] - 唐海;郭子华;唐虎;员文杰;
氧化铝微粉因具备优异的烧结性能而广泛地应用于耐火材料领域。除了粒径与比表面积,氧化铝微粉中的杂质含量同样会影响微粉烧结性能。鉴于此,本工作研究了Na_2O和SiO_2对氧化铝微粉烧结性能的影响,比较了各试样于1500℃烧后的线收缩率以及相对理论密度。结果表明,氧化铝微粉的烧结性能与其高温下生成的液相量相关。当氧化铝微粉中Na_2O/SiO_2>0.5时,全部的SiO_2与部分的Na_2O参与液相生成。此时微粉中SiO_2的含量越高,生成的液相量越多,粉体呈现出更优的烧结性能。当氧化铝微粉中0.25<Na_2O/SiO_2<0.5时,所有的Na_2O与SiO_2均参与液相的生成。此时微粉中Na_2O与SiO_2总含量越高,生成的液相量越多,相应试样烧后呈现更大的收缩率与更高的致密度。
2022年10期 v.58;No.407 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 5158K] - 高江辉;张诗雨;姜文;程李威;王昊;彭程;何云;仲亚娟;林俊;
制备非对称梯度YSZ陶瓷通常需要多次烧结工艺或预制分层结构的坯体,存在高能耗和高成本的缺点。本文通过拓展超快高温烧结(UHS)技术,实现了在几秒钟内制备不对称梯度YSZ陶瓷,大幅度降低了能耗。研究了不同烧结温度下制备的梯度YSZ陶瓷的孔隙率、密度和晶粒尺寸。结果表明,在2000℃稳定15 s的UHS梯度烧结过程中,陶瓷底部形成了相对密度为95%的致密层,其余为相对密度小于95%的多孔结构,晶粒尺寸从3.5μm减小到1.5μm,且微观结构的梯度特征与热场内温度梯度分布一致。这种梯度烧结技术为非对称梯度陶瓷的制备提供了一种快速、简便的方法。
2022年10期 v.58;No.407 14-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 12688K] - 廖为民;吴晓姗;崔金平;卢杰;袁子奇;饶平根;
通过熔融法制得氟硅碱钙石微晶玻璃,研究了氟含量对其显微结构和性能的影响。利用XRD对其物相进行分析,SEM用于观察断裂面形貌。重点研究了样品的力学和光学性能,包括抗弯强度、透光率、乳光参数、不透明度、对比度和遮色度。结果表明,氟含量过高或过低时,都会导致强度的下降,只有在加入适当含量的氟时,氟硅碱钙石微晶玻璃才能有相当高的强度。当氟含量低至2.5 wt%时,会生成另一种相似的但更厚的晶体frankamenite,从而导致强度下降。当氟含量高至6.5 wt%时,生成层状的易解理的氟化钙晶体,导致强度降低。当氟含量为3.5~5.5 wt%时,可以获得强度较高的样品,在这个范围内,增加氟的含量会降低透光率,但会增强乳光效果。通过调整氟含量,可以制得高强度、良好乳光效果的氟硅碱钙石微晶玻璃。本文中研究的氟硅碱钙石微晶玻璃具有性能可控,无辐射等优点,在建筑装饰领域具有良好的应用前景,可用于替代天然石材,达到更加优异的装饰效果。
2022年10期 v.58;No.407 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 5126K] - 熊必陈;廖红卫;刘溧;黄骏;陈明昆;刘巧文;
钡长石系微晶玻璃具有耐高温、热膨胀系数低、抗氧化性好等优点,已广泛应用于集成电路基板、微波元器件、雷达天线罩等领域,但钡长石多孔陶瓷少见报道。以熔融法制备的含锂钡长石玻璃粉为原料,采用添加造孔剂法和无压烧结法在850~975℃制备了钡长石多孔陶瓷,有望应用于三元催化载体、红外燃烧板等领域。用X射线衍射和扫描电子显微镜对样品的物相组成和显微结构进行分析,研究了烧结温度对钡长石多孔陶瓷物相组成和微观结构的影响。结果表明,随着烧结温度的提高,样品的物相组成由六方相、单斜相共存转变为单一的单斜相,显气孔率逐渐下降,同时抗弯强度呈增加趋势。
2022年10期 v.58;No.407 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 5348K] - 熊文婷;
借助incoPat全球专利数据库,挖掘电子陶瓷领域的专利信息数据进行处理,并通过关键词聚类、技术构成等角度对全球电子陶瓷领域的技术创新进行探索,开展专利信息分析。本文对全球、中国电子领域的技术创新热点以及中国创新主体的技术创新热点进行研究。研究表明:(1)介电陶瓷、电容器/陶瓷电容、压电陶瓷/压电元件、介质陶瓷材料/微波介质陶瓷、滤波器/波导滤波器等是主要的技术创新热点,关键技术掌握在日本企业手中,中国企业的技术创新实力较弱。(2)企业的技术创新集中在应用方面,大专院校及科研院所更注重对陶瓷材料性能的研究。
2022年10期 v.58;No.407 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 5211K]