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铅基织构压电陶瓷的发展历程、现状与挑战

铅基织构压电陶瓷的发展历程、现状与挑战

摘要: 压电材料是一种重要的信息功能材料, 能够实现机械能与电能之间的相互转化。近年来, 织构压电陶瓷技术已经成为研发新一代高性能压电材料的重要途径。通过调控晶粒的取向排布, 织构压电陶瓷表现出类似压电单晶的优异压电性能和机电性能, 并具有良好的温度稳定性。同时, 作为多晶陶瓷, 织构陶瓷保留了传统陶瓷材料的制备加工简单、机械性能良好及适用共型异形等优点。本文围绕钛酸铅(PbTiO3, PT)基压电材料体系, 从织构压电陶瓷制备技术、织构用籽晶模板以及织构压电陶瓷技术的发展历程和研究现状等方面, 对相关研究结果进行系统梳理,总结织构压电陶瓷技术优势。在此基础上, 分析了铅基织构压电陶瓷的模板筛选理论、织构陶瓷微观结构和宏观性能之间的构效关系, 以及基于织构压电陶瓷的压电器件开发等方面存在的科学难题和未来挑战。本文旨在全面介绍织构压电陶瓷技术和理论, 帮助研究者深入认识织构压电陶瓷技术, 推动高性能压电陶瓷研发和制备技术发展,进而助力我国高端压电器件的创新和跨越发展。
无机 2026年05月29日
掺杂型近红外屏蔽节能玻璃研究进展

掺杂型近红外屏蔽节能玻璃研究进展

摘要：全球能源危机与“双碳”目标推动节能材料向高效化、长寿命方向发展。在建筑与交通领域的能耗损失中，窗玻璃传热占比超50%，开发高性能节能玻璃成为关键。传统有膜节能玻璃（如Low-E镀膜玻璃、钨青铜（MxWO3）贴膜玻璃等）虽能实现近红外（NIR）屏蔽，但存在涂层易老化、附着力差、工艺复杂及成本高等局限，难以满足长期稳定应用需求。掺杂型节能玻璃通过将功能离子（如亚铁离子Fe2+）或功能单元（如MxWO3）均匀分散于玻璃基体，实现玻璃本体功能化，兼具高可见光透过、宽波段NIR强屏蔽、优异稳定性及低成本制备等优势。本文系统综述了掺杂型节能玻璃的研究进展，聚焦于Fe2+掺杂与MxWO3掺杂两类体系。最后展望了掺杂型节能玻璃的发展方向，提出需进一步优化组分设计以适配浮法生产工艺，并拓展其在汽车玻璃、建筑幕墙等多场景的应用，为高效节能玻璃的工业化应用提供参考。
无机 2026年09月23日
超高温复相陶瓷多层级固溶微结构及烧结熔体调控：回顾与前瞻

超高温复相陶瓷多层级固溶微结构及烧结熔体调控：回顾与前瞻

摘要：ZrB2基复相陶瓷是具代表性的超高温陶瓷(UHTC)，其服役温度远高于烧结温度，需较多SiC 助烧致密并提升抗氧化性能。21 世纪初发现过渡金属碳化物(MC)是更好的助剂，既有效除氧还能提升高温强度；近10 年来作者们聚焦于MC 对UHTC 复相微结构的调控行为，揭示高黏滞度液相的复相反应烧结机理，并探究了复相协同固溶规律及其构效关系。定量微结构研究发现，硼碳基烧结熔体主导了ZrB2 基陶瓷的反应烧结与复相致密，调制了固溶微结构的多层级演变过程：MC 助剂经熔体转化为ZrC 晶界相，与硼化物主相的交换反应主导了复相关系；熔体作为过渡液相协助主相中M 两级固溶并形成普遍性的“核−周”结构，在烧结后期才析出ZrC 次相以及更高的M 固溶度。反应熔体对复相多级固溶结构的调控，与硅基陶瓷的相变微结构及其“溶解–再析出”液相烧结过程相似，也在晶界残留较多硅酸盐熔体及玻璃相。与单相MB2、MC 高熵陶瓷相比，MIB2−MIIC 复相UHTC 及其多层级固溶微结构有更多可调控路径，可更好优化并综合发展UHTC 的服役性能：一是固溶分相共格界面及其相互关联的位错网络化设计，可进一步提升高温强度，其相界、晶界及溶质偏聚可更为精准调控多尺度复相共格结构；二是高温下晶界相与熔体的协同演化规律及复相调控研究，可在未来发展复相多级固溶焓所主导的多元UHTC陶瓷共格结构，即复相陶瓷基因组、多层级复相结构的构效关系。
无机 2026年10月28日
无机填料在复合固态电解质中的作用机制研究进展

无机填料在复合固态电解质中的作用机制研究进展

摘要：全固态锂电池以其良好的安全性和更高的能量密度受到广泛关注，而固态电解质是决定固态电池性能的关键材料。由聚合物基体和无机填料组成的无机／ 有机固体复合电解质因其优良的可设计性而显示出广阔的应用前景。其中，锂离子传导能力是复合电解质性能的决定性因素，而无机填料对提升锂离子传导有重要作用。本文列举了典型无机填料的种类，总结了不同种类填料对加速锂离子输运过程的作用机理，讨论了无机填料的添加量、颗粒大小、分散性、形态对提升离子电导率的影响规律。除此之外，还归纳了无机填料对电化学窗口、锂离子迁移数、力学性能等其他性能的影响。
无机 2024年05月23日
无机非金属生物材料发展战略研究

无机非金属生物材料发展战略研究

摘要: 无机非金属生物材料是生物材料的主要类型之一, 在组织修复、肿瘤治疗、药物递送等生物医药领域应用广泛, 为国民生命健康做出了重要贡献。我国无机非金属生物材料的研究日渐繁盛, 但其生产和应用仍处于攻坚克难阶段。为了实现我国无机非金属生物材料的高质量发展, 提高其为国民生命健康保驾护航的硬实力, 本文通过战略研究, 分析了我国无机非金属生物材料研究应用的热点和难点问题。基于目前的发展机遇与挑战, 提出了在材料的独特性能设计、材料生物学效应研究、材料介导的新原理和新机制探索、智能个性化定制、大数据筛选和人工智能设计、标准化评价和监管等方面系统发展无机非金属生物材料的建议, 以期为无机非金属生物医药产品的发展提供指导并积蓄科研和人才力量。
无机 2026年06月01日
纳米碳酸钙———生产、改性和应用

纳米碳酸钙———生产、改性和应用

摘要：碳酸钙原料来源丰富、易合成、稳定性高，具有良好的生物相容性和生物可降解性，而纳米粒径又赋予其表面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应，使纳米碳酸钙成为目前生产和使用量最大的纳米材料。本文首先概述了纳米碳酸钙的生产状况，并将国内多家企业的纳米碳酸钙生产工艺与日本白石工业株式会社进行了对比分析；其次阐述了纳米碳酸钙表面改性的必要性，并详细论述了不同表面改性方法的改性原理和工艺，介绍了纳米碳酸钙在介质中的分散方法；最后综述了纳米碳酸钙在复合材料、建筑、化工、能源、生物医药等多领域中的研究与应用现状，以期为相关行业的发展提供参考和借鉴。
无机 2024年05月23日
无机纳米材料用于声动力治疗的研究进展

无机纳米材料用于声动力治疗的研究进展

摘要：声动力治疗是一种新型肿瘤治疗方式，因具有非侵入性、高穿透性、高安全性、时空可控性等优点，近年来受到研究人员的广泛关注。声动力治疗依赖声敏剂在低频超声下产生的空化泡和活性氧对肿瘤组织产生化学损伤和机械损伤。现有声敏剂主要可以分为有机声敏剂、无机声敏剂和有机无机杂化声敏剂，其中无机声敏剂由于具有高超声稳定性、多功能性、易合成、易表面修饰等优点近年来广受关注。本文着重介绍了声动力治疗中化学损伤和机械损伤的产生机制，并基于声敏剂的作用机制对已有无机声敏剂的设计进行总结与展望。
无机 2024年05月23日
氧化锆增韧氧化铝陶瓷研究进展

氧化锆增韧氧化铝陶瓷研究进展

摘要：氧化锆增韧氧化铝（zirconia toughened alumina，ZTA）陶瓷与单相Al2O3和ZrO2陶瓷相比具有优异的力学性能，在电子、生物医疗、半导体等高端工业领域显示出更广阔的应用前景。本文结合ZTA 陶瓷的增韧机制，梳理并总结了近期国内外关于ZTA 陶瓷的粉体制备、烧结方法和第三相引入等三方面的研究进展，重点分析了利用多种烧结技术和制备工艺在ZTA 陶瓷中引入第三相的作用，最后指出粉体的纳米化、先进烧结技术的精细控制以及探索第三相对微观组织的调控是未来研究的重点方向。
无机 2026年03月06日
基于微流控技术的纳米无机生物材料制备:原理及其研究进展

基于微流控技术的纳米无机生物材料制备:原理及其研究进展

摘要: 无机纳米颗粒在生物医学领域展现出广阔的应用和发展前景, 其生物医学功能和理化性质受到颗粒尺寸和形貌的显著影响。但对于传统的间歇式合成方法, 无机纳米颗粒批次间的高度可重复性合成仍存在较大挑战。相比之下, 微流控技术为无机纳米颗粒的高度可控性和可重复性合成提供了一种先进方法。同时, 微流控技术能够实现快速传质和传热, 并且具有反应体积小、能耗低等优势, 使其成为纳米无机生物材料合成的理想途径。本文对微流控技术在纳米无机生物材料制备领域中的研究和应用进展进行了综述。首先概述了微流控装置中的流体特征和混合机制; 接着进一步介绍了5 种经典的微流控装置的微通道结构特征和相应的流体混合特点, 并系统总结了不同类型微流控装置在无机纳米颗粒合成和表面改性中的应用; 最后简要描述了微流控技术在纳米无机生物材料的合成和应用中所面临的挑战以及未来发展的潜在机遇。
无机 2026年06月02日
电弧等离子体制备过渡金属氮化物及应用

电弧等离子体制备过渡金属氮化物及应用

摘要：过渡金属氮化物由于其独特的物理和化学性质，如高硬度、高熔点、优良的导电性和化学稳定性，广泛应用于催化、能源存储、电子器件和生物医学等领域。电弧等离子体技术作为一种高效、绿色的制备技术，因反应温度高、产物纯度高、反应活性高以及可控性强而在过渡金属氮化物制备领域备受关注。本文介绍了电弧等离子体并探讨了其制备工艺对产物的影响，总结了过渡金属氮化物在涂层、催化剂、磁性制冷剂和超导领域的应用现状，展望了电弧等离子体制备过渡金属氮化物的发展趋势。未来的研究应将先进的表征技术和模拟计算方法相结合，深入理解材料的生长机理并提高材料的纯度和一致性，降低能耗和生产成本，以实现等离子体对过渡金属氮化物微观结构和性能的精确调控。
无机 2026年03月09日