氧化物纤维/氧化物陶瓷基复合材料研究概述

氧化物纤维，氧化物陶瓷基复合材料可以在高温氧化环境下长时间工作，是最有发展潜力的高温结构陶瓷材料之一。决定氧化物纤维，氧化物陶瓷基复合材料性能最主要的2个因素是氧化物纤维的性能和界面材料的组成与结构。笔者介绍了氧化物纤维和界面材料的发展，以及界面材料涂覆方法，并探讨了氧化物纤维，氧化物陶瓷基复合材料的发展趋势。     

钴酸钙系热电材料研究进展

热电材料是一种能将热能和电能直接转换的材料。本文综述了Ca3CO4O9系氧化物热电材料的晶体结构和研究现状，发现其具有进一步研究的价值。本文还对其研究方向进行了展望。     

Ca3Co4O9陶瓷的制备和热电性能

氧化物半导体陶瓷材料是新型的中、高温热电材料。采用传统固相合成法和溶胶－凝胶法成功地制备了Ca3Co4O9陶瓷。对它们的显微结构和热电性能（Seebeck系数、电导率和热导率）进行了研究。实验结果表明，由两种方法制备得到的Ca3Co4O9陶瓷具有类似的热电性能。Ca3Co4O9陶瓷为取向无规则片状结构，属于p型半导体热电材料，其热电品质因子随温度升高而增大。Ca3Co4O9陶瓷具有大的Seebeck系数和低的热导率，但它的电导率仍然偏低，导致了它的热电品质因子比传统热电合金的热电品质因子低。     

烧结工艺对Ca3Co4O9基热电氧化物电性能的影响

采用溶胶-凝胶化学法合成了Ca3Co4O9热电氧化物粉末,分别采用陶瓷烧结工艺方法和放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)的方法制备了Ca3Co4O9热电氧化物块体材料.利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM和电输运参数测试仪分析了所得样品的物相、微观组织结构、晶粒取向度和电输运性能.结果表明,不同制备方法均可得到纯相的Ca3Co4O9热电氧化物块体材料;通过陶瓷烧结工艺方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度较低,但随着成型压力的增加而提高;SPS烧结的方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度最高;试样电性能随着晶粒取向度的提高逐渐提高,其中SPS烧结方法制备的块体材料电性能最高,在测试温度最高点700℃时功率因子达3.85 μWmK-2,远高于普通烧结试样.     

氧化物热电材料热导率的研究

随着能源的日益紧张以及环境污染的日趋严重,氧化物热电材料作为一种新型的能源转换材料倍受人们关注.提高氧化物热电材料热电性能,实现大规模应用的关键是降低材料的热导率.本文详细介绍了氧化物热电材料热导率的影响机理及测试方法,提出了降低氧化物热电材料热导率的主要途径;最后指出了氧化物热电材料的应用前景及在热导率方面的研究方向.     

NaCo2O4热电材料掺杂的研究进展

氧化物热电材料是半导体热电材料中的一种,具有独特的优点和广阔的应用前景。本文介绍了与其研究相关的基础理论以及NaCo2O4热电材料的基本结构和制备方法;对NaCo2O4热电材料Na位和Co位的掺杂的研究现状进行了评述,并对未来发展前景进行了展望。     

第十七届全国高技术陶瓷学术年会(第一轮会议及征文通知)

主办单位:中国硅酸盐学会特种陶瓷分会清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室协办单位:南京工业大学中国硅酸盐学会特种陶瓷分会定于2012年9月在南京市举办第十七届全国高技术陶瓷学术年会。会议组织委员会热忱欢迎国内从事先进陶瓷研究与开发工作的专家、学者、工程技术人员、学生踊跃参加本次会议。一.会议内容1.学术专题:1)信息功能陶瓷材料(压电、铁电与介电、微波、光电陶瓷材料,薄膜与厚膜制备技术与科学,敏感及传感材料,陶瓷微粉制备与表面处理);2)结构陶瓷材料(超高温、非氧化物、氧化物陶瓷材料,陶瓷基复合材料,耐磨、高温涂层材料,玻璃与非晶态材料,陶瓷微粉制备与表面处理);3)能源材料(固体电解质,固体氧化物燃料电池,光伏电池相关陶瓷材料,储氢材料);     

稀土元素Ca位掺杂CaMnO3材料的热电性能研究进展

作为一种n型氧化物热电材料体系,CaMnO3基热电材料因其优异的热电性能引起了人们的广泛兴趣.目前主要的研究集中在通过掺杂的方法提高其热电优值.本文就RE系稀土元素在Ca位对CaMnO3热电材料的研究情况进行综述报道,包括CaMnO3基热电材料制备方法、热电性能.     

第十七届全国高技术陶瓷学术年会（第一轮会议及征文通知）

中国硅酸盐学会特种陶瓷分会定于2012年9月在南京市举办第十七届全国高技术陶瓷学术年会。会议组织委员会热忱欢迎国内从事先进陶瓷研究与开发工作的专家、学者、工程技术人员、学生踊跃参加本次会议。一、会议内容1.学术专题（1）信息功能陶瓷材料（压电、铁电与介电、微波、光电陶瓷材料,薄膜与厚膜制备技术与科学,敏感及传感材料,陶瓷微粉制备与表面处理）;（2）结构陶瓷材料（超高温、非氧化物、氧化物陶瓷材料,陶瓷基复合材料,耐磨、高温涂层材料,玻璃与非晶态材料,陶瓷微粉制备与表面处理）;（3）能源材料（固体     

可加工陶瓷材料的机械加工技术

介绍云母玻璃陶瓷、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷3类可加工陶瓷材料的显微结构特性与材料可加工性的关系，层片状结构与弱界面使陶瓷材料具备可加工性。分析了可加工陶瓷材料机械加工过程中的特性；适宜的加工工艺参数、低加工损伤及材料的沿晶界断裂模式。结合金属材料的可加工性研究，讨论了适于陶瓷材料可加工性评价的研究方法。     

Ca3Co4O9热电陶瓷材料的制备与表征

本实验采用溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9陶瓷,对样品的显微结构和热电性能进行了表征.实验结果表明,Ca3Co4O9为取向无规则层片状组织,制备工艺参数对样品的显微结构和热电性能有重要影响.     

蓝色氧化锆陶瓷的研制

以微米或纳米氧化锆粉体为主原料,钒锆蓝色料或Co3O4为着色剂,添加适量烧结助剂制备蓝色氧化锆陶瓷。研究了氧化锆、助剂、着色剂等对蓝色氧化锆陶瓷颜色及性能的影响。结果表明:用纳米级ZrO2粉体为原料,钒锆蓝色料为着色剂,添加少量烧结助剂,可制得性能优良、颜色亮丽的蓝色氧化锆陶瓷;用纳米级ZrO2为原料,Co3O4为着色剂,添加少量烧结助剂,可制得性能优良、颜色亮丽的钴蓝色氧化锆陶瓷。     

Ca3Co4O9陶瓷的制备与表征

本实验采用溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9陶瓷,寻求了其合适的制备工艺,并对陶瓷的显微结构、物相组成、元素组成等进行了表征测试.实验结果表明:煅烧温度为800～900 ℃时均能得到纯相Ca3Co4O9;Ca3Co4O9为取向无规则层片状组织,颗粒尺寸均匀,为2 μm左右;样品的致密度不高,气孔率相对较大.     

Influence of pressure and dwell time on pressure-assisted sintering of calcium cobaltite

Calcium cobaltite Ca₃Co₄O₉, abbreviated Co349, is a promising thermoelectric material for high-temperature applications in air. Its anisotropic properties can be assigned to polycrystalline parts by texturing. Tape casting and pressure-assisted sintering (PAS) are a possible future way for a cost-effective mass-production of thermoelectric generators. This study examines the influence of pressure and dwell time during PAS at 900°C of tape-cast Co349 on texture and thermoelectric properties. Tape casting aligns lentoid Co349. PAS results in a textured Co349 microstructure with the thermoelectrically favorable ab-direction perpendicular to the pressing direction. By pressure variation during sintering, the microstructure of Co349 can be tailored either toward a maximum figure of merit as required for energy harvesting or toward a maximum power factor as required for energy harvesting. Moderate pressure of 2.5 MPa results in 25% porosity and a textured microstructure with a figure of merit of 0.13 at 700°C, two times higher than the dry-pressed, pressureless-sintered reference. A pressure of 7.5 MPa leads to 94% density and a high power factor of 326 µW/mK² at 800°C, which is 11 times higher than the dry-pressed reference (30 MPa) from the same powder.     

Fabrication and properties of Co:MgAl2O4 transparent ceramics for a saturable absorber from coprecipitated nanopowder

The 0.05 at.% Co:MgAl₂O₄ precursor was synthesized by the coprecipitation method from a mixed solution of magnesium, aluminum, and cobalt nitrates using ammonium carbonate as the precipitant. 0.05 at.% Co:MgAl₂O₄ transparent ceramics were successfully obtained via vacuum sintering and hot isostatic pressing (HIP) of 0.05 at.% Co:MgAl₂O₄ nanopowder calcined at 1100°C for 4 hours. The properties of powder and ceramics were comprehensively investigated. X-ray diffraction (XRD) results showed that Co:MgAl₂O₄ nanopowder had a pure spinel phase. Also, the in-line transmittances of the HIP posttreated Co:MgAl₂O₄ ceramics with the thickness of 1.2 mm were 82% at 400 nm and 84.7% at 900 nm. The average grain sizes of 0.05 at.% Co:MgAl₂O₄ ceramics before and after the HIP posttreatment were 11 and 28 μm, respectively. The calculated ground state absorption cross section of 0.05 at.% Co:MgAl₂O₄ ceramics was 2.9 × 10⁻¹⁹ cm², indicating that this ceramics is a promising material applied as a saturable absorber for passive laser Q-switches in the 1.3-1.7 μm domain.     

Co2O3的理化性能对ZnO压敏陶瓷电性能的影响

本文详细研究了氧化钴的理化性能对ＺｎＯ压敏陶瓷性能的影响。论述了Ｃｏ２Ｏ３的热特性对压敏陶瓷烧成工艺产生的影响及控制措施，从理论上探讨了氧化 中所含杂质Ｆｅ、Ｃｕ，Ｎａ等对ＺｎＯ压敏陶瓷电性能的不利作用。提出了控制的上限，并试制出一种用于氧化锌压敏陶瓷的性能优良的Ｃｏ２Ｏ３粉体。     

Reaction Sintering of Polycarbosilane-Impregnated Compact of Silicon Carbide Hollow Particles and the Resultant Thermoelectric Properties

Porous SiC ceramics fabricated from hollow particles and polycarbosilane (PSC) are promising materials for high-temperature thermoelectric energy conversion. Reaction sintering of PCS-impregnated compacts of SiC hollow particles gave rise to porous microstructures with the hollow shape remaining. The repetition of the PCS-impregnation and sintering process resulted in only a slight increase in density but in a great improvement in thermoelectric properties.     

Cold sintering and co‐firing of a multilayer device with thermoelectric materials

Cold‐sintered ZnO and Ca₃Co₄O₉ polycrystalline materials were shown to have thermoelectric properties comparable to those of conventionally sintered ceramics. Extending these processing conditions into a cold sintering co‐fired ceramic (CSCC) technology, we integrated n‐type and p‐type thermoelectric oxides and a separating insulating layer to demonstrate functional multilayer thermoelectric generator devices. A co‐fired structure with an insulating 8 mol% yttria‐stabilized zirconia (8YSZ) layer enabled multilayer thermoelectric generators (TEG) to be fabricated with a 5 n‐p junction device (20 layers). A transmission electron microscopy analysis of the interfaces between the various materials under the co‐firing cold sintering showed some interdiffusion of chemical constitutes in a 2.0 μm interface region between the respective ceramic phases. The co‐firing of multilayer ceramic and polymer structures were also shown to be possible using insulation layers of polytetrafluoroethylene (PTFE) thermoplastic layers. This demonstrated the feasibility of a single‐step process for new structures with both ceramics and polymers, opening up new directions for many new device designs.     

热电材料的研究进展

简要介绍了热电材料热电效应的基本原理，综述了热电材料的发展及种类，着重阐述了非氧化物半导体热电材料、氧化物热电材料的研究进展，提出了氧化物热电材料的发展方向。