陶瓷

葛昌纯院士特刊：陶瓷领域前沿研究|MDPI院士领航-MDPI开放科学的博文葛昌纯院士特刊：陶瓷领域前沿研究|MDPI院士领航精选

同时，与BiCTCT-0陶瓷相比，BiCTCT-4陶瓷具有更高的晶界密度，其电势分布更为均匀。

相场模拟结果显示，BiCTCT-4陶瓷在10kV/mm的电场强度下的击穿时间为56.60ns，几乎是BiCTCT-0陶瓷（30.44ns）的两倍。

(b)BiCTCT-4陶瓷的晶体结构；

(c,e)BiCTCT-0和BiCTCT-4陶瓷中局部电树枝随时间的演化情况；

(d,f)BiCTCT-0和BiCTCT-4陶瓷的电势随时间的分布情况。

(d1)-(d3)BiCTCT-4陶瓷写畴前后的PFM图像，以及图7(d2)中沿蓝色标记线的相位角分布图。

BiCTCT-0和BiCTCT-4陶瓷的相场模拟：(a,b)从BiCTCT-0和BiCTCT-4陶瓷的扫描电子显微镜（SEM）图像中提取的初始模拟区域；

BiCTCT-4陶瓷的压电系数高达37pC/N，居里温度高达681°C。

同时，室温下，BiCTCT-4陶瓷展现了最大压电系数为37pC/N，与其他掺杂剂改性BIT基陶瓷性能进行比较，本工作实现了压电性能和居里温度的协同优化，具有明显优势。

因此，BiCTCT-4陶瓷介电性能的增强以及微观结构特征共同作用，使其具有更高的击穿强度和更好的压电响应。

此外，采用写畴表征，在±70V直流电压下对BiCTCT-4陶瓷的极化动力学进行了研究。

在这项工作中，我们通过液相法成功合成SiOC/Ag复合材料，并研究了Ag添加量对物相组成与微观结构的影响，实现SiOC/Ag陶瓷的吸波性能的按需设计。

同时，30G2T6Z2A/硅橡胶体系形成的残余炭层在所有方案中展现出最优的隔热屏障效果，在120秒火焰攻击后其背面温度仅升高至90°C，这可能得益于其生成了具有良好热绝缘性的陶瓷结构。

此外，含硅泡沫与多尺度粒子(如低熔点玻璃粉末)之间的协同作用有助于形成坚固的多孔陶瓷结构，在约1300°C的氧化环境下表现出优异的长效热绝缘性能。

1985年起在北京科技大学从事研究和教学工作，晋升为教授、博士生导师，创办起特种陶瓷粉末冶金研究室(现为核能与新能源系统材料研究所/粉末冶金与新进陶瓷研究所)。

基于上述结果，30G2T6Z2A被认为是构建陶瓷涂层的最佳候选配方。

当陶瓷涂层遭受火焰攻击时，虽然先形成了残余层，但很快被烧穿，导致部分PU基体直接暴露于火焰下，从而引发强烈燃烧现象，如10秒时出现的大火。

功能陶瓷材料;

客编寄语随着材料科学的快速发展，陶瓷材料在能源、电子、航空航天、生物医学等领域的应用日益广泛。

我们诚挚邀请学术界的研究人员提交原创研究论文、综述及概念性论文，分享您在陶瓷材料领域的最新研究成果，共同推动该领域的科学进步与技术突破。

本特刊将围绕陶瓷材料的合成、表征、结构及性能展开，涵盖以下研究方向(包括但不限于)：

本特刊将聚焦陶瓷材料的前沿研究，涵盖从基础科学到应用技术的多个方向。

结构陶瓷材料;

陶瓷材料的合成技术、表征手段、结构设计及性能优化已成为当前研究的热点，并取得了显著进展。

随着材料科学的快速发展，陶瓷材料在能源、电子、航空航天、生物医学等领域的应用日益广泛。

此外，加入氧化硼和氮化硅可促进硅橡胶在高温下转化为高强度硬陶瓷材料。

Bi4Ti3O12陶瓷（BIT）作为一种重要的铋层状结构铁电材料，其居里温度高达675℃，是目前国际上高温压电振动传感器中压电陶瓷材料的首选。

因此，如研发能在400℃及以上工作的高温压电振动传感器，则要求压电陶瓷材料的居里温度须高于600℃。

本期将为大家带来由北京科技大学葛昌纯院士担任客座编辑出版的特刊“AdvancesinSynthesis,Characterization,StructureandPropertiesofCeramics(陶瓷材料的合成、表征、结构与性能研究进展)”。

特刊信息本期将为大家带来由北京科技大学葛昌纯院士担任客座编辑出版的特刊“AdvancesinSynthesis,Characterization,StructureandPropertiesofCeramics(陶瓷材料的合成、表征、结构与性能研究进展)”。

金属-陶瓷复合材料;

IFR/Al₂O₃体系在300°C以下分解，而陶瓷填料在约550°C时熔融。

从热响应角度来看，陶瓷填料的熔点较高，达到550°C(见图2i)，这意味着陶瓷熔融层难以在火焰接触的瞬间快速形成，从而导致在强火攻击下难以有效保护PU基材。

众所周知，膨胀型阻燃体系通过分解和交联产生炭层实现阻燃，而陶瓷填料则通过熔融并粘附于基底形成物理隔热屏障。

可能的原因是，双层涂层中陶瓷层的硅橡胶部分在高温下更易分解，而陶瓷填料不像IFR体系那样有利于形成炭层。

如图2e所示，纯硅橡胶仅留下约60.8%的残余，而加入陶瓷填料的样品残余率均超过80%。

陶瓷与膨胀填料的炭化能力远高于PU基体，尤其陶瓷填料的残留率高达97%以上(见图7b)；

b陶瓷填料的热重(TG)与热流曲线。

一个令人惊讶的参数是，陶瓷填料在800°C下的残余率达97.6%，说明其结构极其稳定。

为评估相关行为，研究者分别对膨胀型阻燃混合体系和陶瓷填料体系进行了800°C马弗炉煅烧处理。

图8膨胀型阻燃剂和陶瓷填料在马弗炉煅烧前后的状态、残余物表面的微观形貌，以及能谱(EDS)元素分布。

对于陶瓷填料体系，混合配方在高温处理后由粉末状态转变为玻璃态结构，说明其内部发生了陶瓷化反应。

VIII膨胀型阻燃体系与陶瓷体系的成炭行为

(f)各类BIT基陶瓷的d33与TC参数比较。

例如，硅化锆和蒙脱石可以提高陶瓷化效率，显著降低硅橡胶的线性烧蚀率和质量烧蚀率。

其主要机理依赖于高温下的相变和化学反应，所生成的陶瓷层作为热屏障，有效阻止热量传导并降低进一步的燃烧与材料分解。

综上所述，双层涂层结合了IFR层的快速响应特性与陶瓷层的高热稳定性与优良隔热性，赋予PU材料持续而有效的防火保护。

这类涂层在火灾或高温条件下发生化学反应，形成致密的陶瓷层，从而保护下层基材。

该刊主要发表先进陶瓷领域的高质量原创性研究和综述类学术论文，涉及先进陶瓷的制备、结构表征、性能评价的各个细节，尤其侧重新材料研制和先进陶瓷基础科学研究等重要方面，致力于在世界先进陶瓷领域搭建学术交流平台，引领和促进先进陶瓷学科的发展。

目前，膨胀型阻燃涂层(IFR)和可陶瓷化涂层是两种典型的防火解决方案，它们各自具有独特的作用机制和性能表现。

得益于其出色的热稳定性与致密性，该陶瓷层在持续的热源或火焰攻击下仍能保持屏障作用，是双层涂层实现长效耐火性能的主要原因。

综合这些现象可以推测，陶瓷层与膨胀型层共同引发的气相与凝聚相协同作用，使得涂层具有卓越的耐火性能。

图8膨胀型阻燃剂和陶瓷填料在马弗炉煅烧前后的状态、残余物表面的微观形貌，以及能谱(EDS)元素分布。

客编寄语随着材料科学的快速发展，陶瓷材料在能源、电子、航空航天、生物医学等领域的应用日益广泛。

随着材料科学的快速发展，陶瓷材料在能源、电子、航空航天、生物医学等领域的应用日益广泛。

因此，BiCTCT-4陶瓷介电性能的增强以及微观结构特征共同作用，使其具有更高的击穿强度和更好的压电响应。

综上所述，陶瓷层在IFR层逐渐失效时仍能保持结构完整，起到“第二道屏障”的作用。