Journal of Advanced Ceramics

Công bố khoa học tiêu biểu

* Dữ liệu chỉ mang tính chất tham khảo

Sắp xếp:  
Cải thiện tính chất điện môi khổng lồ và phản ứng điện phi tuyến tốt hơn ở gốm CaCu3Ti4O12 thay thế bởi (Al3+, Ta5+) làm nhận điện - cho và nhận điện Dịch bởi AI
Journal of Advanced Ceramics - Tập 10 Số 6 - Trang 1243-1255 - 2021
Jakkree Boonlakhorn, Narong Chanlek, Jedsada Manyam, Pornjuk Srepusharawoot, Sriprajak Krongsuk, Prasit Thongbai
Tóm tắt

Tính chất điện môi khổng lồ của CaCu3Ti4O12 (CCTO) đã được nghiên cứu rộng rãi nhờ vào tiềm năng ứng dụng trong điện tử; tuy nhiên, hệ số tổn thất (tanδ) của vật liệu này quá lớn cho nhiều ứng dụng. Việc thay thế một phần gốm CCTO bằng các ion Al3+ hoặc Ta5+ thường dẫn đến việc suy giảm các thuộc tính phi tuyến và gia tăng tương ứng tanδ (đến ~0.29–1.15). Tuy nhiên, các phép tính theo nguyên lý đầu tiên cho thấy sự bù đắp điện tích tự phát xảy ra giữa hai ion dopant này khi đồng-doping vào các vị trí Ti4+, điều này có thể cải thiện các đặc tính điện của ranh giới hạt (GB). Đáng ngạc nhiên, trong nghiên cứu này, một trường điện bị ngắt mạch được nâng cao đáng kể (~200–6588 V/cm) và hệ số phi tuyến (~4.8–15.2) với tanδ giảm đáng kể (~0.010–0.036) đã được thu được thông qua việc thay thế đồng thời một phần CCTO với các dopant nhận điện và cho điện (Al3+, Ta5+) để tạo ra gốm (Al3+, Ta5+)-CCTO. Việc giảm tanδ và cải thiện các thuộc tính phi tuyến được quy cho các tác động hiệp lực của các đồng dopant trong cấu trúc CCTO đã được doping. Việc giảm đáng kể kích thước hạt trung bình của gốm (Al3+, Ta5+)-CCTO so với CCTO nguyên chất chủ yếu là do các ion Ta5+. Do đó, mật độ GB tăng lên do kích thước hạt giảm và chiều cao rào Schottky lớn hơn (Φb) tại các GB của gốm CCTO đồng-doping là lý do chính cho việc tăng cường điện trở GB một cách đáng kể, cải thiện các thuộc tính phi tuyến và giảm giá trị tanδ so với CCTO nguyên chất và CCTO được doping đơn. Ngoài ra, các giá trị điện môi cao (ε′ ≈ (0.52–2.7) × 104) đã được thu được. Một cấu trúc vi mô với kích thước hạt mịn và GB cách điện cao đã được tạo ra nhờ dopant Ta5+, trong khi việc đồng-doping với Ta5+ và Al3+ dẫn đến một Φb cao. Các kết quả thu được dự kiến sẽ cung cấp những hướng dẫn hữu ích trong việc phát triển các gốm điện môi khổng lồ mới với các thuộc tính điện môi xuất sắc.

Blister defect formation within partially stabilized zirconia film during constrained sintering
Journal of Advanced Ceramics - Tập 4 - Trang 76-82 - 2015
Kais Hbaieb
Yttria stabilized zirconia (YSZ) film has been screen printed and sintered on a rigid substrate. The constrained sintering caused the formation of multiple microcracks and most critically large “blister” defects. The morphology of such defects has been characterized by scanning electron microscopy (SEM). It was revealed that the film surface exhibits noticeable roughness. Microhardness testing revealed little variation in green density distribution. Rheological measurement, however, showed that some agglomerations are present in the YSZ ink. The existence of agglomerations in the screen printing ink in combination with debonding at the film/substrate interface is potentially the cause for the formation of blister defects.
Freeze-drying and hot-pressing strategy to embed two-dimensional Ti0.87O2 monolayers in commercial polypropylene films with enhanced dielectric properties
Journal of Advanced Ceramics - Tập 10 - Trang 368-376 - 2021
Wenchao Tian, Fei Yan, Cailing Cai, Zeyi Wu, Chenchen Zhang, Ting Yin, Sijia Lao, Linfeng Hu
The dielectric capacitor has been widely used in advanced electronic and electrical power systems due to its capability of ultrafast charging-discharging and ultrahigh power density. Nevertheless, its energy density is still limited by the low dielectric constant(≈ 2.2) of the commercial dielectric polypropylene (PP). The conventional enhancement strategy by embedding inorganic fillers in PP matrix is still difficult and challenging due to that PP hardly dissolves in any inorganic/organic solvent. In this work, we develop a new strategy including freeze-drying, surface functionalization, and hot-pressing to incorporate Ti0.87O2 monolayers in PP film. A series of uniform composited Ti0.87O2@PP film has been successfully fabricated with Ti0.87O2 content range of 0–15 wt%. The maximum dielectric constant of the as-prepared Ti0.87O2@PP film is 3.27 when the Ti0.87O2 content is 9 wt%, which is about 1.5 times higher than that of pure PP. Our study provides a feasible strategy to embed two-dimensional material into commercial PP thin-film with superior dielectric performance for practical application.
Luminescence enhancement of CaMoO4:Eu3+ phosphor by charge compensation using microwave sintering method
Journal of Advanced Ceramics - Tập 4 - Trang 318-325 - 2015
Zhiping Zhou, Yingsen Yu, Xiaotang Liu, Weihao Ye, Guangqi Hu, Bingfu Lei, Yun Yan
CaMoO4:Eu3+ and CaMoO4:Eu3+,A+ (A = Li, Na, K) phosphors for light-emitting diode (LED) applications have been prepared by microwave sintering method (MSM), and their structure and luminescence properties are investigated. The influences of microwave reaction time and concentration of different kinds of charge compensation A+ and Eu3+ on luminescence have also been discussed. The samples emit a red luminescence at 615 nm attributed to the 5D0→7F2 transition of Eu3+ under 464 nm excitation. It is observed that adding charge compensation A+ in the sample synthesis increases luminescence intensity. The optimized sample made with 32 mol% Li+ and 32 mol% Eu3+ has an enhancement factor of 4 in photoluminescence compared to the sample made without charge compensation. The CIE (Commission Internationale de l´Eclairage) coordinates of Ca0.36MoO4:0.32Eu3+,0.32Li+ are x = 0.661 and y = 0.339, which indicate that the obtained phosphor can be a promising red color candidate for white LED fabrications.
(K, Na)NbO3 dựa trên gốm piezo không chứa chì: Chuyển pha, tinh chế và nâng cao tính chất Dịch bởi AI
Journal of Advanced Ceramics - Tập 1 - Trang 24-37 - 2012
Ke Wang, Jing-Feng Li
Hầu hết các loại gốm piezo điện được sử dụng phổ biến hiện nay đều dựa trên thành phần Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), loại vật liệu này có tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe do chứa nhiều chì. Những mối quan tâm về môi trường và an toàn liên quan đến việc sử dụng, tái chế và xử lý gốm piezo điện chứa chì đã dẫn đến sự bùng nổ mới trong việc phát triển gốm piezo điện không chứa chì. Trong số tất cả các loại gốm không chứa chì, (K,Na)NbO3 (KNN) đã thu hút được sự chú ý ngày càng tăng nhờ vào đặc tính piezo điện cân bằng tốt và khả năng tương thích môi trường tốt hơn. Dựa trên công trình của tác giả, bài đánh giá này tổng hợp những tiến bộ đã đạt được trong những năm gần đây về sự phát triển các loại gốm piezo điện dựa trên KNN, bao gồm phân tích cấu trúc tinh thể và chuyển pha, quá trình nung ép trạng thái rắn dưới áp suất cao cũng như quá trình nung hỗ trợ bằng pha lỏng, và xử lý poling để nâng cao tính chất. Tóm lại, KNN là một hệ thống không chứa chì đầy hứa hẹn, nhưng vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu từ cả phía học thuật và công nghiệp.
#gốm piezo điện #không chứa chì #KNN #chuyển pha #nung ép #tính chất
ZrB2–SiC based composites for thermal protection by reaction sintering of ZrO2+B4C+Si
Journal of Advanced Ceramics - Tập 6 - Trang 320-329 - 2017
R. V. Krishnarao, V. V. Bhanuprasad, G. Madhusudhan Reddy
Synthesis and sintering of ZrB2–SiC based composites have been carried out in a single-step pressureless reaction sintering (PLRS) of ZrO2, B4C, and Si. Y2O3 and Al2O3 were used as sintering additives. The effect of ratios of ZrO2/B4C, ZrO2/Si, and sintering additives (Y2O3 and Al2O3), was studied by sintering at different temperatures between 1500 and 1680 °C in argon atmosphere. ZrB2, SiC, and YAG phases were identified in the sintered compacts. Density as high as 4.2 g/cm3, micro hardness of 12.7 GPa, and flexural strength of 117.6 MPa were obtained for PLRS composites. Filler material was also prepared by PLRS for tungsten inert gas (TIG) welding of the ZrB2–SiC based composites. The shear strength of the weld was 63.5 MPa. The PLRS ZrB2–SiC composites exhibited: (i) resistance to oxidation and thermal shock upon exposure to plasma flame at 2700 °C for 600 s, (ii) thermal protection for Cf–SiC composites upon exposure to oxy-propane flame at 2300 °C for 600 s.
Enhanced ferroelectricity and magnetism of quenched (1−x)BiFeO3-xBaTiO3 ceramics
Journal of Advanced Ceramics - Tập 9 Số 4 - Trang 511-516 - 2020
Han Bai, Jun Li, Yang Hong, Zhongxiang Zhou
Abstract

Bismuth ferrite (BiFeO3)-based materials are multiferroic materials widely studied. This study reports that strong ferroelectricity and enhanced magnetic performance are simultaneously obtained in the quenched (1−x)BiFeO3−xBaTiO3 (BFBT100x, x = 0.2 and 0.3) ceramics. Quenching treatment can reduce the amount of defects and Fe2+ ions and make the defect dipole in a random state, which is conducive to improving the ferroelectricity and magnetism. Compared with the conventional sintered samples, the quenched ceramics have higher remnant and saturation polarization. As for magnetism, the coercive field (Hc) of the quenched ceramics is smaller and the quenching treatment can increase the maximum magnetization by up to 15%.

Synthesis of low-cost porous ceramic microspheres from waste gangue for dye adsorption
Journal of Advanced Ceramics - Tập 7 - Trang 30-40 - 2017
Shu Yan, Yiming Pan, Lu Wang, Jingjing Liu, Zaijuan Zhang, Wenlong Huo, Jinlong Yang, Yong Huang
Low-cost porous ceramic microspheres from waste gangue were prepared by simple spray drying and subsequent calcination. Effects of calcination temperature on phase and microstructure evolution, specific surface area, pore structure, and dye adsorption mechanism of the microspheres were investigated systematically. Results showed that the microspheres were spherical, with some mesopores both on the surface and inside the spheres. The phase kept kaolinite after calcined at 800 and 900°C and transformed into mullite at 1000°C. The microspheres calcined at 800°C showed larger adsorption capacity and removal efficiency than those calcined at higher temperatures. Methylene blue (MB) and basic fuchsin (BF) removal efficiency reached 100% and 99.9% with the microsphere dosage of 20 g/L, respectively, which was comparable to that of other low-cost waste adsorbents used to remove dyes in the literature. Adsorption kinetics data followed the pseudo-second-order kinetic model, and the isotherm data fit the Langmuir isotherm model. The adsorption process was attributed to multiple adsorption mechanisms including physical adsorption, hydrogen bonding, and electrostatic interactions between dyes and gangue microspheres. The low-cost porous microspheres with excellent cyclic regeneration properties are promising absorbent for dyes in wastewater filtration and adsorption treatment.
Pressure infiltration of molten aluminum for densification of environmental barrier coatings
Journal of Advanced Ceramics - - 2021
Lin Dong, Mei-Jun Liu, Xiao-Feng Zhang, Xue-Shi Zhuo, Jia-Feng Fan, Guan-Jun Yang, Ke-Song Zhou
Environmental barrier coatings (EBCs) effectively protect the ceramic matrix composites (CMCs) from harsh engine environments, especially steam and molten salts. However, open pores inevitably formed during the deposition process provide the transport channels for oxidants and corrosives, and lead to premature failure of EBCs. This research work proposed a method of pressure infiltration densification which blocked these open pores in the coatings. These results showed that it was difficult for aluminum to infiltrate spontaneously, but with the increase of external gas pressure and internal vacuum simultaneously, the molten aluminum obviously moved forward, and finally stopped infiltrating at a depth of a specific geometry. Based on the wrinkled zigzag pore model, a mathematical relationship between the critical pressure with the infiltration depth and the pore intrinsic geometry was established. The infiltration results confirmed this relationship, indicating that for a given coating, a dense thick film can be obtained by adjusting the internal and external gas pressures to drive a melt infiltration.
Unique sandwich design of high-efficiency heat-conducting phosphor-in-glass film for high-quality laser-driven white lighting
Journal of Advanced Ceramics - Tập 11 - Trang 1889-1900 - 2022
Yang Peng, Zikang Yu, Jiuzhou Zhao, Qing Wang, Jiaxin Liu, Bo Sun, Yun Mou, Mingxiang Chen
Multi-color phosphor-in-glass (PiG) film has been considered as a promising color converter in high-quality laser lighting owing to its outstanding merits of phosphor versatility, tunable luminescence, and simple preparation. However, the opto-thermal properties of PiG film are severely affected by the photon reabsorption and backward scattering of phosphor structure and the heat conduction of substrate. Herein, a unique sandwich design of phosphor structure was introduced in the multi-color PiG film for high-quality laser lighting. By elaborately synthesizing the borosilicate glass with low glass transition temperature (Tg), similar expansion coefficient, and high refractive index (RI), the sandwiched PiGs were prepared by sintering (~600 °C) broadband green and red phosphor glass films on the double sides of sapphire. The green and red PiG films were tightly coated on the sapphire with no delamination and maintained higher luminescence intensity than raw phosphors at high temperatures. By simultaneously coupling photon reabsorption and backward scattering, the sandwiched green PiG film—sapphire—red PiG film (G—S—R PiG) yields a high-quality white light with a high luminous efficacy of 163 lm/W and an excellent color rendering index (CRI) of 85.4 under a laser power of 2.4 W, which are the best comprehensive results yet reported. Benefiting from the ingenious sandwich design with heat-conducting sapphire and thin PiG films, the G—S—R PiG displays low working temperatures (< 200 °C) under high-power laser excitation. This work reveals the role of sandwiched phosphor structure in photon loss and heat dissipation, which provides a new strategy to design PiG films for high-quality laser lighting.
Tổng số: 438   
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 10