Materials：先进陶瓷的微结构设计与工艺控制——新书推荐 (上) | MDPI Books
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本期新书推荐为您精选了 Materials 期刊特刊书“Microstructural Design and Processing Control of Advanced Ceramics (先进陶瓷的微结构设计与工艺控制)”中的5篇文章。本特刊书涵盖铋层状结构高温压电陶瓷材料的离子掺杂改性和高温电导机制、MAX 相 Ti3SiC2 陶瓷复合物的微观结构和力学性质、烧结温度对 Al2O3–Al2TiO5 陶瓷复合物微观结构和残余应力的影响、含非晶氮化硅的连续型 BN 陶瓷纤维的表征与微观结构演变等研究。希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。
特刊书信息
Microstructural Design and Processing Control of Advanced Ceramics
Edited by Qingyuan Wang and Yu Chen
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01
Microstructural Design and Processing Control of Advanced Ceramics
先进陶瓷的微结构设计与工艺控制
Yu Chen and Qingyuan Wang
https://www.mdpi.com/2078170
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先进陶瓷通常由致密化和细晶粒的微观结构组成，因此也可以称为精细陶瓷。由于其独特的机械性能和/或功能性质产，先进陶瓷在各个领域中都有着广泛应用，包括热导体、刀具、自动/原子能/电子/生物医学设备、能量转换/传感器/驱动系统、环境和航空航天工程等。2021年12月，日本精细陶瓷协会发布了《年精细陶瓷发展路线图2050》，报告中提到：2018年，世界精细陶瓷行业的生产市场就已经达到了700亿美元。近年来，在新冠肺炎疫情的影响下，精细陶瓷产量因手提电脑和存储介质等设备中使用的半导体需求的增加而增加。此外，陶瓷材料在抗击疫情中也起到了重要作用，尤其是压电陶瓷，它在呼吸器、口罩焊机和先进的超声波医疗设备中发挥着重要作用。国内外学者通过大量的实验研究发现：通过对压电陶瓷、生物陶瓷、结构陶瓷和金属陶瓷复合物的微观结构和制备工艺进行优化设计，可以帮助材料获得许多独特而优异的性质，例如优异的压电性、超导性或优异的机械性能，包括增强的韧性或高温强度等。
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原文出自 Materials 期刊
Chen, Y.; Wang, Q. Microstructural Design and Processing Control of Advanced Ceramics. Materials 2023, 16, 905.
02
Studies on Electron Escape Condition in Semiconductor Nanomaterials via Photodeposition Reaction
利用光沉积反应研究半导体纳米材料的电子逸出情况
Chen Ye and Yu Huan
https://www.mdpi.com/1540694
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作者利用光催化金属原位还原反应作为手段，一方面通过考察金属沉积的位点来判断 TiO2 半导体光催化纳米颗粒表面的电子逸出情况，进一步探究了不同晶体结构、不同晶面结构对电子逸出及金属沉积的影响及选择性；另一方面，通过金属颗粒沉积的情况，直观地判断了颗粒表面是否有电子逸出，进一步确认该颗粒是否为有效的光触媒颗粒。实验结果显示，在混合 TiO2 体系中，无论是针对单一晶型的 TiO2 纳米颗粒，亦或是锐钛矿-板钛矿异质结构的 TiO2 纳米颗粒，Pt 都会选择性地优先沉积于板钛矿晶型的 TiO2 表面上，此结果也与两种晶型 TiO2 的电子逸出功差异关系相符。因此，通过观测金属颗粒的沉积情况可以直接指示出光触媒颗粒的有效性、电子逸出 (或优先逸出) 的位点等信息，为后续研究光触媒颗粒的结构特点、工作机理等提供了基础。
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原文出自 Materials 期刊
Ye, C.; Huan, Y. Studies on Electron Escape Condition in Semiconductor Nanomaterials via Photodeposition Reaction. Materials 2022, 15, 2116.
03
Characterization and Microstructural Evolution of Continuous BN Ceramic Fibers Containing Amorphous Silicon Nitride
含非晶氮化硅连续型 BN 陶瓷纤维的表征与微观结构演变
Yang Li et al.
https://www.mdpi.com/1318592
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作者使用聚三甲基氨基硼烷 (PBN) 和聚碳硅烷 (PCS) 的混合前体，通过熔融纺丝、固化、在 NH3 下脱碳至 1000 °C 以及在 N2 下热解至 1600 °C 制备了含有一定量氮化硅 (Si3N4) 的氮化硼 (BN) 陶瓷纤维，并研究了 Si3N4 含量对 BN/Si3N4 复合陶瓷微观结构的影响。本文通过实验制备了一系列包含不同 Si3N4 量 (5 wt%~25 wt%) 的 BN/Si3N4 复合纤维。研究发现，当 Si3N4 在 BN/Si3N4 复合陶瓷 (1600 °C) 中的含量低于 25 wt% 时，Si3N4 的结晶可以被完全抑制，并且可以以一定的比例获得非晶 BN/Si3N4 合陶瓷。复合纤维的平均拉伸强度和杨氏模量与 BN/Si3N4 的含量呈正相关，当且仅当 BN/Si3N4 的含量达到 25 wt% 时，才形成明显的 BN (壳)/Si3N4 (芯) 结构。
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原文出自 Materials 期刊
Li, Y.; Ge, M.; Yu, S.; Zhang, H.; Huang, C.; Kong, W.; Wang, Z.; Zhang, W. Characterization and Microstructural Evolution of Continuous BN Ceramic Fibers Containing Amorphous Silicon Nitride. Materials 2021, 14, 6194.
04
High Humidity Response of Sol–Gel-Synthesized BiFeO3 Ferroelectric Film
溶胶–凝胶法合成的 BiFeO3 铁电薄膜的高湿度响应
Yaming Zhang et al.
https://www.mdpi.com/1591784
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作者通过简单的溶胶–凝胶方法制备了 BiFeO3 膜，并探讨了相对湿度 (RH) 对 BiFeO3 薄膜电容、阻抗和电流–电压 (I–V) 的影响。随着 RH 从 30% 增加到 90%，BiFeO3 膜的电容从 25 pF 增加到 1410 pF。特别是在 10 Hz 条件下，当 RH 在 30% 和 90% 之间变化时，阻抗变化超过两个数量级，表明薄膜具有良好的滞后和响应时间。作者还通过复阻抗谱分析了薄膜对湿度敏感的潜在机理。水分子的吸附在低湿度和高湿度下发挥了关键作用，扩展了铁电 BiFeO3 膜在湿度敏感器件中的潜在应用。
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原文出自 Materials 期刊
Zhang, Y.; Li, B.; Jia, Y. High Humidity Response of Sol–Gel-Synthesized BiFeO3 Ferroelectric Film. Materials 2022, 15, 2932.
05
The Tribological Behaviors in Zr-Based Bulk Metallic Glass with High Heterogeneous Microstructure
具有高度非均匀微观结构的锆基块体金属玻璃的摩擦学行为
Yubai Ma et al.
https://www.mdpi.com/1925958
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块体金属玻璃 (Bulk Metallic Glasses, BMG) 的微观结构非均匀性对其力学性质有着重要影响。然而，关于微观结构非均匀性对摩擦学行为的影响研究却几乎没有。因此，作者系统地研究了微观结构非均匀性不同的 BMG 在空气中滑动的摩擦学行为，并通过分析磨损轨迹的化学成分和形貌揭示了相应的磨损机制。微观结构非均匀性较高的 BMG 在干滑动和 3.5% 的 NaCl 溶液下都具有更好的耐磨性。结果表明，增强微结构非均匀性是改善 BMG 摩擦学性能的一种有效策略。
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原文出自 Materials 期刊
Ma, Y.; Li, M.; Zu, F. The Tribological Behaviors in Zr-Based Bulk Metallic Glass with High Heterogeneous Microstructure. Materials 2022, 15, 7772.
Materials 期刊介绍
主编：Maryam Tabrizian, McGill University, Canada
期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。
2021 Impact Factor | 3.748 (Q1*) |
2021 CiteScore | 4.7 |
Time to First Decision | 15.3 Days |
Time to Publication | 38 Days |
* Q1 (17/80) at category "Metallurgy and Metallurgical Engineering"
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