“電子陶瓷專題”內(nèi)容簡介

專題主持：張  斗  教授

電子陶瓷具有獨特的電學、光學、磁學等性質(zhì)，是用來制造光電子、微電子及電子工業(yè)基礎(chǔ)元件的新型陶瓷材料，廣泛應(yīng)用于通訊、能源、儀器儀表、家用電器和汽車制造等領(lǐng)域。電子陶瓷作為一類重要的戰(zhàn)略新材料，是無源電子元件的核心材料，其性能水平和工藝要求代表著電子信息技術(shù)領(lǐng)域重要的技術(shù)前沿。隨著電子信息技術(shù)日益走向微型化、集成化和智能化，電子陶瓷材料及其制備加工技術(shù)的戰(zhàn)略地位日益凸顯。雖然其制造工藝與傳統(tǒng)陶瓷類似，但電子陶瓷對于粉體形貌、粒徑、物相組成，尤其是摻雜等因素非常敏感。在單一材料難以滿足應(yīng)用要求時，復(fù)合材料及其復(fù)合方式成為電子陶瓷領(lǐng)域的必然選擇，也是當前的研究熱點。電子陶瓷低維微納材料、陶瓷精細結(jié)構(gòu)加工和柔性復(fù)合材料等對于電子元器件的性能升級和功能拓展，發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，本期設(shè)置了“電子陶瓷”專題，分別從陶瓷微納材料制備、介電儲能復(fù)合材料、壓電催化應(yīng)用以及陶瓷精細結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面開展了系統(tǒng)的研究和評述。

聚焦電子陶瓷低維微納材料的制備及其在介電儲能復(fù)合物中的應(yīng)用，論文《靜電紡絲法制備鋯鈦酸鋇鈣納米線及其壓電性能》開展了無鉛壓電0.5Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O₃-0.5(Ba_0.7Ca_0.3)TiO₃ (BCZT)納米線的制備和性能研究，制備出了純鈣鈦礦相、結(jié)晶性好、長徑比大的BCZT納米線。壓電力顯微鏡分析測試表明該納米線具有多疇結(jié)構(gòu)和明顯的極化反轉(zhuǎn)行為，壓電性能優(yōu)異，可在介電電容器中獲得良好應(yīng)用。論文《基于鈮酸銀微納顆粒的介電復(fù)合材料的儲能性能》利用反鐵電材料較大的場誘導飽和極化值和低的剩余極化值實現(xiàn)高儲能密度，采用固相法和溶膠?退火法合成了反鐵電AgNbO₃顆粒，使用多巴胺進行表面修飾后，首次制備了(Dop@AgNbO₃)-P(VDF-HFP)復(fù)合材料，在80 kV/mm的電場下的有效能量密度和效率分別為0.46 J/cm³和71.35%。

介電儲能復(fù)合物常常選擇高介電常數(shù)的PVDF基鐵電聚合物作為基底，但其介電損耗普遍較高、能量效率較低，且價格昂貴，很難滿足工業(yè)生產(chǎn)的實際需求。與PVDF基鐵電聚合物不同，聚丙烯(PP)具有介電損耗低、放電能量效率高及價格低廉等優(yōu)勢，在介電儲能材料領(lǐng)域具有極大的潛力。論文《基于聚丙烯的介電復(fù)合材料研究進展與挑戰(zhàn)》系統(tǒng)討論了PP基介電復(fù)合材料的研究進展，總結(jié)了設(shè)計高性能PP基介電復(fù)合材料的策略和面臨的挑戰(zhàn)，為開發(fā)高性能介電復(fù)合材料提供了思路和建議。

聚焦電子陶瓷低維微納材料在壓電催化的應(yīng)用，論文《鈮酸鈉粉末壓電催化降解羅丹明B性能》證明鈮酸鈉微米粉末在200 W超聲功率和40 kHz的超聲頻率下，經(jīng)過120 min可降解94.8%羅丹明B，壓電催化性能優(yōu)異。論文《壓電催化降解有機污染物的研究進展》對壓電催化的研究進展進行總結(jié)，從壓電催化降解有機污染物出發(fā)，闡述了常見的催化方式及其缺點，突出了壓電催化的優(yōu)點。從如何提高催化效果出發(fā)，根據(jù)體系、形貌等特點進行分類，系統(tǒng)總結(jié)了壓電催化的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，可在較短時間內(nèi)幫助讀者了解壓電催化的最新研究動態(tài)。

聚焦陶瓷微加工技術(shù)和精細結(jié)構(gòu)設(shè)計，論文《冷凍澆注法制備多孔氧化鋯陶瓷的孔隙率調(diào)控及抗壓強度》采用冰模板法制備定向多孔氧化鋯陶瓷。通過調(diào)節(jié)氧化鋯粉末含量和添加劑含量調(diào)控多孔氧化鋯陶瓷的孔隙率，分析了不同工藝參數(shù)調(diào)控孔隙率的優(yōu)缺點，闡明了不同工藝參數(shù)對孔隙率調(diào)控的機理。在此基礎(chǔ)上，分析了定向多孔氧化鋯陶瓷在不同孔隙率下孔結(jié)構(gòu)與抗壓強度的關(guān)系，揭示了工藝參數(shù)、微觀結(jié)構(gòu)與力學性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，為發(fā)展具有精細多孔結(jié)構(gòu)的電子陶瓷在新能源、新型傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了思路和建議。

本專題六篇論文圍繞電子陶瓷低維微納材料制備、低維微納材料在介電儲能復(fù)合物和壓電催化領(lǐng)域的應(yīng)用、陶瓷精細結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面開展了深入的研究和系統(tǒng)的綜述。電子陶瓷是電子元器件技術(shù)的基礎(chǔ)，本專題旨在拋磚引玉，期望關(guān)注電子陶瓷技術(shù)和應(yīng)用的讀者深入思考和持續(xù)探索，共同致力于推動電子陶瓷關(guān)鍵材料設(shè)計、工藝技術(shù)及其應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展。