获得低黏度的氮化硅陶瓷浆料，并利用水基凝胶注模成型工艺制备高导热氮化硅陶瓷。探究和讨论了MgO对氮化硅陶瓷的浆料流变性及热导率的影响。结果表明：MgO在浆料中造成颗粒团聚导致黏度上升，并随着MgO添加量的提高，浆料黏度对pH值越来越敏感；合理调节pH值和分散剂的添加量能获得低黏度的陶瓷浆料；利用水基凝胶注模成型工艺制备了热导率为83.7 W·m^-1·K^-1，抗弯强度为945 MPa，断裂韧性为8.4 MPa·m^1/2的氮化硅陶瓷，表明环保的水基成型工艺制备高导热氮化硅陶瓷是可行的。

采用无籽晶固相法制备Ta₂O₅、MnO₂掺杂的99.7K_0.5Na_0.5[Nb_（1-x）Ta_x]O₃-0.3BaBiO₃无铅压电单晶，研究了Ta、Mn单掺杂和共掺杂对晶体生长、结构和性能的影响。结果表明：适量Ta和Mn共掺杂有利于晶体生长，当加入0.9%（摩尔分数）Ta和0.1% Mn时，单晶表面更为规则和致密，所获晶体最大尺寸可达30.0 mm×9.2 mm×2.6 mm。当固定0.1% Mn掺杂并改变Ta的掺杂量时，Ta掺杂量较高的单晶具有相对高的压电性能；当Ta和Mn分别掺杂为0.9%和0.1%时，所得单晶具有较高的剩余极化强度P_r和压电常数d₃₃，分别为26.96 μC/cm²和227 pC/N。

在ZnO-Bi₂O₃-MnO₂-Cr₂O₃基础上掺杂不同含量的SiO₂，采用传统固相烧结法制备ZnO压敏陶瓷。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究了ZnO压敏陶瓷的物相组成和微观结构。利用数字源表、电感电容电阻测试仪测试并分析其电学性能。利用电容-电压特性法测试其晶界参数。结果表明：在频率10 kHz附近时，由于极化跟不上外电场变化，相对介电常数急速下降，同时产生相应的损耗峰。随着SiO₂掺杂量的增加，损耗角正切（tanδ）先降低后升高，在掺杂量为0时最高，1.0%（摩尔分数）时最低，SiO₂的掺杂明显降低了在10⁵ Hz附近的tanδ值。非线性系数（α）随着SiO₂掺杂量的增加先增加后减小，在SiO₂掺杂量为1.0%时，样品α值达到43.36，晶界势垒高度φ_b在10 kHz时为1.98 eV，施主浓度低至2.97×10²⁴ m^-3，同时漏电流I_L为0.31 μA/cm²。

采用固相反应法制备了（1-x）BaTiO₃-xDyFeO₃二元体系钙钛矿结构固溶体陶瓷，研究了其磁性性能随组分和温度的演变规律，分析了相组成对磁学特性的影响。结果表明：随着x的增大，磁性元素浓度增加导致高场下磁化强度以及动态磁化率大体呈上升趋势；分别对静态和动态磁化率随温度变化曲线进行拟合，发现均可满足Curie-Weiss定律，但两者拟合参数显示出明显差异。在中间组分范围出现少量磁性的焦绿石相以及类DyFeO₃相，这些相在低磁场下对磁性性能影响显著，导致对应磁学参数具有明显的波动。

采用高温固相反应工艺制备n（Ca²⁺）/n（Co²⁺）（n为摩尔）共掺杂LaAlO₃陶瓷，研究了n（Ca²⁺）/n（Co²⁺）掺杂比例对LaAlO₃陶瓷[La_1-xCa_xAl_0.8Co_0.2O₃，0.25≤n（Ca²⁺）/n（Co²⁺）≤2.00]红外辐射性能的影响，探讨了LaAlO₃陶瓷发射率提高的机理。结果表明，n（Ca²⁺）/n（Co²⁺）共掺杂LaAlO₃陶瓷具有钙钛矿结构。在0.76~2.50 μm波段，掺杂比例[0.25≤n（Ca²⁺）/n（Co²⁺）≤1.00]的增加有助于提升陶瓷的发射率，n（Ca²⁺）/n（Co²⁺）=1.00的陶瓷样品（La_0.8Ca_0.2Al_0.8Co_0.2O₃）有最高的平均发射率（0.87）；在2.50~14.0 μm波段，所有n（Ca²⁺）/n（Co²⁺）共掺杂LaAlO₃陶瓷的平均发射率普遍高于0.94。发射率提高的原因为：n（Ca²⁺）/n（Co²⁺）共掺杂强化了自由载流子吸收、杂质能级吸收和晶格振动吸收。这种高发射红外陶瓷材料有望在热工装备的节能应用领域发挥作用。

以发泡-注凝工艺所制备的硅藻土多孔陶瓷为基体，借助溶剂热法原位生成的SiO₂微球提高硅藻土多孔陶瓷的表面粗糙度，以Capstone FS-50（CS-50）为改性剂改变多孔陶瓷的润湿状态，制备可用于油水乳液连续分离的SiO₂微球和CS-50共改性的超亲水-超疏油硅藻土多孔陶瓷（SSMDPC），研究了TEOS和NH₃·H₂O加入量及CS-50溶液的浓度对所制备改性试样微观形貌、润湿性及油水分离性能的影响。研究表明：SSMDPC在空气中和水下的油接触角最高分别可达153°和158°；其最佳制备工艺条件如下：TEOS和NH₃·H₂O加入量及CS-50溶液的掺杂量分别为5%（体积分数）和2%及5%。SSMDPC对食用油/水混合液体及食用油/水乳液（5∶95，质量比）的连续分离通量和分离效率分别为162.3 kg·min^-1·m^-2和98.3%、93.7 kg·min^-1·m^-2和91.3%；SSMDPC在pH=1、pH=14、1 mol/L NaCl、-196 ℃及200 ℃的条件下，仍能保持稳定的亲水疏油性，说明其在油水乳液分离方面具有广阔的应用前景。

采用溶胶-凝胶法制备Ba_0.95Ce_0.8Y_0.2O_3-δF_0.10（BCYF_0.10）和Ce_0.8Y_0.2O_2-δ（YDC）陶瓷粉体。通过调节内、外层纺丝液中陶瓷粉体含量，调控中空纤维膜的致密层厚度、2层之间的结合状态及抗折强度，进而实现BCYF_0.10-YDC/BCYF_0.10-Ni双层非对称致密中空纤维陶瓷膜的共纺丝-共烧结可控合成。当内、外层纺丝液中陶瓷粉体的含量分别为65.7%（质量分数）和44.4%条件下并于1 600 ℃烧结5 h，中空纤维膜致密外层厚度仅为14.5 μm，且层间结合紧密，抗折强度达到168.5 MPa。在900 ℃、管程进料气为100 mL·min^-1的50%（体积分数）H₂/He、吹扫气速率为100 mL·min^-1N₂时，中空纤维膜的氢渗透速率达0.54 mL·min^-1·cm^-2。

黏结剂微喷射黏结增材制造技术可成形任意形状陶瓷坯体，但坯体烧结后的致密度和强度低、表面较粗糙。采用纳米氧化锆分散液代替常规有机黏结剂作为喷射溶液，研究纳米氧化锆分散液喷射量对微喷射黏结增材制造氧化锆陶瓷烧结性能的影响规律及其机理。当纳米氧化锆分散液喷射量（体积分数）从0增加至175%时，氧化锆陶瓷烧结线收缩率和表面粗糙度显著减小，其减小幅度分别为6%~8%、57%，而致密度、抗弯强度和硬度明显增加，其增加幅度分别为18.1%、124.0%和187.0%。纳米氧化锆分散液喷射后，纳米氧化锆颗粒填充氧化锆粉层孔隙，提高了氧化锆坯体致密度，从而改善氧化锆陶瓷烧结质量，这为快速制造复杂致密的陶瓷零部件提供了新方法。

以TiO₂为烧结助剂，采用反应烧结法在B₄C陶瓷中原位生成TiB₂，制备出致密的B₄C陶瓷，并对其强化机制进行了分析。结果表明：随着TiO₂添加量的增加，B₄C陶瓷的致密度和抗弯强度先增大后减小，断裂韧性不断增大。当TiO₂添加量为5%（质量分数）、烧结温度为1 700 ℃时，B₄C陶瓷致密度达到99.6%；当TiO₂加入量为15%时，B₄C陶瓷的Vickers硬度为36.0 GPa，断裂韧性为4.38 MPa·m^1/2，抗弯强度为405 MPa，综合性能最优。原位生成的TiB₂抑制了B₄C陶瓷晶粒长大，消除了裂纹尖端应力，使裂纹产生偏转和分叉，对B₄C陶瓷起到细晶强化和增韧作用。

氧化硅陶瓷型芯的3D打印研究对于中国航空水平的发展具有重大意义，其高温软化和结构各向异性是该领域面临的难题。以熔融石英粉为原料、莫来石粉为改性剂，利用DLP光固化3D打印技术制备了氧化硅陶瓷型芯，型芯表现出层状堆积的各向异性结构，少量的莫来石粉体促进了陶瓷颗粒的烧结致密及打印层之间的扩散结合，型芯的各向异性得到缓解，弯曲强度提高并趋于各向同性。当莫来石含量为3%时，其横向、竖向打印高温强度分别达到了18.5 MPa和16.3 MPa，能够很好的满足涡轮叶片的浇铸需求。

压电陶瓷由于具有逆压电效应被应用于超声电机的制造中，为克服超声电机制造过程中采用有机物粘接方式出现的接头导电性差、易老化和连接精度低等问题，本工作采用磁控溅射方式对PZT压电陶瓷进行表面金属化以提高PZT压电陶瓷与TC4钛合金之间的焊接性并探究了不同金属化层对钎焊接头微观组织的影响。结果表明：Ag与母材之间的结合力较差，未焊合位置出现于Ag层与母材的结合处。当使用Ti/Ag作为金属化层时，由于Ag与Ti的结合力较差，未焊合易出现于Ti与Ag的结合处。当金属化层为Ni/Ag时，Ni可与钎料形成Ni—Sn层，提高接头的连接可靠性。最终确定母材表面金属化层选用复合金属层即母材/Ti/Ni/Ag结构，并对该连接接头典型微观组织进行了分析。结果表明，该复合金属层可提高金属化层与母材之间的结合力并实现PZT陶瓷母材与TC4合金之间的有效连接。连接界面微观组织结构为β-Sn/Ag₃Sn/β-Sn+Ni₃Sn₄/Ni₃Sn+Ni/Ti₂Ni/Ti₂Ni+α-Ti/PZT。

以六水氯化铝和氢氧化钠为原料制备羟基铝聚阳离子、羟基铝聚阳离子为氧化铝源制备铝柱撑蒙脱石、氧化铝和氢氧化铝为氧化铝源，分别与蒙脱石球磨，然后分别进行热压制备蒙脱石基陶瓷。研究了不同氧化铝源和热压温度对蒙脱石基陶瓷莫来石化和力学性能的影响。结果表明：当热压温度为1 100 ℃时，3种氧化铝源的加入改善了蒙脱石基陶瓷的力学性能；在1 300 ℃热压温度下，铝柱撑蒙脱石基陶瓷的弯曲强度和断裂韧性最优，分别为118.07 MPa和2.30 MPa·m^1/2，相对于原蒙脱石基陶瓷分别提高了41.0%和74.2%。

在Na₂O-MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-P₂O₅的多元釉系统中，通过研究不同氧化铁含量釉熔体的显微结构及析晶行为规律，揭示了釉面不同呈色的机理。结果表明：磷酸钙促进了釉系统中的分相作用，进而对釉面呈色起到重要作用；当氧化铁浓度较小时，Fe³⁺以离子形式存在，这时Fe³⁺以化学发色为主导致釉面呈现墨绿色；随着氧化铁的增加，釉层分相作用加强其相界面增大，入射光在大量的相界面间经过多次的散射和消耗被吸收，最终形成釉面的黑色效果；过量的氧化铁会从釉层硅酸盐网络体系中析出，形成α-Fe₂O₃纳米晶体导致釉面呈现出红色；釉层的α-Fe₂O₃纳米晶体继续长大形成针状阵列排布结构，进而对入射光进行相干散射形成釉面的银灰色效果。随着氧化铁用量的变化，化学发色和结构发色的共同作用形成釉面的不同呈色效果。

γ-Ce₂S₃是一种无毒环保型大红无机色料，色泽鲜艳、遮盖力强、具有优异的抗紫外能力，但其抗氧化温度为350 ℃。为提升γ-Ce₂S₃大红色料的抗氧化温度，采用溶胶-凝胶法结合硫化升温工艺，合成了莫来石包裹的Na⁺掺杂型γ-Ce₂S₃大红色料（记为γ-[Na]-Ce₂S₃@mullite），研究了莫来石的合成条件、不同预烧温度对包裹色料前驱体形貌以及色度的影响，并分析了包裹色料的温度稳定性。结果表明：当烧结温度为1 300 ℃保温3 h、n（Al）∶n（Si）=3.2∶2.0（n为摩尔）时，可合成短棒状和类球状的莫来石晶体；当预烧温度为400 ℃，可获得最佳色度值的包裹色料：L^*=36.24、a^*=41.86、b^*=36.26，该色料在空气气氛下800 ℃保温10 min仍具有良好的色度值：L^*=29.84、a^*=20.83、b^*=18.17，表明γ-[Na]-Ce₂S₃@mullite可使γ-Ce₂S₃的温度稳定性从350 ℃提升至800 ℃。

基于蹦床效应提出新型蹦床声子晶体模型。借助有限元法，计算蹦床声子晶体能带结构、本征模态，并与传统声子晶体对比，选择调整蹦床声子晶体柱体高度进行彩虹捕获效应研究。按照不同柱体高度蹦床声子晶体，将16个蹦床声子晶体单胞分别以单一编号、有序及随机完全无序排列形式组合，计算对应传输损失曲线，分析不同排列组合形式对彩虹捕获效应的影响。并进一步设计了3种轻度无序排列形式蹦床声子晶体阵列，以分析无序度对彩虹捕获效应的影响。结果表明：新型蹦床声子晶体带隙宽度是传统声子晶体的2.1倍，采用蹦床声子晶体有序排列形式表现出明显的彩虹捕获现象，而完全无序排列形式则表现出强烈的“逆彩虹捕获”现象；采用3种轻度无序排列形式蹦床声子晶体阵列对激励信号的衰减能力与有序排列基本相同，表明所设计的新型蹦床声子晶体对阵列的轻度无序排列具有鲁棒性。本工作为今后定向设计衰减频域及最大衰减幅度的彩虹捕获声子晶体阵列提供了参考。

AlN晶体是一种脆性难加工半导体材料。为了高效率高质量制备AlN晶体衬底，设计了不同化学成分的研磨液研磨AlN晶体，借助激光共聚焦显微镜和X射线光电子能谱仪研究了化学作用对晶体表面材料去除行为的影响。结果表明：碱性研磨液有利于获得最佳研磨结果，材料去除率为23 μm/h，表面粗糙度为R_a为122 nm。在碱性环境下研磨液中金刚石磨粒具有良好的分散性。碱性溶液能够腐蚀晶体表面，形成含碱式铝盐的变质层，并引起表面形貌产生显著改变。研磨界面内，化学作用导致AlN晶体表面产生变质层，便于材料的机械去除，从而有利于提升研磨效率和研磨质量。研究结果可为AlN晶体超精密加工工艺优化提供参考。

以碳量子点（CQDs）和铕离子（Eu³⁺）为荧光基团，构建比率荧光探针（CQDs/Eu³⁺），用于环丙沙星（CIP）的检测。在395 nm波长激发下，CQDs/Eu³⁺在459 nm处存在较强的蓝色荧光峰，在616 nm处存在较弱的红色荧光峰，当CIP存在时，基于天线效应使得459 nm处的CQDS荧光强度增强。研究优化了CQDs和Eu³⁺比例、响应时间、稳定性等实验条件，结果表明：该比率荧光探针对CIP具有特异性识别能力，荧光强度比（F₄₅₉/F₆₁₆）与不同浓度CIP（0~7×10^-6 mol/L）之间存在良好的线性关系，对CIP的最低检测限为0.3×10^-6 mol/L，随着CIP的加入，成功用于牛奶中CIP检测。

以膨胀石墨和硅粉为原料、Co（NO₃）₃·6H₂O为催化剂前驱体，在流动Ar气中合成了3C-SiC纳米线。研究了反应温度、催化剂用量对合成3C-SiC粉体反应的影响。用第一性原理计算分析了Co纳米颗粒的催化机理，研究了3C-SiC纳米线的光致发光性能。结果表明：催化剂Co的引入降低了硅粉碳化反应生成SiC的开始反应温度和完全反应温度。催化剂Co的加入量为3%（质量分数）时，1 573 K保温3 h反应后合成的3C-SiC纳米线的直径为50~60 nm，长度约几十微米，其生长机理主要为气-固反应。Co纳米颗粒与反应物之间的吸附作用降低了C=C键、C—O键和Si—O键的结合，从而促进了SiC的成核与生长。激发波长为254 nm时，3C-SiC纳米线的室温光致发光谱的特征峰在307 nm，该纳米线在光电子纳米材料领域有良好的应用前景。

M'-型Nd³⁺：GdTaO₄微晶被成功合成并用于变温和变压光谱测试研究。在293~373 K的测试温度范围内，³F_3/2→⁴I_9/2跃迁的光谱位置具有高热稳定性，³F_3/2（R₂）→⁴I_9/2（Z₅）跃迁的温度系数仅为0.003 9 cm^-1·K^-1，³F_3/2（R₂）→⁴I_9/2（Z₂）和³F_3/2（R₁）→⁴I_9/2（Z₂）跃迁荧光的强度比具有高温度依赖性，在生理温度范围内的相对灵敏度为（0.60-0.52）（%·K^-1）。在高达11.39 GPa的测试压力范围内，所有跃迁随压力呈线性移动。³F_3/2（R₂）→⁴I_9/2（Z₅）跃迁的光谱位置对压力非常敏感，其灵敏度为15.18 cm^-1·GPa^-1。此外，各跃迁的荧光强度和光谱宽度在升温和增压过程中的变化也被分析和讨论。与其它近红外光学传感器的对比表明，M'-型Nd³⁺：GdTaO₄在温度和压力传感方面具有良好性能。

针对目前钙钛矿型红色荧光粉热稳定性较差的问题，以带隙和结构可调变的双钙钛矿型Sr₂GdNbO₆为基质、Eu³⁺为激活离子，采用高温固相法成功制备双钙钛矿型Sr₂Gd_1-xNbO₆：xEu³⁺（x=0.04~0.12）红色荧光粉，通过X射线衍射、紫外-可见分光光度和荧光光谱分析对目标产物进行表征。结果表明：合成的荧光粉具有单斜晶体结构，其空间群为P2₁/c。结构分析表明：掺杂的铕以Eu³⁺的化合态取代了基质Sr₂GdNbO₆中的Gd³⁺，形成了单一晶体结构的荧光粉。Sr₂Gd_1-xNbO₆：xEu³⁺荧光粉在蓝光λ_ex=468 nm和近紫外λ_ex=395 nm双波长激发下均呈现红橙色发射光，主发射峰中心波长位于622 nm和593 nm处，分别归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂和⁵D₀→⁷F₁能级跃迁。当Eu³⁺的掺杂量为x=8%（摩尔分数），其蓝光激发的发光量子效率达到最高值16%。对比分析了双波长激发下温度（295~568 K）对其荧光强度和发光量子效率的影响。结果表明：蓝光λ_ex=468 nm激发下该荧光粉不仅发光量子效率高，而且其耐热稳定性也更高。在蓝光激发下样品Sr₂GdNbO₆：0.08Eu³⁺的荧光衰减平均寿命为0.841 ms，色坐标为（0.648、0.368），发光色纯度达到93%，是一种具有应用潜在前景的双波长响应的新型红色荧光材料。

本工作着眼于绿色高附加值的发泡陶瓷产业，以消耗利用固废为前提，综述了利用原位发泡工艺制备发泡陶瓷的研究进展，并从固废原材料、发泡剂、添加剂、制备工艺及发泡陶瓷的性能与应用等方面展开了讨论。结合前期研究基础，揭示了发泡行为与烧结过程的相互作用，提出了发泡陶瓷的原位成孔烧结机制，并对目前存在的问题及未来发展方向进行了总结，以期为纵深推动固废综合利用及发泡陶瓷的发展与应用提供参考。

由于高脆性、高硬度、高耐磨等特点，SiC陶瓷较难直接加工成大型结构复杂的零部件，发展连接技术是推动其工程化应用的主要方法之一。在众多连接方法中，以SiC为连接层主相的连接方法制备的接头具有连接强度高、接头应力小、抗辐照、抗化学腐蚀和耐高温等优势，成为SiC陶瓷连接重点关注的技术，包括纳米浸渍瞬态共晶相连接（NITE相连接）、硅—碳反应连接（Si—C反应连接）和前驱体连接。本工作从连接机理、连接工艺、接头成分、微观结构和连接强度等方面综述了上述3种以SiC为连接层主相的SiC陶瓷及其复合材料的连接技术，并对3种连接技术的优缺点进行了对比分析，最后对发展趋势进行了展望。

树枝状介孔氧化硅纳米颗粒是硅基介孔材料中新兴的一个分支，其特殊的中心径向介孔孔道结构使之被广泛应用于多个领域。本工作结合近年来树枝状介孔氧化硅纳米颗粒的发展现状，从树枝状介孔氧化硅纳米颗粒的化学组成及形貌结构2个角度对其进行了分类，综述了树枝状介孔氧化硅纳米颗粒的现有合成方法，并重点从影响树枝状介孔氧化硅纳米颗粒结构的因素方面进行了总结，最后展望了树枝状介孔氧化硅纳米颗粒未来的发展趋势。

近年来，铝硅酸盐聚合物因其原料来源广、工艺低碳绿色和性能独特等而引起学者的关注，并被寄予希望在更广泛的领域发挥作用。但铝硅酸盐聚合物的聚合行为易受原料反应活性的影响，进而引起其力学性能和耐久性等出现大幅波动。诸如上述相关问题均与铝硅酸盐聚合物的聚合机理、聚合反应动力学以及铝硅酸盐聚合物性能的影响因素与调控途径等直接相关，故本研究就此进行了综合评述，给出相关领域未来研究的发展方向，希望籍此推动低品质铝硅酸盐矿物或铝硅质工业废弃物利用，为中国早日实现“双碳”目标助力。

具有丰富光谱特性的3d过渡金属离子激活的晶态和非晶态材料广泛用于照明和激光等领域。近年来，宽带近红外LED被认为是近红外光谱的理想小型化光源，易于集成到可携带电子设备中，在食品安全、生物医药等领域有重要应用前景，而Cr³⁺等过渡金属离子激活的宽带荧光材料是高性能近红外荧光粉转换LED（pc-LED）开发过程中的关键。不同于三价稀土中宇称禁戒f-f跃迁，3d过渡金属离子的d-d跃迁和离子所处晶体场有很强的耦合，常表现为很大的荧光带宽和可调谐的发射波长。目前，除Cr³⁺以外的其他3d离子激活的材料在近红外pc-LED方面的应用鲜有报道。本工作回顾了3d过渡金属离子源于d-d跃迁的光谱性质，归纳和总结了各类具有宽带近红外发光的离子和基质材料体系以及近年的研究进展。在此基础上，进一步提出了在设计过渡金属离子掺杂宽带近红外发光材料过程中所要考虑的关键因素，以期为新型宽带近红外pc-LED的开发提供有益的参考。