《Nano lett.》：简单定向凝固工艺制备超高强度多孔陶瓷复合材料
导读：多孔陶瓷在各个领域都具有巨大的应用潜力。然而，它们的孔隙和强度之间的矛盾极大地阻碍了它们的应用。本文提出了一种简单的定向凝固工艺，该工艺依靠其原位成孔机制来制备 Al2O3/Y3Al5O12/ZrO2具有高度致密和纳米结构的共晶骨架基体和莲花型多孔结构的陶瓷复合材料。这种孔隙率为34%的多孔陶瓷复合材料在常温下的抗弯强度为497 MPa，创下了目前所有多孔陶瓷强度的新纪录。当温度升高到 1773 K 时，这种强度可以保持在 324 MPa，因为它具有精细的层状结构和牢固的键合界面。本文展示了定向凝固在高效制备高纯度超高强度多孔陶瓷中的有趣应用，这些发现将为多孔陶瓷的强度打开一扇窗。
根据格里菲斯脆性强度理论，传统致密陶瓷可以通过提高断裂韧性 K1c4和减小缺陷尺寸 c 来提高其强度 σ。对于多孔陶瓷，孔隙特性是其强度的额外关键。在此背景下，ln σ 与 P 之间的线性关系已通过实验数据证明，通常表示为 σ = σ0e-BP，其中 σ 是多孔体的强度，σ0是相同材料无孔体的强度，P 为孔隙体积分数，B 为 ln σ vs P 曲线的斜率。B 值由孔隙特征决定，该方程表明，通过同时实现孔特征优化（较小的 B）和孔骨架强化（较高的 σ0）可以获得较高的 σ。具有球形孔和定向棒状孔的陶瓷通过直接发泡制备和牺牲模板，分别获得较小的B。
包括冷冻铸造在内的简易技术13,14和生物模板15还可以指导制备具有高度各向异性排列孔的陶瓷，这些孔在特定加载方向上表现出高σ 。这些方法通常包括两个过程，即构建骨架前体和通过烧结使前体致密化。然而，σ0仍然受到限制，因为烧结方法不适合控制缺陷尺寸 c，特别是对于具有低初始密度的骨架前体。为了提高 σ0，研究人员获得了骨架矩阵。
西北工业大学科研人员提出了一种简单的定向凝固工艺，该工艺依靠其原位成孔机制来制备 具有高度致密和纳米结构的共晶骨架基体和莲花型多孔结构的多孔共晶陶瓷复合材料。 这种孔隙率为34%的多孔陶瓷复合材料在常温下的抗弯强度为497 MPa，创下了目前所有多孔陶瓷强度的新纪录。当温度升高到 1773 K 时，这种强度可以保持在 324 MPa，因为它具有精细的层状结构和牢固的键合界面。我们展示了定向凝固在高效制备高纯度超高强度多孔陶瓷中的有趣应用。这些发现将为多孔陶瓷的强度打开一扇窗。 本文以题“Ultrahigh-Strength Porous Ceramic Composites via a Simple Directional Solidification Process”发表在纳米材料领域顶刊NANO上。
链接： https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.2c00116
图 1. (a) 激光浮区装置定向凝固法制备Al2O3/YAG/ZrO2多孔共晶陶瓷复合材料的过程；(b) 原位成孔机制示意图；(c) 气泡和固相耦合生长的动态平衡；（d）移动浮动区域的照片显示的液固界面上的稳定气泡。
图 2. (a) 微计算机断层扫描显示的长 5.70 mm、直径 4.47 mm 的多孔陶瓷棒中孔的 3D 结构；(b) 生长的多孔陶瓷棒断面的典型扫描电子显微镜 (SEM) 图像，表明光滑的孔壁；(c) 生长骨架基质的横截面微观结构的透射电子显微镜 (TEM) 图像。
图4. (a) 不同孔隙率的Al2O3/YAG/ZrO2多孔共晶陶瓷复合材料在室温下的抗弯强度σf和抗压强度σc；(b) ln σ (包括 ln σf和 ln σc) 与 P 的关系。B 的值由它们的线性关系的斜率计算；（c）这项工作的样品与通过各种当前方法制备的报道的多孔陶瓷之间的强度比较。
图 5. (a) 孔隙率为 34.45% 的多孔共晶陶瓷在不同温度下三点弯曲试验的典型应力-位移曲线；（b，c）多孔骨架基质抛光纵向截面的背散射电子图像：（b）原点和（c）弯曲试验后。
总之，作者建立了一个定向凝固技术和多孔陶瓷材料之间的关系。原位成孔机制是它们之间的桥梁，首次为同时强化骨架基质和优化孔隙特性提供了解决方案。上述两个特征有助于刷新当前所有多孔陶瓷的强度记录。孔隙率为34%的试样在常温下的抗弯强度为497 MPa，高于相同成分的致密热压陶瓷。此外，层状共晶结构和相之间的强键合界面使这种多孔陶瓷复合材料在 1773 K 的高温下保持相当大的强度。这项研究证明了定向凝固在有效制备超高强度多孔陶瓷中的有趣应用。高纯度。 随着定向凝固技术的发展和未来更多的成分设计，可以制备出更大尺寸、更高强度的多孔陶瓷复合材料，显著释放多孔陶瓷的潜力。
截至到2009年4月SCI扩展版收录陶瓷学科期刊26种（SCI核心版12种），出版地为美国的陶瓷期刊7种，英国6种，荷兰3种，中国、德国、西班牙、捷克、意大利、日本、南斯拉夫、比利时、印度各1种。其中由中国科学院上海硅酸盐研究所主办、科学出版社出版、 郭景坤院士任主编的中文期刊JOURNAL OF INORGANIC MATERIALS《无机材料学报》是目前唯一进入SCI源期刊陶瓷学科的中文期刊。
2005-2008年SCI共收录至少有一位中国作者（不包括台湾）的陶瓷学科论文4448篇，其中2008年966篇（0.9660 %），2007年717篇（0.7555 %），2006年1228篇（1.4261 %），2005年1537篇（1.9896 %）。
《RareMetals》被世界著名检索工具sCISearch，CA，EI，MA等收录，本刊是由中国有色金属学会主办的学术性刊物，以稀有金属材料研究、开发和冶炼为特色。
《RareMetals》主要报道稀有金属和部分有色金属在材料研制、合金加工、选矿、冶炼、理化分析测试等方面的最新研究成果，同时报道超导材料、半导体材料、复合材料、陶瓷材料、贮氢材料、磁性材料和纳米材料的研制与性能。
《无机材料学报》（月刊）创刊于1986年，由中国科学院上海硅酸盐研究所主办，被美国《ProQuest数据库》、瑞典《开放获取期刊指南》收录。
科学出版社出版，郭景坤院士任主编，主要报道包括纳米无机材料、功能陶瓷（铁电、压电、热释电、PTC、温敏、热敏、气敏等）、高性能结构陶瓷、功能晶体材料、能源材料、生物材料、无机薄膜材料、特种玻璃、环境材料、特种无机涂层。
材料以及无机复合材料等方面的最新研究成果，上述材料性能的最新检测方法以及获得_上述材料的新工艺等。
AdvancesinAppliedCeramics期刊号1743-6753影响因子1.092是工程技术4区刊物，有平均2-3个月的审稿期，是比较容易投稿的陶瓷类期刊。
CERAMICSINTERNATIONAL期刊号0272-8842影响因子s.057是工程技术2区刊物，平均审稿周期1。9个月，以往投稿人员反馈也是比较好投的刊物。
质量算比较好的，但是顶级期刊还不至于。
期刊，定期出版的刊物。如周刊、旬刊、半月刊、月刊、季刊、半年刊、年刊等。由依法设立的期刊出版单位出版刊物。期刊出版单位出版期刊，必须经新闻出版总署批准，持有国内统一连续出版物号，领取《期刊出版许可证》。
从广义上来讲，期刊的分类，可以分为非正式期刊和正式期刊两种。非正式期刊是指通过行政部门审核领取“内部报刊准印证”作为行业内部交流的期刊(一般只限行业内交流不公开发行)，但也是合法期刊的一种，一般正式期刊都经历过非正式期刊过程。
正式期刊是由国家新闻出版署与国家科委在商定的数额内审批，并编入“国内统一刊号”，办刊申请比较严格，要有一定的办刊实力，正式期刊有独立的办刊方针。
“国内统一刊号”是“国内统一连续出版物号”的简称，即“CN号”，它是新闻出版行政部门分配给连续出版物的代号。
陶瓷学报是SCI。《陶瓷学报》创刊于1980年，是由景德镇陶瓷大学主管主办的陶瓷类专业学术期刊。
据2018年9月《陶瓷学报》编辑部官网显示，《陶瓷学报》编辑委员会委员有55人。据2018年9月21日中国知网显示，《陶瓷学报》共出版文献2545篇、总被下载422962次、总被引11794次、（2017版）复合影响因子为0.797、（2017版）综合影响因子为0.613。
据2018年9月21日万方数据知识服务平台显示，《陶瓷学报》载文量为1937篇，被引量为7508次，下载量为90784次；据2015年中国期刊引证报告（扩刊版）数据显示，《陶瓷学报》影响因子为0.7。
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（1）报道内容：
《陶瓷学报》主要报道该学科的学术论文、科技报告研究简报、学术动态、文献综述、陶瓷美术理论与作品。
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以上内容参考：百度百科-陶瓷学报
“欧洲陶瓷学会杂志“发表的原创性研究的结果，与陶瓷材料的结构，性能和处理。不论是在实验或理论品格的论文将在一个完全国际化的基础上的欢迎。论文可以涵盖陶瓷科学和技术的任何分行，并可能涉及到的任何所谓的类别：结构，功能和传统的陶瓷。中央的目标是维持一个高标准的质量研究通过适当的审查程序。除了每月定期的问题，该杂志出版审阅报告通常与欧洲陶瓷学会的重要会议。
