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用于陶瓷化学和结构表征的分析 X 射线技术
材料测试对于在生产周期的各个阶段鉴定陶瓷至关重要——从原材料验证到成品成型部件的特性分析。在本文中，我们重点介绍了几种用于陶瓷化学和结构分析的关键仪器方法：体相和微尺度应用中的 X 射线荧光（分别为 XRF 和 µXRF）、粉末 X 射线衍射 (XRD) 和 X 射线显微镜 (XRM)。XRF 测量提供有关化学和元素组成的信息，可用于定性和定量实验。体相 XRF 方法用于测试原始原料，以验证试剂纯度以及中间产品和最终产品中所需的比例。µXRF 在受限的物理区域内提供类似的信息，允许对零件和表面进行元素映射。XRD 可以识别
适用于极端环境的高熵陶瓷
成分复杂的材料在极端环境下表现出了非凡的结构稳定性。其中，最常想到的是高熵合金，其化学复杂性赋予了硬度、延展性和热弹性的不寻常组合。与这些金属-金属键合系统相比，离子键和共价键的加入导致了高熵陶瓷的发现。这些材料还具有出色的结构、热和化学稳定性，但功能特性种类繁多，能够实现连续可控的磁、电子和光学现象。从这个角度来看，我们概述了高熵陶瓷在极端环境下功能应用的潜力，其中内在稳定性可能为固有硬化设备设计提供一条新途径。在辐射、高温和耐腐蚀领域，回顾了当前关于高熵碳化物、含锕系元素陶瓷和高熵氧化物的研究，其中局部无序的作用被证明可以创造自修复和结构坚固的途径。在此背景下，概述了创造未来在恶劣环境下运行的电子、磁性和光学设备的新策略。
10 用于髋关节和膝关节植入物的生物陶瓷
重建和再生骨科手术引起了人们对制造用于植入的人造身体部位的浓厚兴趣。医学的进步和发展提高了生物材料在受损身体部位修复中的应用。在不同类型的生物材料中，生物陶瓷在假肢（一种用于替代生物部位的人造机械装置）中越来越受欢迎。生物陶瓷对人类和其他哺乳动物具有生物相容性，因此可用于修复任何未固定的部位。由于生物陶瓷与宿主组织非常相似，因此它可以促进生物体的再生反应（Dorozhkin 2010）。值得注意的是，生物陶瓷有助于最大限度地减少对金属表面的暴露，从而通过减少潜在致敏离子的来源增强用户的假肢体验（Piconi 和 Maccauro 2015）。在骨科手术中，全膝关节置换术 (TKA) 和全髋关节置换术 (THA) 的手术速度超过其他所有手术，因此成本高昂且结果持久性差 (Schwartz 等人，2020 年)。生物陶瓷植入物具有优异的生物相容性、承受更大扭矩的能力、承载能力、低密度和高耐腐蚀/耐磨性，因此在 THA/TKA 手术中对其的需求日益增加。虽然 THA 需要更换上股骨（大腿骨）并重新铺面/更换匹配的骨盆（髋骨），但 TKA 是指更换下股骨、胫骨和髌骨的患病软骨表面 (Joseph，2003 年)。由于反应性较低、早期稳定和功能寿命较长，生物陶瓷植入物显示出复制原始骨骼机械行为的潜力（Shekhawat 等人，2021 年）。从实际情况来看，陶瓷植入物的有限寿命也可能需要对全膝关节置换/全髋关节置换患者（rTKA/rTHA）进行翻修手术。此外，任何意外的机械不匹配或陶瓷碎片感染都可能导致膝关节和髋关节植入物过早失效（Shekhawat 等人，2021 年）。埃默里大学骨科外科系的一份报告
YB-硅胶眼镜和玻璃陶瓷中的离子
在二氧化硅 - 二氧化胶玻璃和玻璃陶瓷中研究了材料结构在Ag和TB 3+ /Yb 3+离子之间的能量转移中的作用。通过溶胶 - 凝胶和浸入涂层进行TB 3+和YB 3+掺杂的二氧化硅氧化锌层的制备，然后进行热退火。通过控制退火温度从700°C下的全无定形玻璃控制到1000°C的玻璃陶瓷来获得氧化锆纳米晶体的沉淀。由稀土掺杂的氧化氧化纳米晶体（四方或立方）的不同结构结构，并与TB 3+ /Yb 3+光学性质进行了研究。此外，在激发带的强度和宽泛的情况下，通过离子 - 交换引入Ag codoping，获得了明显的光致发光增强，覆盖了整个UV区域和紫罗兰色区域的一部分。Ag敏感的TB 3+ /Yb 3+掺杂的二氧化硅氧化循环玻璃陶瓷被证明是能源相关应用的潜在候选物，例如可见光和NIR光谱区域中太阳能电池，激光器和光电池（LED）的光谱转换层。
对电动汽车锂离子电池的不一致和均衡技术的全面审查
在二氧化硅 - 二氧化胶玻璃和玻璃陶瓷中研究了材料结构在Ag和TB 3+ /Yb 3+离子之间的能量转移中的作用。通过溶胶 - 凝胶和浸入涂层进行TB 3+和YB 3+掺杂的二氧化硅氧化锌层的制备，然后进行热退火。通过控制退火温度从700°C下的全无定形玻璃控制到1000°C的玻璃陶瓷来获得氧化锆纳米晶体的沉淀。由稀土掺杂的氧化氧化纳米晶体（四方或立方）的不同结构结构，并与TB 3+ /Yb 3+光学性质进行了研究。此外，在激发带的强度和宽泛的情况下，通过离子 - 交换引入Ag codoping，获得了明显的光致发光增强，覆盖了整个UV区域和紫罗兰色区域的一部分。Ag敏感的TB 3+ /Yb 3+掺杂的二氧化硅氧化循环玻璃陶瓷被证明是能源相关应用的潜在候选物，例如可见光和NIR光谱区域中太阳能电池，激光器和光电池（LED）的光谱转换层。
b'功能陶瓷对于电池的可扩展生产固体电解质至关重要。 Li-Garnet Li 7 La 3 Zr 2 O 12 D（LLZO），尤其是其立方相（Cllzo），由于其较高的Li + conductitivity和广泛的电化学稳定性窗口引起了人们的注意。但是，高烧结温度引起了对阴极界面稳定性，生产成本和可扩展制造能源消耗的担忧。我们显示了一种替代性\ xe2 \ x80 \ x9csinter-free \ xe2 \ x80 \ x9d路线，以使Cllzo稳定为薄膜的一半，以稳定其烧结温度。具体而言，我们建立了一个时间温度的转换（TTT）图，该图捕获了基于结晶焓分析的无定形至晶体llzo转换，并确认薄膜cllzo的稳定在500 \ xc2 \ xc2 \ xb0的低频中，可以通过diacutation cove be fingation cove be fingation findings tage tage tavivan finge cove fivan tivation fivation。用于电池电池设计，以减少制造的碳足迹。
b'功能陶瓷对于电池的可扩展生产固体电解质至关重要。li-garnet li 7 la 3 Zr 2 O 12 D（LLZO），尤其是其立方相（Cllzo），由于其高LI + conductitivity和广泛的电化学稳定性窗口而引起了人们的注意。但是，高烧结温度引起了对阴极界面稳定性，生产成本和可扩展制造能源消耗的担忧。我们显示了一种替代\ Xe2 \ x80 \ x9csinter-free \ xe2 \ x80 \ x9d途径，以稳定Cllzo作为其烧结温度的一半胶片。具体而言，我们建立了一个时间温度的翻译（TTT）图，该图可捕获基于结晶焓分析的非晶态 - 结晶的LLZO转换，并确认在500 \ xc2 \ xc2 \ xb0的低温下进行薄膜薄膜的稳定稳定。可用于针对生产中碳足迹减少的电池电池设计。
陶瓷行业热能储存系统的增值
提高能源效率的技术 目前，实现高效燃烧过程的主要方法有两种。第一种方法是使用高脉冲（或高速）燃烧器。这些燃烧器通过高流出速度将热气直接返回燃烧室，大大增加了炉内的湍流。第二种方法是在燃烧过程中使用纯氧代替环境空气，从而减少体积流量，从而减少废气损失。但燃烧所用的能源仍然是化石燃料，导致不良排放。在过去的几十年里，人们开发了几种组件和工艺，利用废热提供电力、制冷和工艺热，进一步提高了热系统的效率。4
高强度、低热导率取向大孔陶瓷的简易加工
单向取向结构在增强大孔材料性能方面表现出显著的效率，但难以以省时省钱的方式构建。本文利用一种简便的方法来制造取向大孔陶瓷材料，即采用天然石墨薄片作为易散性材料，并利用累积轧制技术优先使薄片在陶瓷基体内排列。在大孔氧化锆陶瓷中形成了分布均匀的片状至近椭圆形孔隙，通过控制石墨薄片的添加量可以调节其孔隙率和微观结构特征。所得材料表现出良好的性能组合，抗压强度高达 1.5 GPa 以上，超过了大多数其他具有类似孔隙率的多孔氧化锆陶瓷，同时热导率低至 0.92 – 1.85 Wm − 1 ⋅ K − 1 。这项研究为开发具有增强性能的新型定向大孔材料提供了一种简单的方法，并且可以通过轻松的大规模生产来促进其应用。
8ysz陶瓷复合材料和原位石墨化纳米纤维素
陶瓷基质复合材料（CMC）的8摩尔型Yttria-stabilized氧化锆（8ysz）与天然纤维纳米纤维素（0.75、1、2 wt％）混合在一起，由Spark等离子体烧结（SPS）制备。纳米纤维素明显改善了8YSZ陶瓷基质的致密化，并诱导了明显的晶粒尺寸细化。证明，在SPS加工过程中，纳米纤维素的原位石墨化导致6 nm薄的涡流石墨层同质覆盖8ysz陶瓷晶粒。通过电阻抗光谱法分析了介电性能，表明接近或低于≈1.6vol％石墨的低渗透阈值在上面，高于该阈值，而混合的离子电子传导占主导地位。CMC在还原条件下（5％H 2 /Ar at-Mosphere）至少稳定，直到800°C，高电导率为σDC= 0.17 SCM - 1，即使在900°C（8YSZ-2％CNF）也是如此。这些特征使8ysz-Nanocellulose CMC有望在中高温电化学设备中应用。