上海证券报 2026-11-10 23:26:09
上证报中国证券网讯(记者 韩远飞)11月10日,记者从中国科学院大连化物所获悉,近日,该所能源催化转化全国重点实验室无机膜与催化新材料研究组(504组)杨维慎研究员、朱雪峰研究员等提出陶瓷薄膜液相生长新策略。该策略在液相介质中引导晶体定向生长,实现了高熔点陶瓷膜在低温下致密化生长,从原理上打破了传统陶瓷薄膜制备对高温烧结的依赖。
陶瓷薄膜是固态电池、能源转换及电子器件等领域的核心功能材料。传统致密化工艺通常依赖高温固相烧结,能耗高,且易引起元素挥发、成分偏析及界面反应,限制材料本征性能的发挥。如何在低温下获得成分均匀、结构致密的高质量薄膜,是该领域长期面临的科学挑战。
杨维慎、朱雪峰等围绕固态氧离子、质子导体材料开展研究,前期在表面氧活化、界面反应及高性能陶瓷薄膜制备方面取得系列进展。本工作在此基础上从陶瓷膜致密化机制出发,提出液相介导的晶体生长新策略。研究团队以熔点约2700℃的钇掺杂锆酸钡(BZY)质子导体为模型材料,以熔融碳酸盐为液相反应环境,通过晶种层定向调控晶体成核与生长,在800℃、常压下制备出厚度约10μm、成分均匀的致密BZY电解质薄膜。
与传统高温烧结相比,该策略可抑制元素偏析、杂相形成及界面元素互扩散。原位表征揭示了液相生长过程中,碳酸盐熔化、前驱体溶解、反应成核、晶体长大、连生成膜的演变机制。团队组装的单电池测试表明,液相生长的电解质薄膜表现出良好的电化学性能。该方法还实现了大面积陶瓷薄膜的制备,并展示出对金属基底及其他陶瓷材料的适用性,为高性能功能陶瓷薄膜的低温制造提供了新途径。
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发布时间:2026-11-10 15:54:05
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