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材料导报

《材料导报》（MR, Materials Reports, Cailiao Daobao）1987年创刊，由重庆西南信息有限公司（原科技部西南信息中心）主管、主办，是综述论文与研究论文兼顾，理论指导与工程实践并重，拥有广泛读者群，在国内材料界有很高知名度的学术期刊。

在此为大家赏析一些精美作品

一起来感受那些“材料之美”吧：

01

标题：

富勒烯制备与提纯方法研究进展

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/abstract/abstract3961.shtml

摘要：

富勒烯是由碳五元环和六元环排列的中空分子，是继石墨和金刚石之后发现的第三种碳同素异形体。富勒烯由于其独特的笼状结构和特殊的物理化学性质，具有很高的应用研究价值。本文综述了富勒烯的制备和分离方法，分析了影响不同方法效率的因素，分析了各种方法的优缺点。最后，对富勒烯的制备和纯化技术进行了展望。

02

标题：

除氢材料在高真空多层绝热设备中维持高真空行为研究

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20040132

摘要：

高真空多层绝热低温设备中的绝热材料和金属材料长期向夹层中释放氢气，导致绝热真空恶化，严重影响容器的绝热性能。本文通过测试真空度的变化，搭建了实验装置，比较了Ag-Z吸气剂和高效复合氢吸气剂（ECG）的吸附性能。得到了吸氢剂的吸附等温线。研究表明，氢吸气剂的吸附过程符合第一类BDDT理论，即Langmuir吸附。Ag-Z吸气剂的累积绝缘容量为63.084ml/g，平均吸附速率为0.132ml/（g·h）。ECG为366.276ml/g和1.353ml/（g·h），分别是Ag-Z-getter的5.81倍和10.25倍。此外，随着初始氢气压力的增加，各组的平均吸附速率先升高后降低。两种吸氢剂的最大吸附速率出现在第一次加氢阶段，且吸氢剂的平衡压力随初始氢气压力的增大而增大。实验结果为两种吸氢剂在低温设备和交通运输行业的应用提供了依据。

03

标题：

铝/铜异种材料交变磁场辅助电弧熔钎焊接头组织和性能

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20060097

摘要：

通过研究T2铜板与2A16铝合金板在不同激励电流IE和激励频率f下的接头成形、界面组织和力学性能，采用纵向交变间歇磁场，以ER5356铝镁焊丝为钎料，进行了T2铜板与2A16铝合金板的对接焊，得出了接头的最佳工艺范围。结果表明，采用交变间歇磁场实现了铝铜异种材料的有效连接。铜侧焊钎焊接头界面层由IMC层和过渡层组成，其中IMC层为AlCu和Al2Cu相，过渡层为α-Al S（Al2CuMg）/Al2Cu相。IMC层和过渡层交叉，具有“机械咬合”效果，提高了关节强度。随着励磁电流的增大，IMC层的平均厚度先减小后增大，抗拉强度先增大后减小；随着激振频率的增加，抗拉强度逐渐降低。最佳工艺范围为：IE=0.5-0.7A，f=15-25Hz，IMC层平均厚度d=14.3-15.8μm，接头成形性能好，抗拉强度高。当IE=0.6 A，f=15 Hz时，接头的最高抗拉强度为135.47 MPa。界面层的显微硬度为252.8HV，明显高于焊缝和母材，这可能是由于IMC层中AlCu和Al2Cu的脆性和硬质金属间化合物所致。

04

标题：

全无机CsPbBr3钙钛矿太阳电池的研究进展

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20060145

摘要：

自2009年第一次报道以来,有机-无机杂化钙钛矿太阳电池(PSCs)的光电转换效率(PCE)从3.8%提升至25.5%,已可以与商业化的晶体硅太阳电池相媲美,引起全世界研究者的极大关注。然而,由于杂化物晶体结构中有机成分弱的化学键,器件长期稳定性受到很大的影响。近年来,用无机Cs 完全取代有机基团构成全无机卤化物钙钛矿被认为是解决太阳电池稳定性问题的有效途径。在Cs基钙钛矿之中,CsPbBr3具有最优异的耐热、耐光、耐湿性能,作为顶电池具有与晶体硅太阳电池组成长寿命叠层太阳电池的潜力。本文系统地综述了CsPbBr3 PSCs领域的研究进展,首先介绍了CsPbBr3 PSCs的发展历史及CsPbBr3的晶体结构和基本特性,随后阐述了CsPbBr3薄膜的制备方法、CsPbBr3的元素掺杂改性、器件的界面工程等方面的研究进展;最后,讨论了当前存在的问题和提高CsPbBr3 PSCs性能的未来方向,为进一步推动钙钛矿太阳电池的实用化进程提供参考。

05

标题：

镁合金海水电池阳极材料电化学性能研究进展

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20050224

摘要：

镁及镁合金以其低密度、高电化学活性、高比容量等优点成为优异的海水电池阳极材料,自20世纪40年代以来备受关注。镁合金作海水电池阳极材料常用于Mg/C海水溶解氧电池及Mg/AgCl、Mg/PbCl或Mg/CuCl海水激活电池。目前常见的镁合金海水电池阳极材料体系为Mg-Al-Zn、Mg-Hg-Ga及Mg-Al-Pb系,此类材料能够满足大部分海下工作设备尤其是小功率用电设备的用电需求。然而,对海下大功率用电设备(如鱼雷等)而言,镁海水电池仍存在一些亟待解决的问题,如由于负差数效应、放电产物膜钝化、电压滞后及粒子脱附等问题导致电池阳极利用率低、放电活性下降。目前提高镁合金阳极材料放电性能的思路主要为合金化、改变加工工艺及微观组织特征三个方面。常见海水电池用镁合金阳极材料合金化元素Al、Zn、Hg、Ga、Pb、In、Sn等通过改变合金微观组织特征调控合金的电化学性能,取得了显著的成果;加工工艺(如均匀化热处理、挤压、轧制后退火等)通过均匀合金微观组织、细化晶粒尺寸、破碎粗大第二相粒子、减少塑性变形导致的晶内缺陷以减少析氢副反应、提高阳极利用率;微观组织如杂质及成分均匀性、第二相粒子、晶粒尺寸、织构及放电产物膜等对镁合金阳极放电性能的影响视其特征而定。

06

标题：

316L不锈钢表面激光熔覆Stellite6合金组织及其耐液态铅铋腐蚀性能

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20010039

摘要：

为提高316L不锈钢耐高温液态铅铋的腐蚀能力,通过使用同轴送粉的激光熔覆方式,在316L不锈钢表面制备一层Stellite6合金涂层,将其放入400 ℃的高温液态铅铋中进行500 h高速流腐蚀试验,其中相对流速设置为2.56 m/s。分析涂层的微观组织、物相组成、元素分布、显微硬度值等的变化规律,以及该涂层耐液态铅铋的腐蚀性能。涂层组织由等轴晶、树枝晶、胞状晶及平面晶组成,搭接区晶粒沿不同方向长大;涂层主要有γ-Co、CoCx、(Cr,Fe)7C3及M23C6等物相;各组分元素在涂层表面均匀分布,Co、Cr与Fe等元素在基体316L与涂层之间发生明显扩散;Stellite6涂层的硬度平均值为基体材料316L的2.3倍,且最高达到556.8HV。在进行高温液态铅铋高速流腐蚀后,316L不锈钢表面生成了大面积且连续的氧化物,存在大量微型腐蚀坑,Stellite6涂层表面仅存在少量氧化物,未发现明显的腐蚀坑,较好地维持了原貌;Stellite6涂层表面粗糙度值为1.0 μm,而316L经腐蚀后的表面粗糙度为2.4 μm。Stellite6合金涂层能够有效地提高316L不锈钢基体在高温液态铅铋合金中的耐腐蚀性能。

07

标题：

基于TiO2的光阳极材料应用于光催化燃料电池的研究进展

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20060084

摘要：

光催化燃料电池利用太阳能在高效去除水中污染物的同时将其中的化学能转化为电能,达到回收能源的目的且不会产生二次污染。目前,光催化燃料电池在水环境处理及绿色能源开发中的应用十分广泛,但光阳极材料的选择与制备仍是制约其大规模应用的关键难题。TiO2作为目前最热门的n型半导体材料,因其光催化活性高、成本低、热稳定性好等优点受到了广泛关注。TiO2纳米管阵列、TiO2薄膜材料比表面积大,活性位点多,容易与其他单质和化合物复合,在光催化燃料电池中有广阔的应用前景。国内外学者已经研究了许多有效的策略来提高TiO2的光催化性能,如贵金属沉积、金属与非金属元素掺杂等。本文介绍了TiO2纳米管阵列、TiO2薄膜光阳极材料的制备及改性,简述了其降解污染物的效率和产电性能,总结了结构、组成等因素对光催化燃料电池性能的影响,以期为制备性能良好的光催化燃料电池提供参考。

08

标题：

极小粒子增强聚氨酯阻尼性能的影响因素分析

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19070103

摘要：

与纳米粒子相比,极小粒子价格低廉且性能稳定,是增大聚氨酯材料的阻尼耗能能力并拓宽有效温域范围的有效手段。本实验选取玻璃纤维、石墨烯、T-ZnOw和AO-80四种极小粒子,根据“四因素、三水平”正交表分别对各配方制成的聚氨酯试样进行力学性能试验,以研究极小粒子对聚氨酯材料阻尼性能的影响效果。试验结果表明,玻璃纤维和AO-80对聚氨酯材料的损耗因子峰值及大阻尼温域范围的拓宽均具有显著的提升效果;石墨烯以极低的含量提高了聚氨酯材料的损耗因子峰值;T-ZnOw可提高聚氨酯材料的TA值,并拓宽其大阻尼温域,但随T-ZnOw含量的增大,阻尼性能指标均降低。此外,通过极差分析确定了聚氨酯材料设计优化方案:100份基体材料中加入12份玻璃纤维、0.3份T-ZnOw、0.3份石墨烯以及18份AO-80。

09

标题：

苯并噁嗪树脂的研究新进展:智能化应用及能源、环境领域应用

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20030056

摘要：

苯并噁嗪树脂是一种高性能热固性树脂,因其具有高热稳定性、高残炭率、阻燃、低吸水率、低收缩率、固化过程中不释放副产物或副产物释放受限、良好的机械性能等特点,而成为酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂等高性能聚合物的有力替代品,在航空航天、电子电路板、共混物和合金等工业中得到了广泛的应用。虽然苯并噁嗪树脂有多种应用,但人们对聚苯并噁嗪的研究主要集中在复合材料的合成,以及替代传统的环氧树脂和酚醛树脂方面。由于聚苯并噁嗪包含叔胺和可形成氢键的酚羟基等独特的分子结构,同时具有高的分子设计灵活性,因此它在许多新兴领域同样具有不容忽视的应用潜力。在智能化应用方面,利用聚苯并噁嗪可以很容易地获得诸如电化学活性涂料、疏水表面等;而借助聚苯并噁嗪及其前驱体所具有的超分子结构,能够得到具有自修复功能的苯并噁嗪树脂;另外,还可利用苯并噁嗪构建形状记忆聚合物以及近红外(NIR)和多色电致变色材料。在能源、环境领域,由于N和O原子或硫醇、羧酸等官能团拥有金属结合能力,因此苯并噁嗪树脂可以用于吸附水中的金属离子;此外,含硫聚苯并噁嗪树脂还可用于锂硫电池正极。

10

标题：

柔性钨橡胶对手套箱管线辐射热点的屏蔽效果研究

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/Y2020/V34/IZ2/572

摘要：

核电厂内利用手套箱进行液体和气体的集中采样时,取样管线内充满放射性液体而成为辐射热点。由于手套箱管线结构复杂且内部湿度较高,铅或柔性铅屏蔽会因为氧化而变硬,影响手套箱管线的可操作性;将微米级金属粉末加入硅橡胶基体中,可以形成兼具柔软性和防护效果的新型屏蔽材料,且长时间处于高湿度空气中不会被氧化或变硬。本实验在参考辐射场中对钨橡胶的屏蔽效果进行了模拟和对比,验证了计算方法的可靠性;之后以钨橡胶为屏蔽材料,设计了一种可适用于复杂管道热点的屏蔽装置,并对使用配有不同厚度钨橡胶的屏蔽装置时,人员操作空间内的场所剂量率水平进行了模拟分析,从而给出推荐方案。

11

标题：

三维封装电迁移Cu互连线的多物理场模拟仿真

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20060120

摘要：

随着三维封装微互连尺寸向亚微米发展,电流密度大、应力大、散热困难等问题愈发严重,原子尺度迁移失效现象逐渐成为超大规模集成电路不可忽视的可靠性问题。铜比铝的电阻率低,抗电迁移性能更好,是新一代的可靠互连材料,但是对铜互连的原子迁移研究仍有不足。现有的电迁移(Electromigration)可靠性解析化模型主要针对单根金属线恒定温度情形下的电迁移分析,这种方法虽然计算较为简单,但是对现实情况的指导意义较小,主要原因:一是现实情况下高密度集成电路中存在温度梯度,二是互连线的三维结构对互连线的温度以及电流分布有重要影响,而这些参数严重影响着金属原子的抗电迁移性能。本工作提出一种新的电迁移仿真建模方法,通过COMSOL多物理场软件建立了经典三维Cu互连线结构。通过有限元仿真得到三维互连线的温度、电流密度和应力分布, 获得了更优的数据仿真结果。结果显示,金属互连线中电流在直角内侧有严重的淤积现象,电迁移在互连线转折处最为剧烈;高温区域位于直角内外侧之间,热迁移的程度随着温度的升高而升高;高应力区域主要是互连线的外边缘处,但是应力迁移在总体电迁移中占比较小,几乎可以忽略。另外,Cu互连线的抗电迁移性能总体优于Ag互连线,是优异的高密度集成电路导体材料。

12

标题：

提高锂电极稳定性的方法及其在锂氧电池中的应用

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19050012

摘要：

以金属锂为负极的二次电池具有高的能量密度(3 860 mAh/g),被誉为电池设计制造业的“圣杯”。但是由于金属锂与电解液反应形成的固态电解质(SEI)组成和结构不均匀、稳定性较差,使得在电池循环过程中,金属锂的沉积和析出伴随着枝晶与“死锂”的生成以及体积膨胀,容易造成电池短路、循环稳定性差、能量效率低等问题。此外,在具有高能量密度的锂氧电池中,锂负极还面临着与正极交互作用(如与正极活性物质氧气、放电中间体分解电解液产生的水分等反应)带来的腐蚀问题。本文对金属锂枝晶及腐蚀问题进行评述,涉及合金化锂负极、三维结构锂负极、表面处理、电解液成分、隔膜改性以及固态电解质等提高金属锂稳定性的方法。其具体包括锂与硅、锡、铝等金属形成的合金化电极;采用多孔金属(如镍、铜等)、多孔碳材料(如碳纳米管、石墨烯、碳纤维等)构筑三维结构电极及其亲锂性的改善方法;通过化学预处理、电化学预处理、抛光和制备保护膜等表面处理方式提高金属锂的稳定性;通过调整电解液溶剂、溶质、添加剂的成分或浓度等方法调控固态电解质的组成和结构,以增强其稳定性;采用高聚物和/或无机纳米材料的复合材料对传统电池隔膜进行改性以防止正负极交互作用;以及使用高锂离子电导率的固态电解质等。本文充分探讨了各种锂保护方法的基本原理,详细阐述了其改善金属锂稳定性的根本原因,阐明了各种锂保护手段对电池性能的影响及其存在的不足与相应的改进方法,并对锂电极保护在新型锂氧电池中的应用及前景进行了展望。

13

标题：

电脉冲拉伸下5052铝合金的变形行为及微观组织和织构演变

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19110004

摘要：

通过不同电流密度的电脉冲拉伸实验,X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等检测手段,研究了电脉冲对5052铝合金拉伸变形行为、微观组织和织构演变的影响。实验结果显示,电脉冲拉伸的工程应力-应变曲线呈特殊的棘轮状,这与无电流时的加工硬化曲线明显不同,且增大电流密度后,曲线属动态再结晶型。此外,增加电流密度略微降低材料的抗拉强度,但可以大幅提高塑性。如,从无电脉冲状态到电流密度为16.80 A/mm2时,最大变形抗力从238 MPa降低至210 MPa,断后伸长率从9%增加到24%。取向分布函数(ODF)显示拉伸试样在无电脉冲时以形变织构为主,但是在电脉冲拉伸试样中,形变织构弱化并转变为再结晶Cube{100}〈001〉织构。利用透射电子显微镜观察发现,电脉冲拉伸试样中存在大量再结晶组织,而无电脉冲拉伸试样中存在大量高位错密度的胞结构,这说明在电脉冲的作用下铝合金的确发生了动态再结晶。在电脉冲的作用下,低施密特因子的S{123}〈634〉织构向高施密特因子的Cube织构的转变最为明显,有利于滑移系的启动和塑性的提高。因此,电脉冲拉伸过程中发生的动态再结晶和织构取向转变显著提高了5052铝合金的塑性变形能力。

14

标题：

石化企业剩余活性污泥基活性炭制备及吸附甲苯气体的研究

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19080061

摘要：

以石化企业干化剩余活性污泥为前驱体,通过正交实验制备污泥基活性炭,并将其应用于典型VOCs甲苯气体的吸附研究。实验结果表明,在炭化温度613 ℃、固液配比1∶2、活化剂浓度4 mol/L、升温速率15 ℃/min、炭化时间70 min的条件下,制备的SAC性能最好,单位质量(g)样品对低浓度甲苯的气相吸附量达232.830 mg。同时,对未添加活化剂和最优条件下制备的SAC进行了SEM、BET、FT-IR、XRD、TEM等表征和对比研究,并对比了污泥和SAC中元素含量的变化。结果表明,经活化处理的SAC孔道结构丰富、比表面积增大、表面酸性官能团增多、碳含量升高、甲苯吸附效果优异。利用石化企业干化剩余活性污泥制备SAC并吸附甲苯气体,实现了“变废为宝”、资源化利用的目的。

15

标题：

T6I6处理对Al-Si-Mg-Cu铸铝时效析出及疲劳行为的影响

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19080066

摘要：

利用硬度测试、力学拉伸测试、疲劳测试和透射电镜分析(TEM)等方法研究了T6I6处理对Al-Si-Mg-Cu铸铝时效析出和疲劳行为的影响。研究结果表明:在T6和T6I6峰时效阶段,Al-Si-Mg-Cu铸造铝合金的主要强化相为GP区和β″相,T6I6处理能够明显提高峰时效态合金强化相的密度。与T6峰时效态合金相比,T6I6峰时效态合金的屈服强度和抗拉强度分别提高了7.3 MPa和11.5 MPa,同时延伸率也提高了4.1%。相同加载条件下,T6I6峰时效态合金的疲劳寿命更长,在最大应力为175 MPa时,疲劳寿命提高了63.0%。

16

标题：

磁性聚苯胺复合材料对工业废水中重金属吸附的研究进展

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19050056

摘要：

随着工业的快速发展,金属电镀、肥料制造、电池、采矿等行业排放出大量含重金属离子的废水,不但严重污染环境,而且危害人类身体健康。因此,如何实现对废水中重金属离子的快速有效处理成为人们关注和亟待解决的关键技术问题。近年来去除废水中重金属离子的方法不断涌现,主要有:氧化还原法、化学沉淀法、离子交换法、膜分离法和吸附法等。其中吸附法因具有吸附剂的材料来源广泛、种类繁多、较强的吸附能力等优点被广泛应用于废水处理领域。但是传统吸附材料因吸附效率低、吸附材料不能回收等问题已经不能满足日益严格的环境法规,因此,制备具有良好吸附效果、操作简单且可以回收的新型吸附材料一直是研究的重点。磁性纳米颗粒具有很大的比表面积、良好的吸附性能,作为吸附剂能在外加磁场的作用下快速从液相中分离出来,避免二次污染,但磁性纳米颗粒具有较高的比表面能,易于团聚和氧化,限制了磁性纳米颗粒作为吸附剂在废水处理领域的应用。聚苯胺是一种导电高分子聚合物,对重金属离子具有良好的吸附性能。将聚苯胺材料引入磁性纳米颗粒中,不但可以提高磁性纳米颗粒的分散性和稳定性,使其能够适应各种复杂的吸附环境,还提高了磁性纳米颗粒对废水中重金属离子的吸附性能。

17

标题：

新型氟碳粘合剂的制备及性能

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19030280

摘要：

复合固体推进剂中的铝粉在燃烧过程中容易与Al2O3形成凝聚相,降低推进剂比冲和喷管效率,并加重对喷管的烧蚀。为了改善铝粉在燃烧中的凝聚态团聚,研究者们选择将含氟物引入到固体推进剂中。本研究选取了一种含氟多元醇(PFD),采用化学接枝的方式将其分别添加到HTPE粘合剂和PET粘合剂体系中,结果表明两种体系的粘合剂聚氨酯胶片的力学性能都得到了明显提升。DSC和TG结果表明:含氟多元醇的加入对聚氨酯胶片的低温热转变性能没有产生较大影响,但是对其第一阶段的热分解表现出不同的结果,含氟多元醇的引入使HTPE第一阶段的热分解提前,且延缓了PET聚氨酯胶片第一阶段的分解。HTPE固体推进剂的激光点火和燃烧样品熄火表面形貌及元素分析结果表明:含氟多元醇的引入有效改善了铝粉的凝聚相团聚,提高了铝粉的燃烧效率。

18

标题：

特别策划：“柔性电子专刊”

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http://www.mater-rep.com/CN/volumn/volumn_90.shtml

19

标题：

激光红外热成像技术在材料缺陷检测中的研究和应用现状

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18110095

摘要：

在工业生产过程中,及时发现材料服役过程中产生的缺陷至关重要。相较于涡流、渗透等传统检测手段和超声、闪灯等激励的主动红外检测技术,激光红外热成像技术不仅具有无需接触、无污染、检测效率高、可在线检测等优点,还具有能量密度高及可对微小区域输入高强度能量的特有优势,可以远距离检测材料的微小缺陷。然而,由于利用激光的主动激励进行缺陷检测,需要热量在材料表面或近表面堆积,并被热像仪捕捉后经处理成像。因此,对于低发射率、低吸收率的材料,激光红外热成像技术效果往往不尽人意。同时,对于材料缺陷特征的表征是研究的热点与难点,特别是针对难以表征的深度特征,研究者往往通过图像处理、工艺方法进行缺陷特征的定量识别与定性表征。此外,对于金属材料的研究比较深入,特别是金属材料表面裂纹的检测,因此对表面裂纹缺陷特征的表征比较完善。而对复合材料以及陶瓷材料等其他材料缺陷检测的研究,近年来才逐渐增多,对复合材料分层、粘脱等缺陷的表征仍有不足,需要提出新的特征参数来完善。

20

标题：

PREP法制备球形CuAl10Fe3铜合金粉末的性能表征

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18080057

摘要：

采用等离子旋转电极雾化技术制备球形CuAl10Fe3铜合金粉末,利用激光粒度分析仪、O&N分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和纳米压痕仪对CuAl10Fe3铜合金粉末的粒径分布、氧氮含量、微观形貌、组织物相及纳米硬度和弹性模量特性进行表征。结果表明,CuAl10Fe3粉末的体积平均粒径(D50)为74 μm,松装密度、振实密度和流动性分别为4.45 g/cm3、4.6 g/cm3、16.3 s/50 g;其平均氧、氮含量分别为0.024%和0.004%,其中氧含量随CuAl10Fe3粉末粒度的减小而增大,氮含量则基本保持一致。XRD分析表明,CuAl10Fe3粉末主要由α相、马氏体β′相和少量的富铁K相组成。大粒径粉末的表面形貌为快速凝固形成的花瓣状胞状树枝晶。随着粉末粒度的减小,表面形貌由胞状树枝晶向平面晶转变,截面形貌则由大块胞晶向细条状晶转变,且小粒径颗粒截面组织明显细化,纳米硬度和弹性模量也增大。

21

标题：

磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料的制备及可见光催化性能

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18090125

摘要：

通过浸渍-焙烧-沉积法制备了一系列磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等方法对其结构、形貌和光吸收特性进行了表征。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,评估了磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料在可见光照射下的光催化活性和稳定性。结果表明,与磷酸银/类石墨氮化碳、磷酸银、类石墨氮化碳相比,磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料表现出优异的光催化活性。系统地研究了磷酸银含量对光催化活性的影响,发现催化剂A/CD8/2表现出最高的光催化活性,可见光照射21 min后,对罗丹明B的降解率高达98.61%;循环使用3次后,对罗丹明B的降解率仍然维持在95%,表现出良好的稳定性和重复使用性。光催化活性的提高主要归因于磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料中光生电子-空穴对的高效分离以及吸附/光催化协同效应。

22

标题：

纤维类吸声材料的研究进展

文章链接：

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18100102

摘要：

纤维材料以其在中高频段良好的吸声效果而被广泛应用于减震降噪领域,特别在航天航空、建筑、汽车等领域受到了国内外学者们的高度关注。其优异的吸声性能得益于材料内部大量的微孔和缝隙,当声波进入材料时,纤维与空气之间的摩擦以及纤维自身的振动等作用将使声能转化为热能而耗散。传统的纤维材料虽然具有良好的吸声效果,但仍存在以下问题:(1)纤维材料对低频段声波的吸收效果并不理想,对低频噪音防护效果差;(2)具有较好吸声效果的纤维材料通常较厚且易变形,使用范围大大受限;(3)传统纤维材料的强力较低、化学稳定性较差且使用寿命较短,更新和维护成本高。随着新材料和新技术的不断开发和完善,对纤维材料的研究已不再局限于使用单一材料及传统的改变结构的方式,而是利用新材料和新技术,着力于开发出吸声性能优异、综合性能良好且厚度适宜的新型材料。目前,国内外学者对纤维吸声材料的研究主要集中于:(1)天然纤维复合材料及废弃纤维吸声材料的研究与开发;(2)将传统纤维材料与纳米纤维层复合以改善其在低频段的吸收效率;(3)纤维材料组织结构变化对吸声性能影响的研究及理论模型的建立。

23

标题：

核壳纳米复合润滑材料研究进展

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18070217

摘要：

润滑材料作为提高机械系统服役寿命的关键材料,已成为高端装备技术发展的重要组成部分。长期以来,探索低摩擦、高耐磨一体化的高性能固体润滑剂是摩擦学材料领域的重要研究方向。通过功能纳米材料的化学定向结合制备具有润滑与耐磨功能的核壳复合粒子,将对提高材料的摩擦学性能具有重要意义。软硬相粒子的结构与分散性是影响润滑材料摩擦学性能的重要因素。传统机械混合法易产生材料的相分离或分散不均匀等问题,已无法满足苛刻工况对材料低摩擦和耐磨损的技术要求。核壳纳米材料由于其复合体系间稳定的界面结合力和可控的表面化学状态,可以实现苛刻工况下润滑材料的长寿命、低摩擦和良好的服役可靠性,在润滑材料领域中具有广阔的应用前景。核壳复合材料在结构调控与形态分布等方面具有较强的灵活性,核壳界面的相互作用可以为可控性制备及形成结构稳定且易于均匀分散的核壳复合体提供重要基础。在结构调控方面,近年来重点开展了核壳纳米材料的组成、结构演变、尺度、形态以及分散性等研究。在制备方法方面,自组装、溶胶-凝胶、微乳液聚合、软硬模板等技术手段对于提高核壳粒子的热力学稳定性和界面作用具有不同的优缺点。在摩擦学机理方面,大量研究揭示了摩擦过程中核壳粒子的动态结构变化规律,通过薄膜润滑理论、渗透层作用机制、第三体抗磨机理、滚动轴承作用和自耗机理等论述,多角度阐明了核壳结构纳米粒子的摩擦学作用机制。在润滑材料的应用方面,各类功能型核壳纳米粒子在提高润滑油功能添加剂、高分子涂层以及高分子复合材料的性能发挥方面起到了重要作用。研究表明,具有特征结构优势的核壳纳米粒子对提高润滑材料的摩擦学性能和承载能力具有重要意义。

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无机质增强木材研究进展与发展趋势

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19010184

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将人工林木材进行增强改性是改良木材材性和缓解木材供需矛盾的重要方法。由于常用有机物质增强木材存在环境污染和性能缺陷等问题,而无机质改性木材具有良好的力学性能、阻燃性能和耐腐性能,能最大限度地保留木材的视觉环境学特性,且其具有价格低廉、天然无毒等优良特性,逐渐成为研究者们的关注重点。本文介绍了无机质增强木材机理及特性,阐述了无机质增强木材的五种方法:直接浸注法、双剂扩散法、溶胶-凝胶法、插层复合法和其他方法,并分析了五种方法对改性木材性能的影响。提出了超声波辅助与无机质结合增强木材、无机-有机杂化和原位浸渍法增强木材的发展趋势,并指出了无机质增强木材研究仍需解决的问题。

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逆式组合结构镍钛血管支架的径向支撑性能有限元研究

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18100067

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径向支撑性能是血管支架设计过程中需要考虑的重要指标之一。本工作通过有限元模拟,探究了M型支架结构参数对两种不同结构支架在工作过程中的径向支撑性能及稳定性的影响,包括支架丝径、主峰高度、头数、主次波峰周向长度比、主次峰高度比。结果显示:两种支架在工作过程中最大主应变出现在主峰弯角处,表明此处为失效危险点;丝径对两种支架径向支撑性能的影响最大,其次为主峰高度,而其他因素影响较小;丝径与头数的增加会降低两种支架在工作过程中支撑性能的稳定性,而其他因素无明显影响;丝径增加时,两种结构的径向支撑性能均会提高;此外,除丝径外的四种因素的数值增加时,顺式结构的径向支撑性能无明显变化而逆式结构的径向支撑性能降低;在各因素作用下,逆式结构支架的径向支撑性能优于顺式结构。

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均匀化态GH3625合金热加工图及短流程热挤压管材研究

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18080005

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在Gleeble-3800热模拟机上对均匀化态GH3625合金进行等温热压缩实验,研究了该合金在变形温度为800~1 200 ℃、应变速率为0.01~10 s-1条件下的热变形行为。利用动态材料模型建立了均匀化态GH3625合金的热加工图,然后基于热加工图在卧式挤压机上对均匀化态GH3625合金进行短流程热挤压管材试验,并验证了其可行性。研究表明,GH3625合金在热压缩变形过程中,加工硬化和动态再结晶软化共同发挥作用,使得真应力-真应变曲线呈典型的动态再结晶特征。加工图中的安全区为变形温度1 150~1 200 ℃、应变速率0.01~0.1 s-1,该区域的最大峰值效率为0.48。空心管坯在挤压温度为1 150 ℃、挤压速度为50 mm/s和挤压比为7.4的条件下,成功挤压出规格为Φ43 mm×9.5 mm的GH3625合金荒管,其组织及力学性能接近于传统热挤压工艺制备的管材。

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功能型酪素基复合材料的研究进展

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18090229

摘要：

酪素作为一种天然产物蛋白质,既可以溶于酸也可以溶于碱。酪素溶解在氨水中所形成的膜不易溶于水,酪素和硼砂形成的溶液耐贮存且具有抗腐败的作用,因此,在实际操作中通常采用硼砂和氨水来溶解酪素。然而,单纯溶解酪素已不能满足现代工业的需求,为更好地应用于现代工业领域,需要对酪素进行一定程度的功能化改性。一般情况下,相比于未改性的酪素,改性酪素具有以下优点:(1)耐水性能更高;(2)成膜柔韧性更高;(3)耐微生物稳定性更高;(4)具有自清洁性、抗紫外性能和药物缓释等特殊性能。截至目前,向酪素中引入纳米氧化锌(ZnO)、纳米二氧化钛(TiO2)和纳米四氧化三铁(Fe3O4)等纳米粒子来改性酪素的研究已取得了初步成功,这些纳米粒子的引入可赋予酪素体系抗菌、自清洁和缓释等特殊性能。其中,采用单原位聚合法将纳米ZnO引入己内酰胺改性酪素的体系中,制得酪素基纳米ZnO复合乳液并将其应用于皮革涂饰,可赋予体系一定的抗菌性能;采用双原位聚合法将纳米TiO2引入聚丙烯酸酯改性酪素体系中,制得酪素基纳米TiO2复合乳液并将其应用于皮革涂饰,可赋予体系自清洁性能;通过设计微胶囊结构,将纳米Fe3O4包覆在酪素胶束中,在外加磁场的作用下,应用到可控药物释放领域可赋予体系缓释功能。此外,还可在酪素体系中引入氧化石墨烯(GO)或蒙脱土(MMT)等纳米材料,赋予体系不同的特殊功能,使其应用更加广泛。

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超薄金属透明导电膜及其应用研究进展

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18040164

摘要：

透明导电薄膜被广泛地应用于显示、太阳能电池、发光二极管等光电子器件。近年来,随着信息技术和新材料的不断革新,柔性电子器件在显示、能源及可穿戴等领域得以迅速发展,这对透明导电薄膜的柔性化提出了新的挑战。相比于其他类型柔性透明导电薄膜,超薄金属导电薄膜具有柔性好、导电性好、光电性能均匀、稳定性好、成本低和可大规模制备等优点,有望成为替代ITO的理想材料。超薄金属薄膜的生长和其光电特性息息相关。与常规电介质衬底相比,金属普遍具有较大的表面能,因而金属薄膜在衬底表面通常按照岛状模式生长,阈值厚度高。对薄膜厚度低于阈值厚度的金属薄膜而言,在电学特性方面,纳米团簇形貌使电子在薄膜晶界和表面被过多散射,电子迁移率受到抑制,从而导致电阻率较高。而在光学特性方面,离散的纳米团簇也会引起局域表面等离子体共振,使超薄金属薄膜的透过率曲线在特定波长处明显下降。尽管进一步增加薄膜厚度可以降低电阻率,但厚度的增加会使透过率下降。因此,金属薄膜的超薄、低阈值厚度连续生长是同时获得良好的光学和电学特性的关键。已有的降低超薄金属薄膜阈值厚度的方法包括添加氧化物缓冲层和金属种子层、表面处理、掺杂及低温沉积等。其中添加氧化物的方法因可选择材料种类丰富、制备工艺简单可控等优点,成为制备超薄金属薄膜最普遍的方法;引入金属种子层和掺杂的方法可有效提高金属薄膜的润湿性,然而,其他金属的引入会带来薄膜光学损耗的问题;表面处理的方法对薄膜光学性能的影响较小,其利用聚合物分子层的官能团与金属原子间的键合作用抑制金属原子的扩散;对温度精确控制的要求较高和设备昂贵使低温沉积法的推广面临挑战。本文概述了超薄金属透明导电薄膜的最新研究进展,归纳总结了超薄金属薄膜的生长模式、电学特性和光学特性,重点介绍了降低超薄金属薄膜阈值厚度、实现薄膜连续化生长的多种方法及原理,分析了超薄金属薄膜在太阳能电池、OLEDs、长程表面等离子体激元波导以及Low-E涂层领域的应用情况。最后讨论了超薄金属透明导电膜未来的发展方向。

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储氢合金作为直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的研究进展

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18060105

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直接硼氢化物燃料电池(DBFC)是一种可以直接将化学能转化成电能的新型燃料电池,该类电池因具有理论电压高、能量密度大、环境污染小等优点而备受关注。然而,在DBFC工作的过程中,BH4-容易发生水解而释放出氢气,导致实际转移的电子数目减少,燃料利用率降低,同时生成的氢气还会给电池带来隐患。研究表明,DBFC的性能很大程度取决于硼氢化物分子在DBFC阳极上发生的电化学反应, 而阳极上的电化学反应又直接受阳极催化剂的控制。因此,阳极催化剂是影响DBFC电化学性能的关键因素。以往研究者们多采用贵金属单质(例如Au、Pt、Ag、Pd等)或贵金属合金作为DBFC阳极催化剂,也有的采用过渡金属(例如Ni)。贵金属催化剂具有优异的催化性能,但高昂的成本限制了它们的广泛应用。过渡金属成本较低,但其催化性能却不够突出。因此,阳极催化剂的选择是DBFC能否广泛应用的关键。近年来,具有可逆吸、放氢性能的储氢合金由于其特殊的储氢特性引起了DBFC研究者们的极大关注,他们将储氢合金用作DBFC阳极催化剂。研究表明,储氢合金除了具有与贵金属催化剂相类似的催化能力外,还能将DBFC工作过程中发生的水解副反应释放出来的氢吸附(或存储),并在一定条件下再将氢以电能的形式释放出来,从而提高了燃料的利用率。此外,储氢合金作为DBFC阳极催化剂,不仅降低了原材料成本,还抑制了水解副反应,从而提高了燃料的利用率,同时该合金在稳定性方面也有一定的优势。为进一步发挥储氢合金的催化性能,研究者们对储氢合金进行表面修饰、晶体结构改变、成分优化等多角度研究。理论和实验研究证明,储氢合金是一种具有应用潜力的DBFC非贵金属催化剂。

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异氰酸酯指数对聚氨酯硬泡阻燃、热稳定性及燃烧性能的影响

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18080143

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制备了异氰酸酯(NCO)指数分别为1.5和3的纯样聚氨酯硬泡(RPUF)、聚磷酸铵阻燃聚氨酯硬泡(RPUF/APP)以及可膨胀石墨阻燃聚氨酯硬泡(RPUF/EG),研究了不同NCO指数对有/无添加常用阻燃剂的聚氨酯硬泡在阻燃、热稳定性以及燃烧性能方面的影响。极限氧指数(LOI)结果表明,各阻燃体系的LOI值均表现出随NCO指数的增大而增大的趋势,其中RPUF/EG的LOI值的增幅最大,从29.5%升至33.5%。热重分析(TG)结果显示,提高NCO指数可以有效提高各样品的初始分解温度以及残炭量。锥形量热仪(Cone)数据显示,NCO指数的增大能有效降低RPUF和RPUF/EG的热释放速率。各样品质量损失速率逐渐放缓,残炭率随着NCO指数的增大而增大。这些结果证明了NCO指数对聚氨酯硬泡的阻燃性、热稳定性及燃烧性能具有显著的影响,在研究阻燃聚氨酯硬泡时应该引起重视。

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显微组织对贝氏体钢筋氢脆敏感性的影响

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.17090254

摘要：

通过电化学充氢、慢拉伸实验并结合XRD、SEM、TEM和EBSD等显微组织表征方法,研究了显微组织对两种不同强度级别贝氏体钢筋氢脆敏感性的影响。结果表明:PSB1080钢筋强度高,但氢脆敏感性却低于PSB830钢;PSB830钢筋的组织分布不均匀,马氏体块尺寸差异较大,马氏体中高密度的位错为可逆氢陷阱,充氢之后氢分布不均匀,在拉伸的过程中,氢原子随位错迁移,扩散富集至裂纹尖端,裂纹在脆性大的马氏体和强度低的铁素体中扩展迅速,氢脆敏感性大。PSB1080钢筋板条间的残留奥氏体为不可逆氢陷阱,阻碍了氢原子的扩散富集,此外其组织的均匀性使钢中氢的分布也相对均匀,氢脆敏感性小。亚微米、纳米级的残留奥氏体同时具有良好的机械稳定性和化学稳定性,缓解了应力集中,阻碍了裂纹的扩展。

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基于CiteSpace的储热技术研究进展与趋势

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18040146

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热技术是利用蓄热材料储存热量然后在需要的时候释放,用以调节能源供应与能源需求在时间、空间或强度上的不匹配。该技术在太阳能热发电、工业余热回收、电子器件热管理、建筑节能等领域具有广泛的应用前景。为系统分析储热技术的发展动态,以Web of Science数据库中收录的2007—2017年“Thermal energy storage”为主题的文献为数据源,借助信息可视化软件CiteSpace对所采集的数据进行分析,绘制出储热技术国家、机构和研究人员合作图谱,展示该技术研究力量的分布与科研合作情况;利用软件共现分析得到储热技术的热点科学领域,同时利用关键词共现网络图谱和文献共被引网络图谱分析了储热技术的研究热点、研究前沿及发展趋势,指出新型多尺度复合结构储热材料和混合储热模式是未来研究的重点。

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纤维素羧酸钠基半互穿高吸水凝胶的温控溶胀效果

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.17120075

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具有温控溶胀性的高吸水凝胶由于其独特的性能,如随环境温度微小变化,材料体积发生多种改变,在学术研究及工业应用领域都属于一种多用途、有前途的功能材料。纤维素羧酸钠(CAS)是一类通过纤维素选择性氧化反应得到的水溶性衍生物,但对其功能凝胶改性的研究鲜有报道。本工作以蔗髓为原料改性得到的CAS为线性聚合物,丙烯酰胺(AM)和二烯丙基二甲基氯化铵(DAC)为共聚单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)为交联剂,采用序列合成法制得半互穿网络结构的CAS/聚合(AM-co-DAC)凝胶。利用红外光谱、X射线光电子能谱仪及扫描电镜对凝胶化学组成及表面形态进行表征,研究CAS、引发剂用量及介质性质对凝胶在不同温度作用下溶胀能力的影响。结果表明:制备的CAS基凝胶的溶胀度高且受温度控制;随着温度升高,溶胀度提升;溶胀能力及其温控灵敏性取决于凝胶的化学构成及溶液性质。

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改性活性炭吸附甲苯废气的研究进展

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.18010017

摘要：

甲苯是一种有毒的挥发性有机物,会对环境造成严重危害。活性炭吸附法是处理甲苯的经典工艺,但普通活性炭通常存在灰分高、吸附选择性差、孔径分布不均匀及表面官能团限制等问题。为了更高效、更有针对性地吸附目标物质,需要对活性炭进行改性处理。研究人员从选择合适的改性物质、处理工艺、操作条件及改性物剂量等方面不断尝试来确定最佳改性方法。目前活性炭的改性方法主要有酸碱改性法、负载杂原子和化合物改性法、低温等离子体改性法、微波改性法等。酸碱改性法通过去除活性炭中酸碱可溶性物质来降低灰分含量,从而扩大其比表面积和孔道容积。相较酸改性,碱改性可提高活性炭表面碱性官能团数量,增强其表面π-π色散力,使活性炭整体的非极性提升,有利于其吸附弱极性的甲苯。负载杂原子和化合物改性法是利用负载的杂原子和化合物与甲苯之间的络合作用来提高活性炭的吸附性能,但引入的杂原子和化合物含量过高时易堵塞孔道,降低活性炭对甲苯的吸附容量。低温等离子改性法具有能耗低、使用范围广和效率高等优点,是一项去除污染物的环保新技术,不仅可改变活性炭表面的化学性质,也会对其界面物性产生影响,在活性炭表面处理方面显示出广阔的应用前景。微波改性法利用微波能量在活性炭表面产生更多的活性位点,配合通入的还原性气体还能分解活性炭表面的酸性官能团,增强其碱性。微波加热可以去除活性炭孔道内部的杂质,但随着温度的升高,会造成炭骨架收缩,不利于吸附的进行。其中微波辐照功率、改性物的浓度及辐照时间是微波改性法中需要控制的关键因素。

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BPCA分子标志物法对土壤体系中生物炭性质的描述

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http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.201903021

摘要：

生物炭因具有特殊的理化性质,在碳封存、土壤改良和污染控制领域的应用已成为全球性的热点问题。然而,不同来源、不同温度下形成的生物炭理化性质存在较大差异,且生物炭在进入土壤环境后,在生物和非生物的作用下,其数量和性质也会发生变化,这都将影响生物炭在环境系统中的迁移、转化和生物地球化学循环过程。显而易见,通过生物炭的初始状态预测其长期环境效应并不可行,但大部分的研究中都将生物炭视为一个静态组分,这不利于对生物炭施用安全和环境效应的客观评估。为系统理解生物炭施用后的环境功效,客观上需要监控并动态描述其性质变化。遗憾的是,目前没有很好的方法将生物炭从土壤中分离出来,从而测定其含量和性质。如何在复杂混合体系中描述生物炭的性质,成为动态理解生物炭环境功效的主要技术难题。BPCA分子标志物法常用于描述土壤中炭黑或高缩合度有机质的含量并推演其燃烧历史,由于生物炭具有与其相似的高度芳香化结构单元,BPCA分子标志物法也适用于描述土壤体系中生物炭性质。研究发现,BPCA分子标志物单体可以用于分析复杂体系中生物炭的相对含量,其单体比值(如B5CA/B6CA和B6CA/B4CA)不仅可用于描述生物炭及其老化后的性质(尤其是芳香缩合度)并辨析其来源,还能描述生物炭老化前后对有机污染物的吸附特性。而且BPCA分子标志物法可以促进研究者们对生物炭与土壤无机矿物之间相互作用机制的理解。此外,同位素技术还可作为BPCA分子标志物技术的一个重要补充,其中,针对BPCA单体的稳定同位素技术(如13C)能更准确地描述生物炭的迁移和转化。本文归纳了BPCA分子标志物法在生物炭领域的研究进展,以及该法对复杂土壤体系中生物炭的定量、定性描述,分析了BPCA分子标志物法的优缺点并展望了其前景。BPCA分子标志物法有望成为生物炭环境行为和功能评估的重要技术手段,且该技术的发展和成熟,将大大推动生物炭研究的进展。

看完以上作品

是不是被封面艺术吸引住了呢？

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