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激光增材/渗硅复合成形C_(sf)/SiC复合材料的界面性能研究
1
作者 孙策 陈鹏 +10 位作者 钱锦豪 高夏莉 田海洋 杨辰倩 涂溶 章嵩 杨梅君 韩潇 杨丽霞 史玉升 刘凯 《材料工程》 北大核心 2026年第2期101-112,共12页
激光增材/渗硅成形碳纤维增强碳化硅(C_(sf)/SiC)复合材料内部C_(sf)易被熔融Si侵蚀,限制了纤维对基体的强韧化效果。针对上述问题,提出采用水热碳化、浸涂裂解工艺在C_(sf)表面分别包覆热解碳(PyC)与碳化硅(SiC)涂层,制备了C_(sf)/SiC... 激光增材/渗硅成形碳纤维增强碳化硅(C_(sf)/SiC)复合材料内部C_(sf)易被熔融Si侵蚀,限制了纤维对基体的强韧化效果。针对上述问题,提出采用水热碳化、浸涂裂解工艺在C_(sf)表面分别包覆热解碳(PyC)与碳化硅(SiC)涂层,制备了C_(sf)/SiC复合材料,揭示了纤维表面涂层对C_(sf)/SiC复合材料显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:SiC涂层可阻碍C_(sf)与熔融Si的直接接触,避免二者在界面处发生溶解-沉淀反应,从而保护C_(sf)。相较于添加C_(sf)和C_(sf)@PyC的C_(sf)/SiC复合材料,添加C_(sf)@SiC的C_(sf)/SiC复合材料内部纤维仍保留较好的原始结构,而前两者内部C_(sf)均出现反应侵蚀现象。由于SiC涂层保护而保留下来的纤维通过裂纹偏转、涂层脱粘、纤维拔出等机制在一定程度上提升了C_(sf)/SiC复合材料的弯曲强度和断裂韧度,相较于添加C_(sf)、C_(sf)@PyC的C_(sf)/SiC复合材料分别提高了7.1%和8.3%,最大达到246.09 MPa和3.28 MPa·m^(1/2)。通过纤维表面涂层优化实现了C_(sf)/SiC复合材料强度与韧性的协同提升,为LPBF/LSI制备高性能C_(sf)/SiC复合材料提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 3D打印 激光粉末床熔融 液态渗硅 C_(sf)/SiC复合材料 涂层
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三维有序大孔材料在污染物降解方面的研究进展
2
作者 张雨 许超凡 +3 位作者 张磊涛 李军波 程秋丽 吴文澜 《化工新型材料》 北大核心 2026年第1期84-89,共6页
随着环境污染问题的日益严峻,开发高效的污染物降解材料已成为研究热点。三维有序大孔材料因其独特的结构特性,在污染物降解领域展现出巨大潜力。其大孔结构有利于物质的快速扩散与传质,高比表面积充足且稳定可用的反应活性位点,从而显... 随着环境污染问题的日益严峻,开发高效的污染物降解材料已成为研究热点。三维有序大孔材料因其独特的结构特性,在污染物降解领域展现出巨大潜力。其大孔结构有利于物质的快速扩散与传质,高比表面积充足且稳定可用的反应活性位点,从而显著增强污染物的吸附与降解能力。这种材料的综合优势,使其有望成为解决日益复杂环境污染问题的“利器”。 展开更多
关键词 三维有序大孔 水相/气相污染物 污染物降解 环境修复
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基于甜菜根的氧掺杂多级多孔碳的制备及其电化学性能研究
3
作者 于泳泳 王聪伟 +3 位作者 李榕雨 陈传义 赵浩志 李刚 《化工新型材料》 北大核心 2026年第3期79-84,共6页
针对低成本、绿色高能量密度储能材料的迫切需求,首次运用一种将预碳化与碳酸钾活化相结合的两步法制备策略,从甜菜根当中提取出高性能且生物相容性良好的多级多孔碳材料(BRAC)。进一步探究了活化温度对材料微观结构演变所产生的影响,... 针对低成本、绿色高能量密度储能材料的迫切需求,首次运用一种将预碳化与碳酸钾活化相结合的两步法制备策略,从甜菜根当中提取出高性能且生物相容性良好的多级多孔碳材料(BRAC)。进一步探究了活化温度对材料微观结构演变所产生的影响,并且对BRAC的结构特征、孔隙分布特性以及元素组成等关键性能指标予以详尽解析。结果表明:在最优活化条件下制得的BRAC-700样品,展现出了高度发达的分级多孔结构,其比表面积高达1658.88m^(2)/g。基于BRAC-700样品组装的超级电容器显示出优异的比电容(在0.5A/g下为340F/g),并且在20A/g下保持超过50%的比电容。用双电极配置构造的基于BRAC-700的对称超级电容器在250W/kg下显示出12.92Wh/kg的能量密度。可为未来先进储能领域提供了极具前景的解决方案,有望以低成本、绿色工艺实现可再生生物质衍生碳材料的工业化规模生产。 展开更多
关键词 甜菜根 多孔碳材料 碳酸钾 超级电容器
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微藻水热碳化技术的机理、调控与应用:面向“双碳”目标的生物质基功能材料的研究进展
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作者 毕浩 韩清清 +3 位作者 吴平 陈思源 虞育杰 黄睿 《材料导报》 北大核心 2026年第4期237-247,共11页
本文围绕微藻水热碳化技术展开全面综述,旨在实现“双碳”目标下替代传统碳材料制备路径。传统碳材料源于化石燃料,而生物质是理想替代品,微藻因自身特性成为制备掺杂碳材料的优质碳源。本文首先阐述微藻水热碳化原理,涵盖微藻主要成分... 本文围绕微藻水热碳化技术展开全面综述,旨在实现“双碳”目标下替代传统碳材料制备路径。传统碳材料源于化石燃料,而生物质是理想替代品,微藻因自身特性成为制备掺杂碳材料的优质碳源。本文首先阐述微藻水热碳化原理,涵盖微藻主要成分(碳水化合物、蛋白质、脂质等)在水热碳化中的转化及其对产物产生的影响,并系统解析了水热碳化反应机理的化学本质及其相互作用机制,基于上述机理,探讨了温度、水热时长等关键参数对碳材料理化特征的调控作用。在此基础上,本文综述了微藻水热碳材料在环境治理(污水治理、气体吸附、土壤改良)、储能(电池与超级电容器储能)和催化等领域的广泛应用,因其具有高比表面积等优异物理化学特性,在各领域表现出色。最后指出该技术虽取得进展,但在材料性能优化和反应机理研究上仍面临挑战,未来有望通过工艺创新、深入研究内在联系及结合新兴技术,实现大规模工业化生产,提升材料性能,拓展应用边界,助力可持续发展。 展开更多
关键词 “双碳”战略 碳材料制备 生物质 微藻 水热碳化 性能调控 碳材料应用
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表面活性剂对多孔地聚物孔结构的调控研究
5
作者 薛斯亭 陈曦平 +3 位作者 罗洪杰 吴林丽 姜昊 逯奕含 《材料导报》 北大核心 2026年第3期94-100,共7页
为优化粉煤灰基多孔地聚物的孔结构,本工作对比了5种表面活性剂对粉煤灰基多孔地聚物孔隙特性及力学性能的影响。结果表明,添加表面活性剂未改变地聚物基体的物相及化学组成,但能够通过降低碱激发剂溶液的表面张力,提升多孔地聚物的泡... 为优化粉煤灰基多孔地聚物的孔结构,本工作对比了5种表面活性剂对粉煤灰基多孔地聚物孔隙特性及力学性能的影响。结果表明,添加表面活性剂未改变地聚物基体的物相及化学组成,但能够通过降低碱激发剂溶液的表面张力,提升多孔地聚物的泡沫稳定性,进而改善其孔隙结构。基于对孔结构与抗压强度的综合评估,5种表面活性剂的最佳添加量分别为:Meap-k 0.04%、SDS 3%、CTAB 2%、Tween-801%以及APG 0.7%。 展开更多
关键词 表面活性剂 多孔地聚物 粉煤灰 孔隙率 抗压强度 表面张力
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二维纳米材料MXene用于肿瘤诊疗的研究进展
6
作者 刘玉爽 王娟 +4 位作者 沈雨楠 平宇彤 朱妍慧 王欣 孙正明 《材料导报》 北大核心 2026年第5期153-163,共11页
临床数据显示肿瘤已成为全球第二大死因。但是,传统的肿瘤诊疗技术仍存在一定局限性,新材料的发展为其带来了新的希望。二维纳米层状过渡金属碳/氮化物MXene凭借丰富的可调性、高比表面积、优异的光热转换效率及良好的生物相容性,在肿... 临床数据显示肿瘤已成为全球第二大死因。但是,传统的肿瘤诊疗技术仍存在一定局限性,新材料的发展为其带来了新的希望。二维纳米层状过渡金属碳/氮化物MXene凭借丰富的可调性、高比表面积、优异的光热转换效率及良好的生物相容性,在肿瘤诊疗领域展现出巨大潜力。本文系统综述了MXene的生物安全性及在肿瘤诊断与治疗中的研究进展。在生物安全性方面,MXene的化学稳定性受到结构缺陷、官能团和环境等因素的显著影响,但可通过表面改性、稳定剂和复合等手段加以改善。MXene在生物体内主要通过肝脏库普弗细胞溶酶体降解并随粪便排泄,经过改性可获得优异的生物相容性与低毒性。在肿瘤诊疗中,MXene可以用作荧光成像、光声成像、X射线计算机断层扫描成像、磁共振成像等成像技术的造影剂,以及用于药物递送系统、光热疗法、光动力疗法、免疫疗法、协同疗法等,且经MXene修饰的植入物可抑制术后肿瘤复发并促进骨再生。 展开更多
关键词 MXene 二维材料 生物安全性 肿瘤诊疗 协同疗法
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Cl^(-)浓度对直流电沉积铜箔组织结构与性能影响
7
作者 赵运豪 高颢洋 +5 位作者 孙奕 冯涛 罗冲 董刚 郑月红 喇培清 《有色金属(中英文)》 北大核心 2026年第2期216-225,共10页
电解铜箔因其优异的导电性和导热性,被广泛用于锂离子电池负极集流体。随着电子和通信技术的发展,市场对更薄、更高性能的铜箔需求增加。为满足这一需求,通常在电解液中添加调控剂,优化铜箔晶粒尺寸和取向,从而提升其力学性能和表面质... 电解铜箔因其优异的导电性和导热性,被广泛用于锂离子电池负极集流体。随着电子和通信技术的发展,市场对更薄、更高性能的铜箔需求增加。为满足这一需求,通常在电解液中添加调控剂,优化铜箔晶粒尺寸和取向,从而提升其力学性能和表面质量。氯离子(Cl^(-))是重要添加剂,其浓度显著影响电解铜箔的组织与性能。本文通过调节电解液中NaCl含量改变Cl^(-)浓度,系统分析了不同浓度下铜箔的结构与性能变化。结果表明:当Cl^(-)浓度从40 mg·L^(-1)升至80 mg·L^(-1)时,铜箔毛面(M面)的(220)_(Cu)择优取向呈现先增强后减弱的趋势;厚度先增加后减少;M面粗糙度先降低后升高;抗拉强度整体先上升后下降,而延伸率则持续上升。当Cl^(-)浓度为60 mg·L^(-1)时,铜箔表面形貌最佳,平均晶粒尺寸为0.66μm,高角度晶界占比最高达88.10%,M面粗糙度最低,抗拉强度达到峰值547 MPa,延伸率为最优值6.03%。 展开更多
关键词 铜箔 直流电沉积 Cl^(-)浓度 微观结构 力学性能
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多层交叉孔结构氧化铝基陶瓷的微挤出3D打印成形及污水过滤性能
8
作者 王毅 张驰 +4 位作者 刘富初 王妙 綦吉 孙庆磊 韩光超 《材料工程》 北大核心 2026年第2期122-133,共12页
以氧化铝和碳酸钙粉末为基体材料、聚乙烯醇溶液为黏结剂和乙酸为分散剂制备陶瓷浆料,采用微挤出3D打印成形技术制备多孔氧化铝基陶瓷,研究了多孔氧化铝基陶瓷的孔道结构、厚度对污水过滤性能的影响及其机理。结果表明,采用逐层递增30&#... 以氧化铝和碳酸钙粉末为基体材料、聚乙烯醇溶液为黏结剂和乙酸为分散剂制备陶瓷浆料,采用微挤出3D打印成形技术制备多孔氧化铝基陶瓷,研究了多孔氧化铝基陶瓷的孔道结构、厚度对污水过滤性能的影响及其机理。结果表明,采用逐层递增30°填充角度和改变填充率的微挤出3D打印成形方法,成功制备了孔径小于0.1 mm的多层交叉孔结构的氧化铝基陶瓷。交错分布的孔道可对污水进行分流、增大污水的有效过滤面积,较厚的多层级交叉孔氧化铝多孔过滤陶瓷处理污水的路径更长,有利于去除污水中的小分子颗粒。当填充率为90%、多孔陶瓷厚度超过8 mm时,污水浊度的去除率超过90%、过滤后的污水浊度低于10 NUT,满足工业、农业用水要求。基于吸附、筛分-滤饼-深床过滤机理,构建了多层交叉孔与贯通孔的过滤机理模型。兼具亚微米、微米级孔隙的多层交叉孔结构氧化铝基陶瓷在污水的渗透性及过滤能力方面优于贯通孔氧化铝过滤陶瓷,多层交叉孔氧化铝过滤陶瓷在污水处理方面具有较大的应用潜力。本研究成果为微挤出3D打印技术在多孔陶瓷过滤领域的应用提供了有益参考。 展开更多
关键词 微挤出3D打印技术 氧化铝多孔陶瓷 多层级交叉孔 污水过滤
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铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)陶瓷的电卡效应
9
作者 蒋妮玉 孙浩宸 +2 位作者 林明梅 王定远 刘来君 《无机材料学报》 北大核心 2026年第1期96-104,共9页
电卡效应制冷技术因其高效节能、易小型化及环境友好等优势成为固态制冷领域的研究热点,然而在低电场下实现大绝热温变(ΔT)和宽工作温区(T_(span))仍面临挑战。本研究通过传统固相反应法制备了不同钛酸铅(PT)含量的(1-x)Pb(Mg_(1/3)Nb_... 电卡效应制冷技术因其高效节能、易小型化及环境友好等优势成为固态制冷领域的研究热点,然而在低电场下实现大绝热温变(ΔT)和宽工作温区(T_(span))仍面临挑战。本研究通过传统固相反应法制备了不同钛酸铅(PT)含量的(1-x)Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-xPbTiO_(3)(x=0.08,0.10,0.12,0.14)铁电弛豫体陶瓷,探究了PT含量对材料电卡性能的影响机制。结果表明,随着PT含量增加,材料的弛豫体特性逐渐减弱,介电频率色散程度降低,铁电行为趋于典型铁电体。其中,0.88PMN-0.12PT样品在50 kV/cm低电场下表现出优异的电卡性能,ΔT最大值达1.60 K,且在30~180℃宽温区内ΔT均高于0.5 K。压电力显微镜(Piezoresponse force microscopy,PFM)显示该样品具有均匀分布的长程铁电畴结构,其温度变化源于电场卸载过程中铁电畴从有序态向无序态转变引起的熵变。结合介电、铁电及畴结构分析,揭示了弛豫铁电体的弥散相变特性与宽温区电卡性能的关联性。本研究为低场驱动、宽温区适用的铅基电卡材料设计提供了理论依据,并展示了其在固态制冷器件中的潜在应用价值。 展开更多
关键词 铌镁酸铅-钛酸铅 电卡效应 弛豫铁电体 宽温度区间
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聚氨酯/SiO_(2)日间辐射制冷薄膜的制备及性能
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作者 李伏曦 荆为龙 +2 位作者 刘茗娆 吴大雄 朱海涛 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 2026年第1期61-67,共7页
日间辐射制冷材料通过对太阳光高反射和大气窗口(8~13μm)高发射实现无能耗制冷,是多学科研究的热点。以聚氨酯(PU)和SiO_(2)为主原料,采用静电纺丝法制备了辐射制冷复合薄膜;研究了不同工艺、不同SiO_(2)含量以及不同厚度制备的样品对... 日间辐射制冷材料通过对太阳光高反射和大气窗口(8~13μm)高发射实现无能耗制冷,是多学科研究的热点。以聚氨酯(PU)和SiO_(2)为主原料,采用静电纺丝法制备了辐射制冷复合薄膜;研究了不同工艺、不同SiO_(2)含量以及不同厚度制备的样品对太阳反射率和大气窗口发射率的影响;探讨了最佳样品的辐射制冷性能和应用。结果表明:采用静电纺丝法可制备蜘蛛网状结构薄膜,SiO_(2)含量为15%(质量分数)时,其太阳光谱平均反射率为96.0%,大气窗口平均发射率为95.5%;在太阳辐照下(450 W·m^(−2)),净辐射制冷功率为67.6 W·m^(−2),可达到低于环境温度5.3℃的效果。 展开更多
关键词 辐射制冷 静电纺丝 聚氨酯 二氧化硅
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基于浆料直写成形锆锰共掺杂对氧化铝基陶瓷性能的影响
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作者 冯广海 樊索 +1 位作者 杨力 刘菁非 《铸造》 2026年第2期113-122,共10页
为满足功能陶瓷高力学性能和复杂几何结构双重需求,基于浆料直写成形(DIW)技术,系统探讨了ZrO_(2)与MnO_(2)协同强化效应对氧化铝基陶瓷力学性能和微观结构的影响。结果表明:1μm的3Y-ZrO_(2)对Al_(2)O_(3)基体强化效果最好,且抗弯强度... 为满足功能陶瓷高力学性能和复杂几何结构双重需求,基于浆料直写成形(DIW)技术,系统探讨了ZrO_(2)与MnO_(2)协同强化效应对氧化铝基陶瓷力学性能和微观结构的影响。结果表明:1μm的3Y-ZrO_(2)对Al_(2)O_(3)基体强化效果最好,且抗弯强度随着添加量(质量分数)的提高而增大;加入8%3Y-ZrO_(2)能形成连续晶界网络,1600℃烧结温度下陶瓷抗弯强度达63.9 MPa;添加MnO_(2)能形成液相烧结,促进致密化,同时优化晶界结构。最终确定添加8%1μm 3Y-ZrO_(2)与2%MnO_(2)为最佳配比,在1600℃烧结后陶瓷的抗弯强度从纯Al_(2)O_(3)的26.86 MPa提升至136.51 MPa。 展开更多
关键词 氧化铝陶瓷 浆料直写成形 力学性能 氧化锆增韧氧化铝 二氧化锰
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复合法制备石墨烯纳米片
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作者 李彬彬 曹峻豪 +1 位作者 陈孟达 毋伟 《中国粉体技术》 2026年第1期73-85,共13页
【目的】针对石墨烯制备过程面临的污染多、成本高、工业化难度大等问题,寻找一种绿色节能、易工业化的高效石墨烯制备方法。【方法】采用球磨剥离的方式,在水相体系中制备石墨烯纳米片;采用单因素变量法探讨工艺条件对石墨烯纳米片产... 【目的】针对石墨烯制备过程面临的污染多、成本高、工业化难度大等问题,寻找一种绿色节能、易工业化的高效石墨烯制备方法。【方法】采用球磨剥离的方式,在水相体系中制备石墨烯纳米片;采用单因素变量法探讨工艺条件对石墨烯纳米片产量的影响,并以高温煅烧法研究此工艺中的表面活性剂去除方式。【结果】在较优的工艺条件下,可生产固含物质量浓度为2.42 g/L的石墨烯纳米片分散液,约有数量分数为70%的石墨烯纳米片粒径为400~800 nm,较优工艺生产的产品层数为5~12,Raman光谱的D峰强度(I_(D))与G峰强度(I_(G))之比为0.318,缺陷较少;在氮气氛围下400℃煅烧30 min可去除产品中的大部分表面活性剂,950℃时煅烧可更彻底地去除表面活性剂,此温度处理后的石墨烯纳米片电导率可达1.3×10^(4) S/m。【结论】建立一种绿色环保、易工业化的高效石墨烯纳米片制备工艺,并提供一种表面活性剂的去除方式,大幅提升工艺产品的电导率,拓宽应用领域。 展开更多
关键词 液相剥离 球磨法 石墨烯纳米片 表面活性剂
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掺硼金刚石膜电极处理有机废水的研究进展
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作者 岳凤 任瑛 姬爽爽 《超硬材料工程》 2026年第1期31-37,共7页
掺硼金刚石(BDD)电极凭借卓越电化学性能在污水处理领域应用广泛。通过高温高压法或化学气相沉积法合成可合成高质量BDD薄膜,进而采用表面修饰、刻蚀或构建复合电极等手段显著提升性能。有机废水因高浓度的氨氮、COD(化学需氧量)等污染... 掺硼金刚石(BDD)电极凭借卓越电化学性能在污水处理领域应用广泛。通过高温高压法或化学气相沉积法合成可合成高质量BDD薄膜,进而采用表面修饰、刻蚀或构建复合电极等手段显著提升性能。有机废水因高浓度的氨氮、COD(化学需氧量)等污染物对环境和人体健康产生不利影响,而BDD电极作为新型阳极材料能高效降解COD及有机物污染物,被广泛应用于电化学降解有机废水领域。本文主要从电极制备方法、电极修饰以及复合电极合成方面展开讨论,并重点介绍了新型BDD电极的制造技术,展示了其在医疗废水、农业废水及焦化废水处理方面取得的进展。 展开更多
关键词 掺硼金刚石 电极 有机废水 化学气相沉积
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Cr_(2)O_(3)-C陶瓷复合涂层的制备及摩擦学性能研究
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作者 黄淑琪 程驰 +2 位作者 黄益聪 林鑫 袁祥奕 《电镀与涂饰》 北大核心 2026年第2期149-158,共10页
[目的]对比分析两种Cr_(2)O_(3)-C自润滑复合涂层的微观组织形貌、显微硬度及摩擦学性能。[方法]分别采用热喷涂结合热解法和热喷涂结合水热法两种工艺制备Cr_(2)O_(3)-C复合涂层:前者先采用双送粉大气等离子热喷涂工艺制备Cr_(2)O_(3)-... [目的]对比分析两种Cr_(2)O_(3)-C自润滑复合涂层的微观组织形貌、显微硬度及摩擦学性能。[方法]分别采用热喷涂结合热解法和热喷涂结合水热法两种工艺制备Cr_(2)O_(3)-C复合涂层:前者先采用双送粉大气等离子热喷涂工艺制备Cr_(2)O_(3)-PEEK(聚醚醚酮)复合涂层,然后通过热分解复合涂层中的PEEK而获得Cr_(2)O_(3)-C复合涂层;后者则先采用单一送粉大气等离子热喷涂工艺制备Cr_(2)O_(3)陶瓷涂层,然后采用真空浸渍和水热反应法在Cr_(2)O_(3)陶瓷涂层上制备Cr_(2)O_(3)-C复合涂层。[结果]两种工艺制备的Cr_(2)O_(3)-C复合涂层均成功引入了具有固体润滑作用的碳相。其中,采用热喷涂结合热解法制备的复合涂层表面呈现出不规则分布的孔洞和裂纹,结构比较疏松;而采用热喷涂结合水热法制备的复合涂层主要表现为不规则孔洞和凹坑,并伴有球形颗粒物分布于其中,结构更致密。热喷涂结合水热法制备的复合涂层的显微硬度高达1258.61 HV,比热喷涂结合热解法制备的复合涂层提高了至少23倍,而且在8 N载荷条件下的摩擦因数最低达到0.206,磨损率为1.44×10^(-6)mm^(3)/(N·m),与热喷涂结合热解法制备的复合涂层相比分别降低了50.8%和94.7%。[结论]与热喷涂结合热解法制备的复合涂层相比,热喷涂结合水热法制备的Cr_(2)O_(3)-C复合涂层结构更加致密,展现出更优异的力学性能和摩擦学性能。 展开更多
关键词 氧化铬陶瓷 碳 自润滑复合涂层 大气等离子喷涂 热解法 水热法 力学性能 摩擦学
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晶粒尺寸对常压固相烧结SiC陶瓷断裂强度Weibull分布的影响
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作者 曹娟 吴西士 +6 位作者 刘泽华 裴兵兵 韩建燊 刘欢 杨亦天 吴海波 黄政仁 《无机材料学报》 北大核心 2026年第2期217-224,共8页
碳化硅(SiC)陶瓷因其优异的力学性能以及抗高温蠕变、耐酸碱腐蚀、高热导率等优良性能在半导体、核能、航空航天、海洋等领域得到广泛应用。然而,脆性陶瓷材料的断裂强度通常表现出显著的离散性,导致可靠性降低,限制了其在工程结构中的... 碳化硅(SiC)陶瓷因其优异的力学性能以及抗高温蠕变、耐酸碱腐蚀、高热导率等优良性能在半导体、核能、航空航天、海洋等领域得到广泛应用。然而,脆性陶瓷材料的断裂强度通常表现出显著的离散性,导致可靠性降低,限制了其在工程结构中的应用。本研究通过调节晶粒尺寸,提升了常压固相烧结碳化硅(SSiC)陶瓷的断裂强度可靠性。系统研究了晶粒尺寸对SSiC陶瓷力学性能、断裂强度Weibull分布以及裂纹扩展阻力曲线(R曲线)特征的影响,深入分析了SSiC陶瓷断裂强度可靠性的调控机理。结果表明:随着烧结温度从2100℃升高至2200℃,SSiC陶瓷平均晶粒尺寸从3.01μm增大至8.45μm,晶粒尺寸分布均匀性系数从0.70减小至0.62;同时,随着平均晶粒尺寸从8.45μm减小至3.01μm,SSiC陶瓷断裂强度Weibull模数从8.5逐渐增大至12.2,增幅达到44%,表明晶粒细化对提高断裂强度可靠性具有积极作用。其主要原因在于高密度晶界网络通过裂纹分叉与桥接效应分散应力集中,同时均匀的晶粒分布和较小的缺陷尺寸提升了裂纹扩展的能量阈值,从而表现出上升的R曲线行为。本研究通过调控晶粒尺寸明显改善了SiC陶瓷的断裂强度可靠性,有望推动SiC陶瓷材料更广泛的工程化应用。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷 晶粒尺寸 可靠性 Weibull模数 缺陷控制
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La^(3+)诱导Ag_(10)Si_(4)O_(13)载流子定向分离增强光催化活性和稳定性
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作者 李翠霞 程曼 +4 位作者 张鑫 孔文慧 栾竹程 李启军 金海泽 《硅酸盐学报》 北大核心 2026年第1期171-183,共13页
通过溶胶–凝胶法制备了系列La^(3+)掺杂Ag_(10)Si_(4)O_(13)纳米光催化剂。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、电子顺磁共振波谱等表征方法结合密度泛函理论(DFT)计算,系统探究了La^(3+)掺杂对光催化剂组成、晶体结构... 通过溶胶–凝胶法制备了系列La^(3+)掺杂Ag_(10)Si_(4)O_(13)纳米光催化剂。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、电子顺磁共振波谱等表征方法结合密度泛函理论(DFT)计算,系统探究了La^(3+)掺杂对光催化剂组成、晶体结构、微观形貌及光电性能的调控机制。以盐酸四环素(TCH)为目标污染物,研究了La^(3+)掺杂对TCH光催化降解性能的影响规律和促进机理。结果表明:La^(3+)取代Ag+进入Ag_(10)Si_(4)O_(13)晶格引发晶格畸变(晶胞体积变化率最大为1.06%),优化铁电内建电场,并在Ag_(10)Si_(4)O_(13)表面诱导生成少量Ag单质形成Ag/Ag_(10)Si_(4)O_(13)肖特基结。二者协同作用从晶体内部到表面同时控制载流子传输路径,驱使h^(+)在Ag_(10)Si_(4)O_(13)表面聚集、e^(–)在单质Ag上富集,有效提高载流子分离效率,实现降解率和抗光还原能力的显著提升。La 5d态电子注入导带形成施主能级,使材料带隙从1.82 eV降至1.72 eV,功函数降低0.17 eV,大幅拓宽光响应范围到683 nm,载流子密度增加。1%(质量分数)La^(3+)掺杂样品对TCH的降解率达到90%(k=0.03104 min^(-1)),较未掺杂体系效率提升15%,速率提升20%,且5次循环后活性保持率>90%,材料组成趋于稳定;自由基捕获实验表明h+是光催化反应的主要活性物种,·O_(2)^(–)和·OH起协同作用。 展开更多
关键词 硅酸银 光催化 离子掺杂 密度泛函理论 盐酸四环素
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高固含量陶瓷膏体中紫外线吸收剂对立体光固化3D打印硅基陶瓷型芯性能的影响
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作者 叶龙龙 刘卫卫 +3 位作者 邢占文 周宏志 张焱 李文利 《材料工程》 北大核心 2026年第2期113-121,共9页
立体光固化3D打印技术通过紫外激光选择性固化光敏树脂与陶瓷粉末的膏体,能够实现复杂结构陶瓷型芯的高精度制备。然而,陶瓷膏体在光固化过程中存在光散射问题,导致固化区域扩大,影响打印精度和零件性能。在高固含量、触变性的氧化硅陶... 立体光固化3D打印技术通过紫外激光选择性固化光敏树脂与陶瓷粉末的膏体,能够实现复杂结构陶瓷型芯的高精度制备。然而,陶瓷膏体在光固化过程中存在光散射问题,导致固化区域扩大,影响打印精度和零件性能。在高固含量、触变性的氧化硅陶瓷膏体体系的基础上,系统研究紫外线吸收剂在光固化3D打印陶瓷型芯试样过程中的作用机制及其对陶瓷型芯性能的影响。通过实验优化紫外线吸收剂的种类和添加量,探讨其对陶瓷型芯试样打印精度、微观结构、烧结收缩率和力学性能的影响规律。结果表明:适量的紫外线吸收剂通过调控光的空间分布,有效降低光散射,不仅显著改善膏体的打印适性,还提升了层间结合、微观结构均匀性和力学性能。然而,紫外线吸收剂的添加量存在最佳阈值。过量添加会导致光强过度衰减,延长单层曝光时间,降低打印效率。通过系统实验优化,确定0.25%(质量分数)的TINUVIN B75为最佳吸收剂种类和添加量,可实现打印精度与效率的最佳平衡。 展开更多
关键词 立体光固化 硅基陶瓷型芯 紫外线吸收剂 力学性能
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红外制导用微型玻璃杜瓦:材料与性能进展研究
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作者 海韵 殷先印 蓝知惟 《信息记录材料》 2026年第3期8-11,共4页
为解决红外成像制导系统中探测器在极端力学、热学及长寿命存储条件下对稳定低温环境的迫切需求,本文系统综述了红外杜瓦瓶,尤其是其核心部件(精密玻璃管)在深度微型化、超低热功耗、高过载与长寿命等方面所面临的关键技术挑战。文章通... 为解决红外成像制导系统中探测器在极端力学、热学及长寿命存储条件下对稳定低温环境的迫切需求,本文系统综述了红外杜瓦瓶,尤其是其核心部件(精密玻璃管)在深度微型化、超低热功耗、高过载与长寿命等方面所面临的关键技术挑战。文章通过对比硼硅酸盐玻璃杜瓦与金属陶瓷杜瓦在尺寸精度、绝热性能、气密寿命及环境适应性等方面的性能差异,阐明了前者优势源于材料本征特性与创新结构设计,并对比分析了美国康宁Pyrex^(®)7740、德国肖特Duran^(®)/Fiolax^(®)/8250以及中国DM-308等主流硼硅酸盐玻璃的性能特点与应用场景。结果表明,突破国产玻璃管在缺陷控制、热应力匹配与尺寸精度等方面的技术瓶颈,是构建高可靠性红外杜瓦瓶技术体系的重要途径。 展开更多
关键词 红外成像制导 玻璃杜瓦 热膨胀系数(CTE)匹配 材料选型 硼硅酸盐玻璃
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冻融和干湿循环下煤矸石混凝土耐久性
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作者 张学祥 齐文跃 +3 位作者 杨宗泉 刘瑞 胡亚军 马新根 《矿产综合利用》 2026年第1期187-194,210,共9页
【目的】为研究改变冻融循环次数及粗骨料取代率对普通混凝土与煤矸石混凝土力学性能、抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性能的影响机制,【方法】本文重点分析了抗压强度损失率、质量损失率及动弹性模量损失率等关键指标。【结果】煤矸石混凝土的... 【目的】为研究改变冻融循环次数及粗骨料取代率对普通混凝土与煤矸石混凝土力学性能、抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性能的影响机制,【方法】本文重点分析了抗压强度损失率、质量损失率及动弹性模量损失率等关键指标。【结果】煤矸石混凝土的抗压强度随冻融循环次数的增加呈显著递减趋势,具体表现为每经历50次冻融循环,其抗压强度平均衰减幅度达30%;相较于普通混凝土,煤矸石混凝土在冻融作用下的劣化效应更为显著,基于动弹性模量损失率构建的冻融损伤模型具有更高的拟合精度,该模型可有效表征煤矸石混凝土宏观力学性能的演化规律。【结论】在干湿循环实验中,所有试件均呈现渐进式损伤特征,当煤矸石掺量提升时,其耐久性能呈现规律性下降。在同样的干湿循环次数下,加入较多的矸石会使其耐久性降低,其中R60、R80、R100在干湿循环60次时抗压、耐腐蚀系数降低到75%就被判定为结构损伤。 展开更多
关键词 煤矸石混凝土 冻融循环 干湿循环 动弹性模量
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H-DLC薄膜在模拟盐湖卤水中的摩擦学性能研究
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作者 陈文静 马小洁 +2 位作者 梅钰涵 袁权 余国民 《盐湖研究》 2026年第1期76-84,共9页
为延长盐湖卤水中设备零部件的使用寿命,本实验使用化学气相沉积法(PECVD)制备了含氢类金刚石薄膜(H-DLC),利用CSM摩擦试验机测试了盐湖卤水单组分溶液及模拟盐湖卤水环境中H-DLC薄膜的摩擦学性能。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、... 为延长盐湖卤水中设备零部件的使用寿命,本实验使用化学气相沉积法(PECVD)制备了含氢类金刚石薄膜(H-DLC),利用CSM摩擦试验机测试了盐湖卤水单组分溶液及模拟盐湖卤水环境中H-DLC薄膜的摩擦学性能。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、扫描探针显微镜(SPM)的原子力模式(AFM)及拉曼光谱(Raman)等表征手段对摩擦实验前后H-DLC薄膜的形貌、组分、结构及其演变结果进行了研究。结果表明,在盐湖卤水单组分环境中,溶液浓度对薄膜摩擦学性能有较大影响。在NaCl溶液中,随着浓度升高,平均摩擦系数逐步增大。同时H-DLC薄膜能在盐湖卤水环境中表现出优异的摩擦学性能。研究结果将为H-DLC薄膜在盐湖卤水中的广泛应用提供更多的实验基础。 展开更多
关键词 盐湖卤水 类金刚石薄膜 摩擦
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