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多功能MXene-CCNT/聚酰亚胺电磁屏蔽薄膜的制备与性能

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4146-4159页

作者：储娜骆春佳晁敏杨雪雪颜录科长安大学材料科学与工程学院西安710018

导电聚合物复合材料(CPC)因其耐腐蚀性好、比强度高、成本低和易加工等良好的综合性能,被广泛用于制备电磁屏蔽材料。本文采用简单的刮膜法和热酰亚胺化法制备了综合性能良好的MXene-羧基化碳纳米管/聚酰亚胺(MXene-CCNT/PI)复合薄膜。M... 详细信息

导电聚合物复合材料(CPC)因其耐腐蚀性好、比强度高、成本低和易加工等良好的综合性能,被广泛用于制备电磁屏蔽材料。本文采用简单的刮膜法和热酰亚胺化法制备了综合性能良好的MXene-羧基化碳纳米管/聚酰亚胺(MXene-CCNT/PI)复合薄膜。MXene和CCNT协同作用构筑了良好的导电网络,赋予薄膜高效的电磁屏蔽效能(EMI SE),当MXene和CCNT含量均为12.5wt%,膜厚度为80μm时,电导率和EMI SE分别为5.88 S/cm和26.49 dB,电磁屏蔽效能与厚度的比值(EMI SE/t)为331.13 dB/mm。并且在极端恶劣环境下(酸-碱处理、高低温处理和重复弯曲)显示出持久而稳定的EMI SE。与此同时,MXene-CCNT/PI薄膜仍具有53.17 MPa的拉伸强度、优异的热稳定性(>500℃)和阻燃性能。实现了聚合物基电磁屏蔽复合材料的便捷、高效制备,同时兼顾其优异的力学性能和耐热性能。

关键词：聚酰亚胺 MXene 羧基化碳纳米管电磁屏蔽薄膜

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原位自生MgO对氯化物熔盐腐蚀性的影响

稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1268-1276页

作者：杨太森张桂清戴志勇梁学伟王英第苏允海沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110870

熔融氯化物盐是优异的传热流体和热能储存介质,在太阳能发电领域具有广泛的应用价值。但在实际工作环境下,熔融氯化物盐对金属管道(Inconel 625合金)有较强的腐蚀性,Inconel 625焊丝通常作为修补材料在太阳能管道修补上使用。为了解决... 详细信息

熔融氯化物盐是优异的传热流体和热能储存介质,在太阳能发电领域具有广泛的应用价值。但在实际工作环境下,熔融氯化物盐对金属管道(Inconel 625合金)有较强的腐蚀性,Inconel 625焊丝通常作为修补材料在太阳能管道修补上使用。为了解决熔融氯化物盐对Inconel 625熔敷金属的强腐蚀性问题,采用MAG焊堆焊出Inconel 625熔敷金属,探究在KCl-MgCl_(2)熔盐中加入纳米级MgO颗粒与MgCl_(2)·6H2O原位自生MgO对KCl-MgCl_(2)盐腐蚀性的影响。结果表明:Inconel 625熔敷金属在KCl-MgCl_(2)、KCl-MgCl_(2)+5%MgO和KClMgCl_(2)+5%MgCl_(2)·6H2O(质量分数)中经过72 h的腐蚀后,试样的质量损失分别为0.00714、0.00512和0.00308 g·cm^(-2)。Inconel 625熔敷金属在原位自生MgO熔盐中的腐蚀速率同比降低56.86%和39.85%。熔盐中加入纳米MgO颗粒虽然能够缓解氯化物熔盐的腐蚀性,但熔盐发生团聚或沉降现象,导致MgO和MgCr2O4保护壳层分布不均匀;在熔盐中添加MgCl_(2)·6H2O使其原位生成MgO,生成的MgO和MgCr2O4保护壳层更加均匀,能够阻碍腐蚀性介质侵蚀,是降低氯化物熔盐腐蚀性的有效方法。

关键词： Inconel 625熔敷金属氯化物熔盐原位自生MgO 缓蚀

具有优异储能性能与充放电特性的类线性NaNbO_(3)基无铅弛豫反铁电陶瓷

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无机材料学报 2024年第4期39卷 423-431页

作者：石睿健雷俊伟张祎谢爱文左如忠安徽工程大学材料科学与工程学院先进陶瓷研究中心芜湖241000

反铁电材料由于电场诱导的反铁电-铁电相变而在高性能介质储能电容器应用中显示出极大的潜力。然而,场致相变带来大的极化滞后使得反铁电材料难以同时获得高储能密度(Wrec)和高储能效率(η)。本工作通过在0.76NaNbO_(3)-0.24(Bi_(0.5)Na... 详细信息

反铁电材料由于电场诱导的反铁电-铁电相变而在高性能介质储能电容器应用中显示出极大的潜力。然而,场致相变带来大的极化滞后使得反铁电材料难以同时获得高储能密度(Wrec)和高储能效率(η)。本工作通过在0.76NaNbO_(3)-0.24(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)中引入第三组元Bi(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_(3)调控其弛豫特性,改善了NaNbO_(3)基无铅反铁电陶瓷的储能性能。采用传统固相合成法制备了(0.76–x)NaNbO_(3)-0.24(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)-xBi(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_(3)无铅弛豫反铁电陶瓷材料,并研究了该材料的相结构、微观形貌以及介电、储能和充放电特性。结果表明,引入Bi(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_(3)在不改变基体反铁电正交R相结构的基础上明显增强了陶瓷的介电弛豫特性,显著减小了陶瓷的极化滞后性。特别是在x=0.050组成中实现了具有极低滞后的类线性电滞回线。同时,陶瓷的显微形貌还得到明显改善,介电常数降低,击穿场强显著提高。因此,x=0.050的组成在30 kV/mm的中等电场下同时获得了高的储能密度Wrec=3.5 J/cm^(3)与储能效率η=93%。此外,x=0.050组成还显示出优异的充放电特性,在20 kV/mm下具有高功率密度PD=131(1±1%)MW/cm^(3)、高放电能量密度WD=1.66(1±6%)J/cm^(3)以及快的放电速率t0.9材料。

关键词：无铅陶瓷反铁电介电弛豫储能性能充放电特性

预变形对2195铝锂合金拉伸力学性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 725-738页

作者：张翼飞叶凌英董宇邹国童李俊杨献文中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083

通过硬度测试、室温拉伸测试、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)以及数字图像相关(DIC)等手段,研究不同拉伸预变形量对2195铝锂合金在155℃时效后拉伸力学性能的影响。结果表明:拉伸预变形量为2%、4%、6%、8%的合金经过... 详细信息

通过硬度测试、室温拉伸测试、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)以及数字图像相关(DIC)等手段,研究不同拉伸预变形量对2195铝锂合金在155℃时效后拉伸力学性能的影响。结果表明:拉伸预变形量为2%、4%、6%、8%的合金经过155℃时效后,其抗拉强度分别为560.4 MPa、570.8 MPa、573.6 MPa、575.9 MPa。随着预变形量的增大,合金强度不断提高,这是由于位错是强化相T1相的有利形核点位,拉伸预变形量的增大使得位错密度增加,从而使得T1相数量密度增加。但随着拉伸预变形量的增大,拉伸预变形对合金的强度提升幅度逐渐减小,这主要是位错堆积缠结,析出相形核点重叠导致的。随着拉伸预变形量从2%增大到8%,合金的伸长率从9.6%下降到6.4%。通过DIC观察,拉伸预变形量的增大会使得拉伸过程中的应变集中现象提前出现,颈缩稳定性有所降低。这是由于较大的拉伸预变形量会使得合金在预变形阶段的应变分布不均匀,合金内出现破碎的变形组织晶粒。这些变形组织晶粒与周围其他晶粒组织的晶粒取向不同,更有利于微裂纹的萌生和扩展。4%的拉伸预变形量可以使2195铝锂合金达到最佳的强塑性匹配,此时抗拉强度为570.8 MPa、屈服强度为543.4 MPa、伸长率为8.7%。

关键词： 2195铝锂合金拉伸预变形拉伸力学性能数字图像相关应变集中现象

基于热重-质谱量化分析的矿渣解离-沉淀-自然碳化过程

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硅酸盐学报 2024年

作者：张哲朱效宏吕昭秋栾明昱杨凯重庆大学材料科学与工程学院加州大学伯克利分校土木与环境工程学院

鉴于水泥水化后所得到的是多相复合产物，仅采用热重法难以对重叠部分产物实现精准定量。采用热重-质谱联合技术对不同储存湿度条件、不同解离温度条件下的矿渣解离-沉淀-自然碳化过程进行研究，并对矿渣混凝土主要水化非晶产物C-（A）-... 详细信息

鉴于水泥水化后所得到的是多相复合产物，仅采用热重法难以对重叠部分产物实现精准定量。采用热重-质谱联合技术对不同储存湿度条件、不同解离温度条件下的矿渣解离-沉淀-自然碳化过程进行研究，并对矿渣混凝土主要水化非晶产物C-（A）-S-H凝胶、碳化晶体产物CaCO3等进行量化分析。结果表明：热重–质谱联合技术能准确剥离在热重分析时所得出的样品重叠峰(如C-（A）-S-H凝胶失水峰、不同晶型CaCO3分解峰等)，可有效降低样品在热重定量分析时所造成的物相重叠损失。

关键词：矿渣碳化分析热重分析质谱量化分析

预变形量对2050 Al−Li合金显微组织和力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1774-1788页

作者：李耀徐国富乔海光刘时超彭小燕中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083

研究经不同轧制预变形处理(0~20%)后2050 Al−Li合金T8时效状态的显微组织演变和力学性能。通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对其显微组织进行表征。结果表明:随着预变形量的增加,晶粒尺寸沿ND方向显著变小,晶内畸变增大。... 详细信息

研究经不同轧制预变形处理(0~20%)后2050 Al−Li合金T8时效状态的显微组织演变和力学性能。通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对其显微组织进行表征。结果表明:随着预变形量的增加,晶粒尺寸沿ND方向显著变小,晶内畸变增大。位错等的缠结为T1相的析出提供了大量的形核位点。这导致析出相数量增多,析出相之间的距离缩小,从而提高了对位错运动的阻碍作用和合金强度。当预变形量为16%时,T1相数量密度和合金强度最高(屈服强度和抗拉强度分别达到568和584 MPa,伸长率为8.6%);当预变形量进一步增加到20%时,由于位错缠结,原子扩散通道减少,T1相数量的减少最终导致合金强度降低。

关键词： 2050铝锂合金轧制预变形 T1相显微组织力学性能

汽车用IF钢连铸坯第Ⅲ脆性区及其形成机理分析

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材料导报 2024年第14期38卷 229-235页

作者：艾松元王凯龙木军张浩浩陈登福段华美重庆大学材料科学与工程学院

探明连铸坯第Ⅲ脆性区及其形成机理对避免铸坯裂纹的产生、有效调控铸坯性能具有重要指导作用。采用Gleeble热/力模拟试验机对汽车用IF钢铸坯的高温力学性能进行了试验研究；结合热膨胀测试及组织分析手段，探究了IF钢铸坯第Ⅲ脆性区的... 详细信息

探明连铸坯第Ⅲ脆性区及其形成机理对避免铸坯裂纹的产生、有效调控铸坯性能具有重要指导作用。采用Gleeble热/力模拟试验机对汽车用IF钢铸坯的高温力学性能进行了试验研究；结合热膨胀测试及组织分析手段，探究了IF钢铸坯第Ⅲ脆性区的形成机理。结果表明：IF钢的高温热塑性较优异，第Ⅲ脆性区温度范围为850～950℃,二冷低延性区为875～925℃,1 250℃以上抗拉强度和屈服强度分别低于30 MPa和20 MPa;从变形和受力两个角度综合考虑，矫直区温度应控制在950～1 250℃。第二相含量在950℃左右达到最高，大量微米级的TiN和少量TiN与MnS复合第二相会导致热塑性下降。950℃以下大量微米级第二相、Ae3温度附近形变诱导铁素体以及Aff～Ar3温度范围内奥氏体分解的共同作用是导致IF钢连铸坯第Ⅲ脆性区形成的根本原因；不同冷速下IF钢铸坯二冷低延性区的温度范围与T■（CR）～Ae3基本一致。

关键词： IF钢第Ⅲ脆性区第二相奥氏体分解相分数高温热塑性

多格位阳离子共掺提升LiScSi_(2)O_(6)∶Cr^(3+)近红外荧光粉的光吸收

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发光学报 2024年第3期45卷 415-423页

作者：于世杰伍宇博段道川邵起越蒋建清东南大学材料科学与工程学院江苏南京210089

采用高温固相法制备Na^(+)、In^(3+)、Ge^(4+)单掺或共掺杂的LiScSi_(2)O_(6)∶Cr^(3+)荧光粉,通过漫反射光谱、光致激发和发射光谱、量子效率测试等手段对其光吸收及光致发光性能进行了研究。实验结果表明,Na^(+)、In^(3+)、Ge^(4+)等... 详细信息

采用高温固相法制备Na^(+)、In^(3+)、Ge^(4+)单掺或共掺杂的LiScSi_(2)O_(6)∶Cr^(3+)荧光粉,通过漫反射光谱、光致激发和发射光谱、量子效率测试等手段对其光吸收及光致发光性能进行了研究。实验结果表明,Na^(+)、In^(3+)、Ge^(4+)等离子单独掺杂均可提升LiScSi_(2)O_(6)∶Cr^(3+)荧光粉对460 nm蓝光的吸收,而多格位阳离子共掺可进一步增强光吸收能力,吸收效率可从最初的50.5%提升至60.9%。多格位离子单掺或共掺引起Cr^(3+)占据八面体结构畸变程度增加,从而导致光吸收增强。优化荧光体系LiSc_(0.4)In_(0.6)Si_(1.6)Ge_(0.4)O_(6)∶Cr^(3+)的近红外发射峰波长为860 nm,半高宽为160 nm,内、外量子效率分别为72.5%和41.8%,封装制成的荧光转换型LED器件在100 mA驱动电流下近红外光输出功率为63.1 mW,近红外电光转换效率为22.3%,表现出较好的近红外发光综合性能。本研究工作为增强Cr^(3+)激活近红外荧光粉的光吸收提供了一种有效手段。

关键词：近红外荧光粉 Cr^(3+)激活多格位掺杂光吸收调控

火情预警策略与木质复合材料阻燃防火研究进展

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材料工程 2024年第10期52卷 1-14页

作者：潘明珠南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

木质复合材料广泛应用于建筑、装饰、家具、交通等领域,其防火安全广受关注。本文从木质复合材料燃烧特征出发,综述了近10年来木质复合材料的两种防火策略,即火情预警(主动预警)和阻燃处理(被动防御)。木质复合材料本身不具有“智能”特... 详细信息

木质复合材料广泛应用于建筑、装饰、家具、交通等领域,其防火安全广受关注。本文从木质复合材料燃烧特征出发,综述了近10年来木质复合材料的两种防火策略,即火情预警(主动预警)和阻燃处理(被动防御)。木质复合材料本身不具有“智能”特性,其火情预警功能是通过在其表面引入对温度产生响应的功能材料,如热致响应半导体材料、热致变色材料、形状记忆材料等,并将温度信号转化为可接收的信号(电信号、颜色、形变等)传递给外界,实现对火灾的及时预警。而木质复合材料阻燃处理的关键在于限制燃烧过程中固相内部以及气固相之间的热传导和物质传递。此外,进一步概述了金属系(镁/铝氧化物、镁/铝层状双氢氧化物)、硼系、磷氮系、生物基阻燃体系等在胶合板、刨花板和纤维板中阻燃抑烟性能的研究进展,阐明了阻燃体系的构筑机制及协同阻燃机理,并且讨论了其对胶黏剂固化过程和材料力学性能的影响规律。最后指出采用早期预警、中后期阻燃的方式,可显著提升木质复合材料的阻燃防火性能。

关键词：木质复合材料阻燃火情预警抑烟防火安全智能材料

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