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低温共烧陶瓷用玻璃材料研究进展

硅酸盐学报 2022年第4期50卷 1182-1192页

作者：曹禹海韵朱宝京殷先印徐博韩滨王衍行祖成奎中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024

低温共烧陶瓷(LTCC)的玻璃材料对基板性能有重要影响。本文介绍了LTCC用玻璃材料的体系分类与性能特点,梳理了组分、工艺等对材料性能的影响规律,对现有较成熟体系进行了重点分析。CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃体系基板含大量晶相,... 详细信息

低温共烧陶瓷(LTCC)的玻璃材料对基板性能有重要影响。本文介绍了LTCC用玻璃材料的体系分类与性能特点,梳理了组分、工艺等对材料性能的影响规律,对现有较成熟体系进行了重点分析。CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃体系基板含大量晶相,介电性能优异,但烧结析晶行为敏感,组分和工艺波动对性能影响较大。PbO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃/陶瓷复合体系结构致密,玻璃不易析晶,性能稳定,力学性能优异,但大量含铅玻璃相限制了其在高频领域的应用。La_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)玻璃/陶瓷复合体系使用结晶型玻璃与陶瓷填料复合,结合了二者优点,兼顾了性能与稳定。LTCC材料的烧结机理与性能调节规律仍需深入研究,以支撑拓展已有体系,开发新体系。

关键词：低温共烧陶瓷微晶玻璃复合材料烧结

ITO沉积温度对ITO/Au透明导电薄膜光电性能的影响

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表面技术 2024年

作者：侯焕然金扬利石晓飞张运生王衍行祖成奎中国建筑材料科学研究总院有限公司

目的研究衬底层ITO的沉积温度对ITO/Au透明导电薄膜光电性能的影响规律和机理。方法采用直流磁控溅射技术，在不同沉积温度下制备的ITO薄膜表面沉积超薄Au膜，利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、分光光度计、四探针电阻测试仪对ITO/A... 详细信息

目的研究衬底层ITO的沉积温度对ITO/Au透明导电薄膜光电性能的影响规律和机理。方法采用直流磁控溅射技术，在不同沉积温度下制备的ITO薄膜表面沉积超薄Au膜，利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、分光光度计、四探针电阻测试仪对ITO/Au薄膜的表面形貌、表面粗糙度、透光率及表面方阻进行表征和测试，分析ITO沉积温度对ITO/Au光电性能的影响机理。为了进一步理解超薄Au膜生长连续性改善原因，通过几何平均法和算数平均法分别计算了ITO薄膜的表面自由能，分析了ITO薄膜表面自由能的改变对生长形貌的影响规律。结果在超薄Au膜镀制工艺相同的前提下，随着衬底层ITO薄膜沉积温度升高，ITO/Au薄膜的可见光平均透过率提升，表面方阻值降低。这是因为当沉积温度高于200℃时，ITO薄膜发生多晶化转变，多晶态的ITO相较于非结晶态具有更高的表面自由能，更有利于超薄Au膜的铺展，进而提升ITO/Au薄膜的光电性能。当ITO沉积温度提升至300℃时，ITO薄膜的表面自由能几何平均法计算结果为45.2mJ/m2，算术平均法计算结果为48.1mJ/m2，在其表面沉积超薄Au膜后，制备了可见光平均透过率为47.5%、表面方阻为5.65Ω/sq的高光电性能兼容的ITO/Au薄膜。结论提高衬底层ITO薄膜的沉积温度，ITO薄膜发生多晶化转变，表面自由能提升，可有效促进超薄Au膜在其表面铺展，进而提升ITO/Au薄膜的光电性能。

关键词：沉积温度氧化铟锡超薄金膜透明导电薄膜磁控溅射光电性能表面自由能

丙烯酸树脂添加剂对银纳米线透明导电膜的影响

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表面技术 2024年

作者：欧孝宇张运生李旭陈琛黄鹏祖成奎中国建筑材料科学研究总院有限公司

目的通过丙烯酸树脂共混改性银纳米线溶液，改善了银纳米线附着力差的缺点。方法采用不同槽深的线棒在玻璃基底上多次涂覆制备了含不同丙烯酸树脂添加量的银纳米线透明导电膜，利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透光率/雾度测定仪... 详细信息

目的通过丙烯酸树脂共混改性银纳米线溶液，改善了银纳米线附着力差的缺点。方法采用不同槽深的线棒在玻璃基底上多次涂覆制备了含不同丙烯酸树脂添加量的银纳米线透明导电膜，利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透光率/雾度测定仪、非接触式电阻测试仪和百格法分别对银纳米线透明导电膜的表面形貌、表面粗糙度、透光率、雾度、方阻和附着力进行表征和测试，并通过最小二乘法将数据拟合得到银纳米线透明导电膜的透光率和方阻的关系。结果随着丙烯酸树脂添加量的增加，银纳米线透明导电膜的附着力增强。在线棒槽深相同、丙烯酸树脂溶液添加量≤6%时，随着涂覆次数的增加，银纳米线透明导电膜的透光性下降、雾度上升，方阻逐渐降低；通过数据拟合发现透光率与方阻的平方呈负相关，采用线棒槽深更大制备的银纳米线透明导电膜有更高的品质因数，在丙烯酸树脂添加量为4%、线棒槽深20μm、涂覆12次时，制备了透光率为84.3%、雾度为2.81%、方阻为28Ω/□的高品质因数银纳米线透明导电膜。结论丙烯酸树脂溶液可以有效提升银纳米线透明导电膜的附着力，而丙烯酸树脂具有绝缘性，过量添加会增大银纳米线的接触电阻，使银纳米线网络的导电性下降。

关键词：银纳米线丙烯酸树脂棒涂光电性能品质因数附着力

有机玻璃基底AZO/Ag/AZO复合薄膜的制备与性能

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航空材料学报 2023年第1期43卷 87-97页

作者：徐清源张运生陈琛冯海兵黄鹏祖成奎中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024

采用低温磁控溅射技术在有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)表面制备铝掺杂氧化锌(AZO)叠层AZO/Ag/AZO透明导电薄膜,研究AZO溅射功率对AZO/Ag/AZO薄膜结构和性能的影响,探讨PMMA层合结构的耐湿热性和加温性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、... 详细信息

采用低温磁控溅射技术在有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)表面制备铝掺杂氧化锌(AZO)叠层AZO/Ag/AZO透明导电薄膜,研究AZO溅射功率对AZO/Ag/AZO薄膜结构和性能的影响,探讨PMMA层合结构的耐湿热性和加温性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)表征薄膜的形貌和结构。结果表明:AZO的溅射功率影响了AZO层表面能以及薄膜的结晶度,在100 W和150 W溅射功率下制备出的AZO/Ag/AZO薄膜室温下具有3.7Ω/sq的低薄膜电阻和86.1%的高透光率,采用PMMA和聚氨酯胶片对薄膜进行层合封装,湿热30天后仍保持光学、电学性能稳定。PMMA层合结构在加温过程中的时间-温度曲线表明在5 V直流电压下层合玻璃具有较快的温度响应时间和良好的温度均匀性。-10~-40℃空气对流中PMMA层合结构表现出良好的温度稳定性。

关键词： PMMA AZO/Ag/AZO 层合耐湿热性电加温

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耐高温透明材料的研究进展

功能材料 2022年第10期53卷 10054-10061页

作者：王衍行杨鹏慧李现梓韩韬张运生中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024

耐高温透明材料作为高温条件下与外界光电信息传输的重要窗口,主要用于空间飞行器、高超音速导弹、高温高压容器和激光等新兴领域。目前,耐高温透明材料主要包括耐高温有机材料、晶体材料和钢化玻璃等。钢化玻璃是目前最常用的耐高温透... 详细信息

耐高温透明材料作为高温条件下与外界光电信息传输的重要窗口,主要用于空间飞行器、高超音速导弹、高温高压容器和激光等新兴领域。目前,耐高温透明材料主要包括耐高温有机材料、晶体材料和钢化玻璃等。钢化玻璃是目前最常用的耐高温透明材料,相比于化学钢化玻璃而言,物理钢化玻璃具有较高的耐温特性,但都存在高温下钢化应力衰减问题。钢化玻璃典型产品有物理钢化无碱铝硅玻璃和化学钢化锂铝硅玻璃。最后,展望了耐高温透明材料的发展趋势。

关键词：透明材料钢化玻璃热学性能力学性能使用温度

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用于红外和雷达波隐身的水泥基复合材料

材料导报 2024年第5期38卷 22-30页

作者：马超解帅王永超冀志江吴子豪王静中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

红外和雷达波隐身主要是通过降低目标的红外辐射信号和雷达回波信号来提高目标的隐蔽性。将相变材料与炭黑封装为相变单元,并将其与膨胀珍珠岩-磁粉/水泥复合材料结合,研制出一种兼具红外和雷达波隐身的双功能水泥基复合材料,对其吸波... 详细信息

红外和雷达波隐身主要是通过降低目标的红外辐射信号和雷达回波信号来提高目标的隐蔽性。将相变材料与炭黑封装为相变单元,并将其与膨胀珍珠岩-磁粉/水泥复合材料结合,研制出一种兼具红外和雷达波隐身的双功能水泥基复合材料,对其吸波性能和热性能进行试验与仿真研究。结果表明:炭黑对相变材料相变温度的影响较小,潜热仅降低了约1.9%;500次冷热循环后,相变材料的潜热留存率为78.3%,循环稳定性较好。相变单元和膨胀珍珠岩均可以提高水泥基复合材料的吸波能力,且反射损耗在-5~-15 dB可调。相变单元通过吸收大量热量来降低目标外表面温度,削弱红外辐射。相变材料的加入会增加水泥基复合材料的热导率,但相变材料高储热密度和珍珠岩低热导率的共同作用使得水泥基复合材料的隔热效应更加显著,从而降低目标的红外辐射信号。仿真结果表明:磁损耗仅出现在水泥基体中,相变单元通过电阻损耗来影响水泥基复合材料的吸波性能。热量传递在相变单元处受阻,传导热通量在相变单元边缘处的传输过程出现弯曲。当相变材料相变完成后,热量趋于均匀分布。因此,水泥基复合材料可通过损耗电磁波来降低雷达回波信号,通过相变材料吸收目标的热量来降低红外辐射,从而实现不同复杂环境下建筑材料的红外和雷达波等多波段隐身。

关键词：水泥基复合材料红外隐身雷达波隐身相变材料有限元法

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耐火材料专利技术发展特点分析

耐火材料 2022年第6期56卷 505-510页

作者：王杰曾中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024

使用R语言+Excel,综合运用数据清洗、数据合并、数据透视、文本分析、关联分析、专家分析等操作,对从中国知网下载的公开时间从2019年初至2021年底、主分类号为C04B35以下12个子项的4 410项专利,重点为其中17家典型单位的958项专利进行... 详细信息

使用R语言+Excel,综合运用数据清洗、数据合并、数据透视、文本分析、关联分析、专家分析等操作,对从中国知网下载的公开时间从2019年初至2021年底、主分类号为C04B35以下12个子项的4 410项专利,重点为其中17家典型单位的958项专利进行了分析。从专利类别、国别和申请人、热点词、所服务行业及技术特征等角度进行了解读。发现:1)中国已成为推动耐火材料技术发展的主力军;2)中科院等高温陶瓷技术提供者、武汉科技大学等耐火材料全面应用技术提供者、北京利尔等钢铁等行业用耐火材料专业技术提供者成为中国耐火材料及高温陶瓷发展的主要引领者;3)耐火材料技术正在通过科学大融合、技术集成及技术与市场大结合等方式突破瓶颈、升级换代。

关键词：大数据人工智能人机结合数据分析文本分析科技趋势

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引气剂起泡和稳泡能力的温度敏感性研究

材料导报 2023年第18期37卷 71-78页

作者：罗祥王玲王振地中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

高原高寒地区混凝土施工时,低温影响引气剂作用效果。为研究不同种类引气剂作用效果的温度敏感性,本工作基于Waring-Blender法测试获得了三种不同种类引气剂溶液在0~30℃的泡沫体积,研究了引气剂分子间相互作用、表面活性参数和体相黏... 详细信息

高原高寒地区混凝土施工时,低温影响引气剂作用效果。为研究不同种类引气剂作用效果的温度敏感性,本工作基于Waring-Blender法测试获得了三种不同种类引气剂溶液在0~30℃的泡沫体积,研究了引气剂分子间相互作用、表面活性参数和体相黏度随温度的变化规律。引气剂分子间相互作用力的温度敏感性因分子结构不同而有所差异。灰色关联分析显示,影响引气剂溶液起泡性的关键因素为表面张力γ、最大吸附量Γ_(max)和最小分子占据面积Amin,稳泡性受Γ_(max)、γ和体相黏度η控制。随温度降低,不同种类引气剂表面活性的温度敏感性不同,γ、Γ_(max)和η增大幅度以及Amin减小幅度均不同。引气剂起泡性和稳泡性的温度敏感性受多因素共同影响。研究结果促进了对不同引气剂作用效果温度敏感性的更深入理解。

关键词：引气剂起泡性稳泡性表面张力灰色关联分析

低钙水泥熟料矿物水化活性、性能及其制备熟料的发展

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硅酸盐学报 2023年第9期51卷 2465-2477页

作者：张文生曹立学郅晓刘垒任雪红叶家元中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

与硅酸三钙相比,硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等具有钙含量低、烧成温度低和CO_(2)排放量少的特点,属于低钙水泥熟料矿物。发展以低钙矿物为主要组成的水泥熟料是水泥低碳发展的重要方向。本文在分析硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙3种... 详细信息

与硅酸三钙相比,硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等具有钙含量低、烧成温度低和CO_(2)排放量少的特点,属于低钙水泥熟料矿物。发展以低钙矿物为主要组成的水泥熟料是水泥低碳发展的重要方向。本文在分析硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙3种低钙矿物的活性、水化和性能发展的基础上,分别对以低钙矿物为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料、高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的水化和性能发展,硅酸二钙–硫铝酸钙–硫硅酸钙水泥熟料的制备、水化和性能优化进行了综合评述。同时,鉴于石膏在低钙水泥熟料水化方面具有重要影响,综述了石膏在几种低钙水泥中的作用。文章以期为运用硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等矿物制备低钙水泥熟料提供参考。

关键词：硫铝酸钙硅酸二钙硫硅酸钙石膏低钙水泥熟料