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静电纺丝素蛋白压电纤维毡的制备及性能

功能高分子学报 2025年

作者：许宁陈杰范苏娜张耀鹏东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室

首先采用甲酸/氯化钙（FA/CaCl2）溶剂体系制备丝素蛋白（SF）溶液，并通过静电纺丝技术，结合乙醇-拉伸后处理工艺得到SF纤维毡。然后以SF纤维毡作为压电层，采用铝电极作为正负电极，并用聚酰亚胺（PI）胶带对其封装，构筑了性能优异... 详细信息

首先采用甲酸/氯化钙（FA/CaCl2）溶剂体系制备丝素蛋白（SF）溶液，并通过静电纺丝技术，结合乙醇-拉伸后处理工艺得到SF纤维毡。然后以SF纤维毡作为压电层，采用铝电极作为正负电极，并用聚酰亚胺（PI）胶带对其封装，构筑了性能优异的SF纤维基压电发电机（SF@PENG）。采用示波器和静电计测试了SF@PENG的压电性能，并对比后处理前后的性能差异。同时，采用红外光谱（FT-IR）和广角X射线衍射（WAXD）分析了SF在后处理前后的结构变化。结果表明，后处理后的SF@PENG在25 N的外力作用下，可产生20 V的输出电压和0.8μA的输出电流；在恒定外力（21 N）作用下可循环稳定运行超过9 500次。同时，证实了提高SF的β-折叠结构含量和结晶度可显著提升SF@PENG的压电输出和力学性能。最终，该SF@PENG能够监测人体的不同状态，为其在自供电器件中的应用奠定了基础。

关键词：丝素蛋白凝聚态结构静电纺丝自供电器件压电发电机

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杂质离子对水化硅(铝)酸钙微纳结构的影响

硅酸盐学报 2025年第01期53卷 212-224页

作者：徐玲琳孙子璇陈钰婷朱哲誉吴凯先进土木工程材料教育部重点实验室同济大学材料科学与工程学院盐城工学院材料科学与工程学院

作为硅酸盐水泥最主要的水化产物，水化硅(铝)酸钙[C-(A-)S-H]及其在杂质离子作用下的微纳结构演变决定了水泥基材料的各项性能。近年来，在大量先进表征技术、计算机模拟以及机器学习技术加成下，C-(A-)S-H微纳结构模型发展迅速。随着... 详细信息

作为硅酸盐水泥最主要的水化产物，水化硅(铝)酸钙[C-(A-)S-H]及其在杂质离子作用下的微纳结构演变决定了水泥基材料的各项性能。近年来，在大量先进表征技术、计算机模拟以及机器学习技术加成下，C-(A-)S-H微纳结构模型发展迅速。随着对C-(A-)S-H微纳结构认识的不断深入，杂质离子作用下C-(A-)S-H微纳结构演变规律逐渐清晰。本文总结了C-(A-)S-H的微纳结构表征、微纳结构模型发展、杂质离子作用对其微纳结构的影响机制和面向海洋服役环境的硅酸盐水泥基材料延寿策略，分析了当前研究进展及未来发展方向，旨在为硅酸盐水泥基材料的性能精准调控提供理论借鉴。

关键词：水化硅(铝)酸钙杂质离子微纳结构耐久性

激光摆动对TC4钛合金窄间隙焊接接头组织性能的影响

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中国激光 2025年

作者：栗振鑫蔡创余杰陈梓琳熊发帅汤坪陈辉西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室

研究了摆动激光对TC4钛合金窄间隙激光-MIG复合焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明，激光摆动能够显著细化接头晶粒组织并提高接头力学性能。添加摆动激光后，接头焊缝区硬度提升约5.9%，冲击功增加约23%。摆动激光对熔池产生搅拌... 详细信息

研究了摆动激光对TC4钛合金窄间隙激光-MIG复合焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明，激光摆动能够显著细化接头晶粒组织并提高接头力学性能。添加摆动激光后，接头焊缝区硬度提升约5.9%，冲击功增加约23%。摆动激光对熔池产生搅拌作用，焊缝晶粒得到细化，马氏体尺寸相比未加摆动时减小约13.6%。施加摆动激光后，焊缝硬取向晶粒明显减少，软取向晶粒显著增多且呈弥散分布，大角度晶界占比增加，焊缝抑制裂纹扩展能力增强，接头力学性能提高。

关键词：激光-电弧复合焊接激光摆动晶粒细化机制力学性能

材料组成对3D打印水泥基材料早龄期收缩的影响

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硅酸盐学报 2025年第01期53卷 84-94页

作者：郝鹏宇王振地王玲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

由于胶凝材料用量大、通常不使用粗骨料、缺乏模板保护且打印后立即暴露等原因，3D打印水泥基材料(3DPC)的收缩问题值得系统研究。为掌握典型材料组成对3DPC收缩的影响规律，采用接触式收缩测试方法，研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰及矿... 详细信息

由于胶凝材料用量大、通常不使用粗骨料、缺乏模板保护且打印后立即暴露等原因，3D打印水泥基材料(3DPC)的收缩问题值得系统研究。为掌握典型材料组成对3DPC收缩的影响规律，采用接触式收缩测试方法，研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰及矿渣粉掺量对3DPC总收缩、自收缩及干燥收缩的影响，基于灰色关联分析计算了材料组成对3DPC收缩的影响程度，对比分析了现有砂浆体系的收缩特性。结果发现增大3DPC的水胶比降低自收缩的作用大于干燥收缩。在3d龄期后的干燥收缩随砂掺量的增加而减小。掺入粉煤灰可同比例地降低3DPC的14 d自收缩和干燥收缩，而掺入矿渣粉会增大2 d后的自收缩和5d前的干燥收缩。材料组成影响3DPC收缩的权重从大到小为：水胶比、砂胶比、矿渣粉掺量、粉煤灰掺量。通过综合对比给出了3DPC、超高性能混凝土和浇筑砂浆的收缩当量，建议对3DPC的收缩研究予以重视。

关键词： 3D打印水泥基材料自收缩干燥收缩灰色关联分析

n型筋布置方式对3D打印混凝土抗弯性能的影响

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硅酸盐学报 2025年第01期53卷 27-36页

作者：王振地李昕泽王玲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

挤出式混凝土3D打印技术被认为是最可能实现大型建筑建造的主流工艺，缺少有效的配筋方法是该技术实用化的主要障碍之一。n型筋垂直贯入3D打印混凝土（3DPC）已被证明是行之有效的纵向配筋方法。为评价n型光圆钢筋布局方式对3DPC抗弯性... 详细信息

挤出式混凝土3D打印技术被认为是最可能实现大型建筑建造的主流工艺，缺少有效的配筋方法是该技术实用化的主要障碍之一。n型筋垂直贯入3D打印混凝土（3DPC）已被证明是行之有效的纵向配筋方法。为评价n型光圆钢筋布局方式对3DPC抗弯性能的影响，定义了钢筋不搭接贯穿度Pnon和搭接贯穿度Povr，制备了Pnon和Povr不同的8种试件，通过三点弯曲加载试验研究了贯穿度对配筋3DPC抗弯强度、荷载位移曲线以及断面形貌的影响。结果表明：不搭接的配筋方式对抗弯强度没有增强效果且破坏模式均为脆性破坏；当n型筋搭接布置时，3DPC的抗弯强度随贯穿度增加而增大，但钢筋的贯穿度对抗弯强度的提升存在一个饱和值。搭接n型筋增强3DPC的破坏模式为韧性破坏，并出现了明显的应变硬化特性。通过讨论得到了配筋率、钢筋贯穿度、3DPC基体抗弯强度对配筋3DPC抗弯强度的影响权重，还对比分析了n型筋（不搭接和搭接）、铆钉与短切直筋等4种纵向配筋方法对3DPC抗弯强度的提升效果，相关结果对配筋参数和方法的选择具有重要的参考价值和指导意义。

关键词： n型筋 3D打印混凝土贯穿度抗弯性能

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基于视频游戏的空间能力测评

心理科学进展 2025年第1期33卷 11-24页

作者：尚俊杰石祝沈科杰北京大学教育学院学习科学实验室北京100871

空间能力是个体对客体或空间图形在头脑中进行识别、编码、贮存、表征、分解组合和抽象概括的能力,是个体理解自身所处环境并解决问题的认知基础。准确、便捷、有效地测评空间能力,对增强STEM教育教学水平和人才培养质量都具有重要意义... 详细信息

空间能力是个体对客体或空间图形在头脑中进行识别、编码、贮存、表征、分解组合和抽象概括的能力,是个体理解自身所处环境并解决问题的认知基础。准确、便捷、有效地测评空间能力,对增强STEM教育教学水平和人才培养质量都具有重要意义。由于空间能力受多因素共同作用,具有复杂性、多维度、内隐性的特点,使得利用计算机评价空间能力比较困难。本研究旨在准确、有效、大规模地测评空间能力,将使用多模态学习分析方法探索学习者空间认知行为表现特征,并基于视频游戏环境研发空间能力隐形测评关键技术与工具。具体包括:1)构建空间能力内在表征框架和评价指标体系;2)基于多模态学习分析构建学习者空间能力行为表现模型;3)探索视频游戏影响空间能力的关键因素,并使用游戏引擎开发基于视频游戏的测评工具;4)使用以证据为中心的设计框架和贝叶斯网络模型,开发并部署能够推断和预测空间能力的测评算法;5)在实验室和真实课堂情境开展实证研究,验证测评工具有效性。研究成果将有利于理解人类空间认知过程和行为表现,拓展和丰富空间能力相关理论,并为大规模数字化测评提供关键技术支撑。

关键词：基于游戏的测评空间能力多模态学习分析游戏化学习隐形测评

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从无到有辟蹊径,齐心协力攀高峰——记西北工业大学“空间材料科学实验室”创新研究群体

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中国科学基金 2002年第2期16卷 109-111页

作者：靳达申车成卫国家自然科学基金委员会工程与材料科学部北京100085

2001年底,国家自然科学基金委员会在组织对西北地区创新研究群体的现场考察中,有一支平均年龄才30岁多一点的年轻的研究群体,他们的研究工作和研究成果在评委中留下了深刻的印象;他们的敬业与团队精神,感动了所有的评委。评委们一致认... 详细信息

2001年底,国家自然科学基金委员会在组织对西北地区创新研究群体的现场考察中,有一支平均年龄才30岁多一点的年轻的研究群体,他们的研究工作和研究成果在评委中留下了深刻的印象;他们的敬业与团队精神,感动了所有的评委。评委们一致认为这个群体很具有代表性,国家自然科学基金委员会应给予持续的支持。这个群体就是西北工业大学应用物理系主任魏炳波教授为学术带头人的“空间材料科学实验室”。这个独具特色的实验室是魏炳波及其合作者在国家自然科学基金委员会和其他部门的支持下建立的。

关键词：中国西北工业大学空间材料科学实验室

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采用多步骤组合退火方法改善碲镁镉晶体的性能

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硅酸盐学报 2025年第01期53卷 102-113页

作者：张嘉伟俞鹏飞韩召杨桂芝介万奇长安大学材料科学与工程学院西北工业大学凝固技术国家重点实验室

碲镁镉（CdMgTe）晶体是一种理想的室温辐射探测新材料，但生长态晶体中仍然存在较多的缺陷，降低了探测器性能。采用多步骤组合退火方法对CdMgTe晶体进行退火改性，探讨了退火温度对晶体缺陷、力学、光学和电学性能的影响。结果表明，C... 详细信息

碲镁镉（CdMgTe）晶体是一种理想的室温辐射探测新材料，但生长态晶体中仍然存在较多的缺陷，降低了探测器性能。采用多步骤组合退火方法对CdMgTe晶体进行退火改性，探讨了退火温度对晶体缺陷、力学、光学和电学性能的影响。结果表明，Cd气氛退火后晶体中的Te夹杂相大幅减少，红外透过率和电阻率明显下降，经Te气氛退火后Te夹杂相密度无明显变化，而红外透过率和电阻率则显著提高且优于生长态晶体。退火后，晶体表面未出现额外氧化，禁带宽度最大增加了0.021 eV，显微硬度最多提高了16%,Raman光谱测试表明晶体中出现了新缺陷，探测器性能出现了质的变化。最佳退火条件获得的CdMgTe晶体制作的平面探测器性能最好，电子迁移率达526.86 cm2/（V·s），能量分辨率和电子迁移率寿命积分别为15.6%和1.89×10–4cm2/V。

关键词：碲镁镉晶体多步骤组合退火晶体质量电阻率室温辐射探测器

液态金属冷却法制备镍基单晶高温合金铸件的研究进展

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机械工程学报 2025年 127-141页

作者：艾诚张龙郭敏黄太文刘林长安大学材料科学与工程学院西北工业大学凝固技术国家重点实验室

与目前已在工业上得到广泛应用的快速凝固法(High rate solidification,HRS)相比，液态金属冷却法(Liquid metal cooling,LMC)具有更高的温度梯度，因此在制备大尺寸单晶涡轮叶片时具有显著的优势。归纳总结HRS与LMC技术的工作原理与温... 详细信息

与目前已在工业上得到广泛应用的快速凝固法(High rate solidification,HRS)相比，液态金属冷却法(Liquid metal cooling,LMC)具有更高的温度梯度，因此在制备大尺寸单晶涡轮叶片时具有显著的优势。归纳总结HRS与LMC技术的工作原理与温度梯度，由HRS与LMC技术制备的单晶高温合金铸件的枝晶组织、显微偏析、固溶处理、显微孔洞、铸造缺陷形成倾向与力学性能等特点。与HRS技术相比，LMC技术可显著地细化枝晶间距，并降低铸态组织中元素的显微偏析倾向；LMC技术可有效地降低固溶处理难度，并降低铸态和热处理态合金中显微孔洞的数量和尺寸；LMC技术可有效地降低定向凝固时雀斑和缘板杂晶等铸态缺陷的形成倾向；在较低的服役温度下，LMC技术可有效地提高合金的低周疲劳性能和高周疲劳性能。然而，LMC技术存在选晶器中引晶段晶体取向控制效果较差和Sn污染等问题，需要采用优化定向凝固工艺参数和使用高强度定向凝固型壳等方法解决上述问题。

关键词：液态金属冷却法镍基单晶高温合金显微组织固溶处理铸造缺陷力学性能