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北京市建筑材料科学研究院建设年产3万吨粉刷石膏生产线

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北京建材 1998年第4期 4-5页

作者：张增寿北京市建筑材料科学研究院

优异温度稳定型的K0.5Na0.5NbO3基压电陶瓷及其1-3型换能器

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无机材料学报 2025年

作者：高天宇刘东赵思雪邓伟张波萍朱立峰北京科技大学材料科学与工程学院北京建筑材料科学研究总院佛山(华南)新材料研究院

铌酸钾钠(K0.5Na0.5NbO3)基压电陶瓷由于具有优异压电系数(d33)和高的居里温度(TC)，被认为是最有潜力取代铅基压电陶瓷的无铅压电陶瓷体系。然而，相比铅基压电陶瓷体系，KNN基陶瓷体系的d33温度稳定性较差，影响了其实际应用。针对该... 详细信息

铌酸钾钠(K0.5Na0.5NbO3)基压电陶瓷由于具有优异压电系数(d33)和高的居里温度(TC)，被认为是最有潜力取代铅基压电陶瓷的无铅压电陶瓷体系。然而，相比铅基压电陶瓷体系，KNN基陶瓷体系的d33温度稳定性较差，影响了其实际应用。针对该问题，采用常规固相烧结法和织构工程设计并制备了具有单一四方相（T）的(K0.5，Na0.5)0.96Li0.04(Nb0.95，Sb0.05)O3-(Bi0.5Na0.5)ZrO3（KNLNS-BNZ）织构压电陶瓷。研究发现：相比非织构陶瓷，KNLNS-BNZ织构陶瓷不仅具有更优异的压电系数d33=256 pC·N-1和纵向机电耦合系数k33=34%，而且也具有更优良的d33和k33温度稳定性。在温度范围34～260 ℃之间，KNLNS-BNZ织构陶瓷d33和k33的变化率分别低于12%和4%。此外，本工作也制备并研究了由KNLNS-BNZ织构陶瓷和环氧树脂组成的1-3型换能器。该1-3型换能器不仅具有大带宽BW=61.2%和高电压信号（～2 V），而且具有良好的温度稳定性。当测量温度升高到100 ℃时，其带宽BW和中心频率fc分别为58.7%和0.94 MHz，与室温下的测量结果相比其变化率分别为4%和6%。以上结果表明，KNLNS-BNZ无铅压电陶瓷具有良好的压电性能和优异的热稳定性，并且KNLNS-BNZ制备的1-3型换能器可为新型无铅压电陶瓷的实际应用提供参考。

关键词：铌酸钾钠织构陶瓷压电性能换能器

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 2025年第4期54卷 233-241,261页

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北京100024

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... 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膜生长连续性改善的原因,通过几何平均法和算术平均法分别计算了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45.2 mJ/m^(2),算术平均法计算结果为48.1 mJ/m^(2),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,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

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基于路基表面振动波的高速铁路路基压实质量控制方法研究

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铁道学报 2025年第1期47卷 138-145页

作者：苏珂蔡德钩闫宏业安再展尧俊凯毕宗琦中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

高速铁路路基是高速列车安全平顺运行的重要基础,路基压实质量控制方法是极其重要。基于经验模态分解(EMD)及快速傅里叶变换(FFT),提出一种基于路基表面振动波波速的路基压实质量检测方法,采用数值模拟和足尺模型试验对其可行性和有效... 详细信息

高速铁路路基是高速列车安全平顺运行的重要基础,路基压实质量控制方法是极其重要。基于经验模态分解(EMD)及快速傅里叶变换(FFT),提出一种基于路基表面振动波波速的路基压实质量检测方法,采用数值模拟和足尺模型试验对其可行性和有效性进行研究。研究结果表明:路基表面振动波波速测算方法具有较强的可行性,且测点间距对振动波波速的测算结果产生的误差小于0.3%;根据单一震荡模式信号与原始信号在时域及频域范围内曲线形态、频率带宽与曲线幅值的一致性,定义一种路基碾压过程中的特征震荡信号;提出基于特征震荡信号的路基压实质量控制方法,验证路基表面振动波波速与填料压实度的极强相关关系,且相关性系数大于0.8。研究成果可为高速铁路路基压实质量检测提供新方法,为高速铁路路基智能填筑及路基压实质量连续检测技术提供支撑。

关键词：高速铁路压实质量足尺模型路基表面振动波波速相关性

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1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北京100024

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... 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1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北京 100024

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... 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

晶种对硫铝改性低钙硅酸盐水泥熟料烧成的影响及机理

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硅酸盐学报 2025年第1期53卷 37-46页

作者：赵晓悦任雪红张磊张文生叶家元张洪滔曹立学陈绍良天津城建大学材料科学与工程学院天津 300384 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 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 天津城建大学材料科学与工程学院天津 300384

为了设计发展新型低钙水泥熟料,采用原位高温X射线衍射、扫描电子显微镜及热分析等,以硅酸盐水泥熟料中硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)等矿物为晶种,研究了硅酸盐水泥熟料添加对硫铝改性低钙硅酸盐水泥熟料的形成、矿物组成和微观结构等... 详细信息

为了设计发展新型低钙水泥熟料,采用原位高温X射线衍射、扫描电子显微镜及热分析等,以硅酸盐水泥熟料中硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)等矿物为晶种,研究了硅酸盐水泥熟料添加对硫铝改性低钙硅酸盐水泥熟料的形成、矿物组成和微观结构等的影响及其机理.结果表明:硅酸盐水泥熟料的掺入促进了液相烧结,C2S和硫铝酸钙(C4A3$)晶粒尺寸增大.在熟料晶种中C2S和铁相的诱导作用下,C2S和铁相的含量增加;由于熟料晶种中C3S在低温分解,未能起到促进C3S形成及其与C4A3$共存的作用,且当硅酸盐水泥熟料掺量为10％(质量分数)时,C4A3$含量明显降低.此外,由于化学成分固溶变化,熟料晶种促进稳定β-C2S和o-C4A3$,但不利于高活性晶型矿物α′-C2S和c-C4A3$的稳定.

关键词：晶种低钙硅酸盐水泥熟料硫铝酸钙硅酸二钙硅酸三钙液相

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弹丸高速撞击下玻璃复合装甲的损伤机理

高压物理学报 2025年第2期39卷 40-49页

作者：黄友奇史刘彤高玉波李志豪黄翱翔中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024 中北大学航空宇航学院山西太原030051

玻璃叠层复合装甲具有良好的透光性和抗冲击性能,广泛应用于军事和民用防护领域。由于玻璃容易发生失效或破碎,为了获得靶板的冲击损伤机制,开展了钢球高速撞击下的试验和数值模拟研究。结果表明,在第1层玻璃破碎锥和应力波传播的作用下... 详细信息

玻璃叠层复合装甲具有良好的透光性和抗冲击性能,广泛应用于军事和民用防护领域。由于玻璃容易发生失效或破碎,为了获得靶板的冲击损伤机制,开展了钢球高速撞击下的试验和数值模拟研究。结果表明,在第1层玻璃破碎锥和应力波传播的作用下,第2层玻璃破碎锥体积和整体损伤面积显著大于第1层玻璃。弹丸高速撞击下,玻璃层形成了大量径向和环向裂纹,其中,在Rayleigh波作用下形成的环向裂纹可以阻止径向裂纹传播造成的次生裂纹扩展。根据损伤程度不同,玻璃层分为粉末区、小尺寸碎片区、大尺寸碎片区和径向裂纹区。受应力波传播、靶板弯曲变形以及破碎玻璃的体积膨胀共同作用,玻璃层沿厚度方向出现了竖向裂纹和平行破碎锥面的斜向裂纹。玻璃之间聚氨酯黏结层可造成竖向裂纹偏转,在一定程度上阻碍了裂纹沿厚度方向传播。玻璃/聚氨酯/聚碳酸酯之间,受介质波阻抗不同,导致界面的剪切波作用,胶层出现了局部分层现象。聚碳酸酯依靠自身的塑性变形聚集了破碎装玻璃颗粒,形成了局部高应力状态区域,完成了对弹丸的持续阻碍作用。因此,聚氨酯胶层的变形主要为破碎锥对其直接剪切作用所致。

关键词：玻璃复合装甲抗弹性能损伤机制应力波传播

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矿渣水化与活化研究现状

硅酸盐通报 2025年第1期44卷 169-179页

作者：杨思宇黄文赵佳琪章文明王雷王剑锋北京工业大学材料科学与工程学院北京100124 中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024 凌源市富源矿业有限责任公司凌源122500

随着钢铁行业矿石品位的下降和生产工艺的调整,矿渣的成分和结构发生变化,导致矿渣胶凝活性下降,难以在水泥基材料中应用。本文从矿渣的成分和结构出发,分析了矿渣水化活性的潜在影响因素,综述了传统的矿渣活化方法及其存在的问题,阐述... 详细信息

随着钢铁行业矿石品位的下降和生产工艺的调整,矿渣的成分和结构发生变化,导致矿渣胶凝活性下降,难以在水泥基材料中应用。本文从矿渣的成分和结构出发,分析了矿渣水化活性的潜在影响因素,综述了传统的矿渣活化方法及其存在的问题,阐述了醇胺络合活化方法的作用机制及优缺点,并介绍了一种基于络合与碳酸化协同的新型矿渣活化方法,有助于提高矿渣的资源化利用率。

关键词：矿渣水化反应活性传统活化络合活化络合与碳酸化协同

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