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ZnIn2S4/PbBi2Nb2O9复合材料的光-压电协同催化性能

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复合材料学报 2025年

作者：王晓宇陈佳阔彭俊淇曾雄丰王建省赵英娜华北理工大学材料科学与工程学院河北省无机非金属材料实验室河北省(唐山)陶瓷产业技术研究院

光催化技术是降解有机污染物最有效的途径之一，但常见的光催化材料的光吸收范围有限，光生电子对复合速度较快，极大地限制了光催化材料的应用。通过引入电场来减少光生电子与空穴的复合，加速载流子分离和迁移，开发具有光和应力双响... 详细信息

光催化技术是降解有机污染物最有效的途径之一，但常见的光催化材料的光吸收范围有限，光生电子对复合速度较快，极大地限制了光催化材料的应用。通过引入电场来减少光生电子与空穴的复合，加速载流子分离和迁移，开发具有光和应力双响应的高性能催化剂尤为重要。本研究采用低温溶剂热法在片状PbBi2Nb2O9表面生长ZnIn2S4纳米片，合成了ZnIn2S4/PbBi2Nb2O9复合材料，实现了可见光下高效的光-压电协同催化降解性能。在光照及超声振动的协同作用下，120 min内50%-ZnIn2S4/PbBi2Nb2O9对盐酸四环素（TC）的降解率达94.96%，降解速率常数为仅超声振动作用下的8.38倍，仅光照条件下的1.76倍；同时在研究过程中，探讨了ZnIn2S4/PbBi2Nb2O9复合光催化剂活性提高的主要原因，其高催化性能可归因于PbBi2Nb2O9作为压电材料，在超声振动作用下，材料内部形成了内建电场，有效地提高了光生载流子的分离效率。同时，PbBi2Nb2O9和ZnIn2S4之间形成的S型异质结，也促进了光生电子-空穴对的转移。

关键词： PbBi Nb O ZnIn S S型异质结复合材料光-压电协同催化降解

EP-PDMS-PVDF-SiO_(2)超疏水复合涂层的制备与耐摩擦性能

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复合材料学报 2025年第1期42卷 362-373页

作者：姜礼华林一凡孙嘉进龚梦天涂凯陈宇桐肖婷谭新玉三峡大学材料与化工学院无机非金属晶态与能源转换材料重点实验室宜昌443002 三峡大学电气与新能源学院宜昌443002

提高超疏水涂层砂纸耐摩擦性能对其应用具有重要意义。因此,以环氧树脂(EP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂,以4种纳米级二氧化硅(SiO_(2))粒子为主要填料和一种微米级SiO_(2)粒子作为增强涂层耐摩擦性能的辅助填料... 详细信息

提高超疏水涂层砂纸耐摩擦性能对其应用具有重要意义。因此,以环氧树脂(EP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂,以4种纳米级二氧化硅(SiO_(2))粒子为主要填料和一种微米级SiO_(2)粒子作为增强涂层耐摩擦性能的辅助填料制备了一种耐摩擦性能优异的超疏水涂层,并对其砂纸耐摩擦性能进行系统地测试和分析。接触角测试结果表明涂层水滴接触角和滚动角分别保持在156°~165°和2°~4°之间。砂纸摩擦测试表明添加2μm或5μm的SiO_(2)粒子能使涂层耐摩擦周期提高2~3倍。同时,涂层耐摩擦性能还与砂纸粒度相关。涂层被9μm或6.5μm粒度砂纸摩擦失去超疏水性能后,能通过19μm或11μm粒度砂纸的摩擦而恢复其超疏水特性。然而,涂层被38、19或11μm粒度砂纸摩擦后其超疏水性能无法恢复。分析表明,低粒度砂纸更易破坏涂层表面多级微纳粗糙结构,但该结构可通过高粒度砂纸摩擦而被恢复,高粒度砂纸则倾向于使涂层从基材表面剥离。

关键词：涂层超疏水砂纸耐摩擦性二氧化硅粒子多级微纳粗糙结构

超细等轴状AlN粉体的燃烧合成制备及机理研究

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材料导报 2025年第1期39卷 132-136页

作者：李明新魏智磊张彪赵蕾史忠旗西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室西安710049

超细等轴状AlN粉体因高烧结活性、良好的流动性和分散性,在电子封装、半导体等领域应用广泛,然而常规方法制备超细等轴状AlN粉体通常需要在高温下长时间保温,导致工艺成本较高,限制了其应用。本工作以Al粉和AlN粉为原料,采用高效低成本... 详细信息

超细等轴状AlN粉体因高烧结活性、良好的流动性和分散性,在电子封装、半导体等领域应用广泛,然而常规方法制备超细等轴状AlN粉体通常需要在高温下长时间保温,导致工艺成本较高,限制了其应用。本工作以Al粉和AlN粉为原料,采用高效低成本的燃烧合成工艺制备超细等轴状AlN粉体,系统研究了AlN稀释剂比例和N_(2)压力对燃烧温度、产物物相组成和微观结构的影响。结果表明,AlN稀释剂比例的增加和N_(2)压力的降低都会导致燃烧温度的降低,进而有利于通过Al粉的原位氮化获得超细等轴状AlN粉体。当AlN稀释剂添加量为60%(摩尔分数)、N_(2)压力为0.2 MPa时,成功制备了平均粒径约为1.5μm的超细等轴状AlN粉体。此外,基于燃烧淬熄实验分析了超细等轴状AlN粉体的原位氮化生长机制。

关键词：燃烧合成氮化铝粉体生长机制

电弧离子镀涂层大颗粒缺陷控制与抑制技术研究进展

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表面技术 2025年第1期54卷 1-16页

作者：张泽张远涛张林赵栋才张腾飞张世宏安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002

电弧离子镀是当前应用最广泛的物理气相沉积技术,其制备的涂层具备高硬度、高沉积效率和良好的结合力等优点,在刀具及模具涂层领域展现出显著优势。然而,该技术存在涂层表面大颗粒缺陷的问题,严重限制了其在高精密加工、高致密性防护涂... 详细信息

电弧离子镀是当前应用最广泛的物理气相沉积技术,其制备的涂层具备高硬度、高沉积效率和良好的结合力等优点,在刀具及模具涂层领域展现出显著优势。然而,该技术存在涂层表面大颗粒缺陷的问题,严重限制了其在高精密加工、高致密性防护涂层以及传感器绝缘膜等领域的推广应用。因此,如何有效减少涂层表面大颗粒缺陷的数量和密度已成为相关机构关注的重要研究方向之一。总结了电弧离子镀技术在大颗粒缺陷控制和抑制方面的最新进展和应用,探讨了当前存在的问题及解决方案。对大颗粒产生、传输和到达3个阶段下的产生/运动机理和控制手段进行了总结。针对大颗粒产生过程,通过优化弧源设计,改善磁场分布,提高弧斑运动速度,实现了更加均匀、快速的弧斑运动轨迹,减少了大颗粒生成概率;在传输过程中,采用物理屏蔽/磁过滤与辅助阳极辅助等手段有效控制了离子和大颗粒运动轨迹;在基体区域沉积阶段,通过增加基体偏压来调控到达基体的大颗粒数目。此外沉积参数的改变也广泛用于减少大颗粒缺陷。这些方法思路和研究进展将为解决电弧离子镀技术中存在的大颗粒缺陷问题提供新思路,并有望推动该项技术在各个行业中得到更广泛的应用。

关键词：电弧离子镀大颗粒去除电弧源磁过滤工艺参数

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逆水煤气变换反应机理及催化剂研究进展

燃料化学学报(中英文) 2025年第1期53卷 1-14页

作者：李鹏阳王改荣牛佳星王小艾韩星张彩东田志强李兰杰河北河钢材料技术研究院有限公司河北石家庄050023 河北省氢冶金低碳技术重点实验室河北石家庄050023

逆水煤气变换(RWGS)反应是降低碳排放和实现碳资源利用的有效途径。CO_(2)经逆水煤气变换反应转化为CO,并通过费托工艺制得烯烃化产品和醇类燃料,对于改善环境以及改变未来能源结构具有重大意义。本综述总结了RWGS反应机理,依据CO_(2)... 详细信息

逆水煤气变换(RWGS)反应是降低碳排放和实现碳资源利用的有效途径。CO_(2)经逆水煤气变换反应转化为CO,并通过费托工艺制得烯烃化产品和醇类燃料,对于改善环境以及改变未来能源结构具有重大意义。本综述总结了RWGS反应机理,依据CO_(2)转化为CO路径中H2是否直接参与还原反应,分为氧化还原机理和缔合机理,其中,缔合机理包括甲酸盐、羧酸盐以及碳酸盐三种路径,并介绍了近年来关于RWGS反应机理研究的最新发现;其次综述了RWGS反应中的CO_(2)和H2共进料热催化转化催化剂体系和化学循环催化剂体系的研究进展,分析讨论了Pt、Ni、Cu等金属基催化剂和金属碳化物、磷化物催化材料的RWGS反应性能,以及钙钛矿型储氧材料(OSM)在化学循环反应中的应用。最后,针对目前存在的问题和未来可能的解决方案进行了讨论与展望,以期为后续RWGS催化材料的研究提供一定的借鉴。

关键词：逆水煤气变换二氧化碳一氧化碳反应机理催化剂

农田土壤和辣椒/甘薯可食部位镉砷铅污染特征及健康风险评价

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环境科学 2025年第1期46卷 470-477页

作者：张志强韦亮耿丽平刘峰赵全利吴鸿斌薛培英刘文菊河北农业大学资源与环境科学学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省农田生态环境重点实验室保定071000 河北省农业环境保护监测总站石家庄050035

为探明农田土壤重金属Cd、As和Pb及其在作物可食部位的含量特征,在金属冶炼和污水灌溉共同影响的农田区域,重点调查分析了土壤、辣椒与甘薯可食部位(两种作物果实分别在地上和地下)中Cd、As和Pb含量及污染特征,并采用化学致癌物模型和... 详细信息

为探明农田土壤重金属Cd、As和Pb及其在作物可食部位的含量特征,在金属冶炼和污水灌溉共同影响的农田区域,重点调查分析了土壤、辣椒与甘薯可食部位(两种作物果实分别在地上和地下)中Cd、As和Pb含量及污染特征,并采用化学致癌物模型和化学非致癌物模型对两种作物果实及不同部位进行了人体健康风险评价.结果表明,辣椒和甘薯农田土壤Cd和As达中度复合污染水平,且距离污染源较近的甘薯农田土壤Cd、As和Pb综合污染指数(2.82)显著高于辣椒农田(2.38)(P1×10^(−4)),辣椒和甘薯可食部位均对儿童有可接受的健康风险,二者中非致癌物Pb尚未对人体产生健康风险.总之,Cd和As中度复合污染区生产的辣椒果实对Cd的富集能力很强,已构成显著的人体健康风险,甘薯则存在可接受水平的健康风险.

关键词：重金属复合土壤辣椒甘薯镉(Cd)-砷(As)-铅(Pb) 污染特征健康风险

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轻质高熵高温合金成分设计研究进展

中国材料进展 2025年第1期 40-48+123页

作者：沈鸿葵林峰韩明亮张英杰吴渊张晓宾王辉刘雄军蒋虽合吕昭平北京科技大学新金属材料国家重点实验室

相比于传统镍基高温合金，轻质高熵高温合金可同时具有高强度、低密度等特点，受到了广泛关注。综述了轻质高熵高温合金的研究进展，并依据相结构将其划分为4类：单相固溶强化合金、金属间化合物相强化合金、共晶组织强化合金和非金属... 详细信息

相比于传统镍基高温合金，轻质高熵高温合金可同时具有高强度、低密度等特点，受到了广泛关注。综述了轻质高熵高温合金的研究进展，并依据相结构将其划分为4类：单相固溶强化合金、金属间化合物相强化合金、共晶组织强化合金和非金属元素强化合金。单相固溶强化合金通过元素调控实现性能优化，例如Al-Nb-V-Ti-Zr体系中Al元素的添加可显著提升其强度和硬度。金属间化合物相强化合金通过第二相的加入提升性能，但需注意某些金属间化合物可能导致脆化。共晶组织强化合金展现出良好的高温性能，但其室温塑性仍需改进。非金属元素强化合金通过多种机制进行强化，但元素添加量的精确控制至关重要。尽管在轻质高熵高温合金的成分设计和微观结构优化方面已取得一定成果，但仍面临成本高和工艺复杂等挑战。未来研究应聚焦于优化成分结构、深化理论研究、降低制备成本以及拓展应用与跨领域合作等方面，以促进轻质高熵高温合金的发展与广泛应用。

关键词：轻质高熵合金高温合金高温性能成分设计相结构强化机制

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柔性电响应动态热辐射调控材料研究进展

材料导报 2025年第1期39卷 81-88页

作者：解伟荣周涵上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240

所有温度高于0 K的物体都会产生红外热辐射,这种辐射特性与其发射率密切相关,固定的发射率使多数物体只能呈现单一的热辐射特性。而实际应用场景中,为适应不同环境和功能要求,动态调控物体的热辐射特性至关重要。柔性电响应动态热辐射... 详细信息

所有温度高于0 K的物体都会产生红外热辐射,这种辐射特性与其发射率密切相关,固定的发射率使多数物体只能呈现单一的热辐射特性。而实际应用场景中,为适应不同环境和功能要求,动态调控物体的热辐射特性至关重要。柔性电响应动态热辐射调控材料不受环境条件制约,调控幅度高,且轻质、灵活、便携,在使用和存储中都具有突出优势。本文总结了导电聚合物、碳基材料、可逆金属电沉积等几种典型的柔性电响应动态热辐射调控材料研究进展,介绍了柔性电响应动态热辐射调控器件的应用前景,并指明了其挑战及未来发展趋势。

关键词：柔性电致变色热辐射调控红外发射率调控

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环境障涂层材料及结构优化研究进展

中国腐蚀与防护学报 2025年第1期45卷 33-45页

作者：任明泽董琳杨冠军西安交通大学材料科学与工程学院金属材料国家重点实验室西安710049

环境障涂层(EBC)为碳化硅陶瓷基复合材料(SiC-CMC)提供了有效的高温水蒸气防护,成为新一代航空发动机高温部件的关键材料。本文综述了稀土硅酸盐/Si粘结层EBC的制备技术与典型结构特征,探讨了在富含水氧、CMAS熔盐的高温发动机环境下的... 详细信息

环境障涂层(EBC)为碳化硅陶瓷基复合材料(SiC-CMC)提供了有效的高温水蒸气防护,成为新一代航空发动机高温部件的关键材料。本文综述了稀土硅酸盐/Si粘结层EBC的制备技术与典型结构特征,探讨了在富含水氧、CMAS熔盐的高温发动机环境下的服役失效机理,进一步针对涂层热失配、高温水氧腐蚀、CMAS腐蚀、粘结层氧化等问题,从材料和结构角度总结了硅酸盐面层和Si粘结层的设计及优化方法,同时,面对更高温度的服役需求,介绍了超高温面层结构设计和新型耐高温粘结层材料设计研究进展,最后展望了高性能环境障涂层的未来研究方向。

关键词：环境障涂层(EBC) 稀土硅酸盐热喷涂腐蚀氧化