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MXene-纤维素纳米纤维/聚乙烯醇导电水凝胶的制备及应用性能研究

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复合材料学报 2025年

作者：张晓田董倩倩余兆勇吴明华浙江理工大学纺织科学与工程学院先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室生态染整技术教育部工程研究中心绿色低碳染整技术浙江省工程研究中心

为解决柔性应变传感器力学性能差、灵敏度低等问题，文章受肌腱结构的启发，以柔性聚乙烯醇（PVA）和刚性纤维素纳米纤维（CNF）分别模拟肌腱的柔性链段和刚性链段，以少层MXene作为导电功能活性材料，采用定向冷冻法，制备具有各向异... 详细信息

为解决柔性应变传感器力学性能差、灵敏度低等问题，文章受肌腱结构的启发，以柔性聚乙烯醇（PVA）和刚性纤维素纳米纤维（CNF）分别模拟肌腱的柔性链段和刚性链段，以少层MXene作为导电功能活性材料，采用定向冷冻法，制备具有各向异性结构的类肌腱MXene-CNF/PVA导电水凝胶（简称MCP水凝胶）；在此基础上，以MCP水凝胶作为传感元件，采用3M HVB胶带和双面导电铜胶带组合封装，制备柔性应变传感器。采用SEM、拉力实验机和电桥等手段，研究了不同材料组合对水凝胶形貌结构的影响，探究了不同材料配比的MCP水凝胶的力学性能，测试分析了基于MCP水凝胶制作的柔性传感器的传感性能及应用性能。结果表明：所制MCP水凝胶具有类肌腱的各向异性结构和良好的力学性能(断裂强度为1.57 MPa，杨氏模量为0.131 MPa，韧性为2.16 MJ/m3)；基于MCP水凝胶制作的柔性传感器具有良好的灵敏度（GF=6.31）和耐拉伸疲劳性能（1600次循环）。该传感器还能准确感应人体生理信号及不同类型的运动信号。本研究为可穿戴传感器的设计提供了思路，同时有望拓宽可穿戴传感器的应用场景。

关键词：定向冷冻柔性传感器 MXene 导电水凝胶仿生

改性及取向玄武岩纤维增强烟片胶复合材料的制备及性能

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高分子材料科学与工程 2025年

作者：周博文李伟帅张泽明党东营黄存盛张德伟汪传生青岛科技大学机电工程学院山东省高分子材料先进制造技术重点实验室轮胎先进装备与关键材料国家工程研究中心

用锆酸酯对玄武岩纤维（BF）进行表面改性，并对烟片胶（RSS）基体内的BF进行取向，研究不同长度、添加份数和取向方式对BF/RSS复合材料性能的影响。结果表明，与未添加BF以及添加BF未取向的BF/RSS复合材料相比较，进行BF取向的BF/RSS... 详细信息

用锆酸酯对玄武岩纤维（BF）进行表面改性，并对烟片胶（RSS）基体内的BF进行取向，研究不同长度、添加份数和取向方式对BF/RSS复合材料性能的影响。结果表明，与未添加BF以及添加BF未取向的BF/RSS复合材料相比较，进行BF取向的BF/RSS复合材料的综合性能得到了明显提升。其中，长度为3 mm、添加份数为5 phr并经径向取向的BF/RSS复合材料相较于其它长度、份数及取向方式的综合性能最好，300%定伸应力增加了22.8%，抗撕裂强度提高了25%，且Payne效应较弱，损耗因子峰值小，扫描电镜分析表明BF在RSS基体中的分散性较好。当BF长度为6 mm、添加份数为5 phr并经过径向取向制得的复合材料，在胶轮转速720 r/min，冲击速度120 c/min条件下，耐切割性能最优提高了34%。

关键词：玄武岩纤维烟片胶改性锆酸酯短纤维复合材料

Ti2AlNb合金研究进展及在航空发动机上应用可行性分析

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材料工程 2025年 28-44页

作者：裴会平刘冬姚利盼邵天敏刘巧沐刘亮亮陈乾明清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室中国科学院金属研究所轻质高强材料研究部北京航空航天大学能源与动力工程学院中国航发四川燃气涡轮研究院先进动力总体部

Ti2AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金，作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求，结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法，从材料特性、合金冷/热加工工艺... 详细信息

Ti2AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金，作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求，结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法，从材料特性、合金冷/热加工工艺性能、减重收益等方面分别进行分析，讨论该合金在航空发动机中应用的优势、潜力以及仍需解决的问题。分析结果表明，该合金在减重方面优势显著，且较好地实现了强度、韧性和塑性的综合匹配，无明显短板；具有可接受的冷、热加工性能，通过变形、铸造等方式均可制备工程可用的大规格零件；应用于机匣等静子件可在镍基高温合金基础上减重35.3%，应用于整体叶盘/轮盘等转子件可在镍基高温合金基础上减重37.3%。

关键词： Ti AlNb 航空发动机减重材料特性加工工艺

HiPIMS溅射AlCrN涂层结构对抗铝黏着性能的影响

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中国表面工程 2025年

作者：秦亚东高方圆许亿夏原中国科学院力学研究所宽域飞行工程科学与应用中心中国科学院大学工程科学学院中国科学院大学材料科学与光电工程中心

一体化压铸模具在汽车产业轻量化和节能环保政策的背景下应时而生，在服役过程中受到高温、高速铝液冷热交替作用，传统的表面处理技术不能满足如此苛刻的服役条件，采用Hi PIMS技术制备AlCrN涂层是提升一体化压铸模具表面抗铝黏着性能... 详细信息

一体化压铸模具在汽车产业轻量化和节能环保政策的背景下应时而生，在服役过程中受到高温、高速铝液冷热交替作用，传统的表面处理技术不能满足如此苛刻的服役条件，采用Hi PIMS技术制备AlCrN涂层是提升一体化压铸模具表面抗铝黏着性能的重要措施之一。基于等离子体发射光谱（OES），采用高能脉冲磁控溅射（Hi PIMS）技术在不同的N2/Ar流量比下制备具有致密结构的高性能AlCrN涂层。利用数字示波器、高压探针、电流探针和等离子体发射监测器开展Hi PIMS放电特征和时间平均的OES光谱研究，采用X射线衍射仪和扫描电镜分析涂层的晶相结构、晶粒尺寸及表面截面形貌，采用纳米压痕仪测试薄膜的纳米硬度和弹性模量。设计进行抗铝黏着测试来观测涂层在铝液中的行为。结果表明，随着N2/Ar流量比的增加，Hi PIMS下的峰值电流随之升高，峰值功率密度也随之升高；沉积速率先增大后降低；涂层的晶粒尺寸和微观结构也会出现明显变化；成膜环境出现大量的离子态，CrⅡ、AlⅡ、NⅡ的强度明显提升，且CrⅡ/CrⅠ强度上升，说明离化率也会随之上升；涂层结构随着N2/Ar流量的变化主要呈现三种状态：非晶结构、hcp-AlN与fcc-AlCrN混合相、单一fcc-AlCrN相，实验中涂层氮含量始终保持较高水平且随着N2/Ar流量比整体呈上升趋势，并最终在fcc-AlCrN结构中接近化学计量组成；在最高的N2/Ar流量下制备出择优取向为（220）的fcc-AlCrN相涂层，具有最高的硬度和弹性模量，同时有着最高的H/E与H3/E2比值。在抗铝黏着测试中此结构也表现出无铝黏附的良好特性，且涂层相结构和成分均无明显变化，fcc-AlCrN结构在铝液中的稳定性是表现优异出抗铝黏着性能的关键。通过改变N2/Ar流量比制备出高性能AlCrN涂层，给出提升一体化压铸模具表面抗铝黏着性能的可能性。

关键词： Hi PIMS AlCrN涂层氮氩流量比光学发射光谱铝液腐蚀

TC4钛合金表面微弧氧化超疏水膜的制备及耐腐蚀性能

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中国表面工程 2025年

作者：王莹户宁波张燕宋仁国刘麟袁宁一丁建宁常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室常州大学机械与轨道交通学院扬州大学碳中和技术研究院

微弧氧化技术因其绿色环保等优点，被广泛用于金属表面防护中。但单一的微弧氧化膜存在较多的孔洞及裂纹难以大幅度提高金属的耐腐蚀性能，需要与其它方法结合使用。通过微弧氧化技术在TC4钛合金表面构建微纳米结构，结合低表面能物质... 详细信息

微弧氧化技术因其绿色环保等优点，被广泛用于金属表面防护中。但单一的微弧氧化膜存在较多的孔洞及裂纹难以大幅度提高金属的耐腐蚀性能，需要与其它方法结合使用。通过微弧氧化技术在TC4钛合金表面构建微纳米结构，结合低表面能物质十八烷基三甲氧基硅烷表面修饰，在TC4钛合金表面构建了长效耐腐蚀超疏水复合膜。采用SEM、EDS、FT-IR、XRD分别表征了其表面形貌、成分和物相组成；采用接触角测量仪、电化学工作站分别测试了其润湿性及耐腐蚀性。结果表明，在TC4钛合金表面成功构建了以TiO2为主要成分的陶瓷基超疏水复合膜。与TC4钛合金基体相比，该超疏水膜的腐蚀电流密度降低了近4个数量级，自腐蚀电压提升了0.934 V，阻抗增大了2个数量级；而且在3.5 wt%的NaCl溶液中浸泡一周后，仍能保持较好的耐腐蚀性。超疏水膜中的微纳米结构可以捕获空气形成空气层，防止腐蚀介质接触表面，从而提高样品的腐蚀性能及耐久性。本研究可以为钛合金的表面腐蚀防护提供一定的试验依据和理论基础。

关键词：钛合金微弧氧化超疏水耐腐蚀

X射线衍射多相谱中某一物相点阵参数的直接求解方法

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物理学报 2011年第8期60卷 462-466页

作者：徐晓明苗伟陶琨清华大学材料科学与工程研究院中心实验室北京100084

介绍了一种新的求解点阵参数的方法——不涉及结构的谱峰拟合方法.该方法适用于单一物相或多个物相衍射谱中某一物相点阵参数的直接求解,可以避免外推函数的不同选择而造成的差异,且快速准确.根据此方法编写的应用程序已在实际工作中得... 详细信息

介绍了一种新的求解点阵参数的方法——不涉及结构的谱峰拟合方法.该方法适用于单一物相或多个物相衍射谱中某一物相点阵参数的直接求解,可以避免外推函数的不同选择而造成的差异,且快速准确.根据此方法编写的应用程序已在实际工作中得到应用.程序中还包括了调整样品表面离轴偏差和零度偏差以提高拟合精确度的功能.

关键词： X射线衍射谱峰拟合点阵参数

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浓硝酸处理前后多壁碳纳米管的荧光特性研究

光谱学与光谱分析 2005年第1期25卷 10-12页

作者：孙文秀黄智鹏张鹭朱静清华大学材料科学与工程研究院电镜实验室北京100084

对浓硝酸处理前后多壁碳纳米管的荧光特性进行了研究,结果发现多壁碳纳米管在浓硝酸处理前后都能产生荧光;与浓硝酸处理前相比,浓硝酸处理后的多壁碳纳米管的荧光有所增强,且荧光谱峰向短波长方向发生蓝移。碳纳米管产生的荧光与碳纳米... 详细信息

对浓硝酸处理前后多壁碳纳米管的荧光特性进行了研究,结果发现多壁碳纳米管在浓硝酸处理前后都能产生荧光;与浓硝酸处理前相比,浓硝酸处理后的多壁碳纳米管的荧光有所增强,且荧光谱峰向短波长方向发生蓝移。碳纳米管产生的荧光与碳纳米管在其缺陷处捕获激发光的能量以及最低空轨道和最高占有轨道之间的能隙有关。多壁碳纳米管在浓硝酸处理前后都有缺陷,因而都能在其缺陷处捕获激发光能量而产生荧光;浓硝酸处理引起多壁碳纳米管的缺陷增多、捕获激发光能量增加因而荧光也随之增强。碳纳米管的最低空轨道和最高占有轨道之间的能隙随其长度减小而增大,浓硝酸处理引起多壁碳纳米管被削短导致其最低空轨道和最高占有轨道之间的能隙增大,因而引起多壁碳纳米管的荧光谱峰向短波方向蓝移。

关键词：能隙多壁碳纳米管荧光谱蓝移浓硝酸能量荧光特性激发光占有缺陷

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北宋定窑茶叶末釉的微观结构与矿物形态学研究

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岩矿测试 2025年第1期44卷 115-126页

作者：徐建业王富芳梁汉东李展平煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 清华大学分析中心北京100084 清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室北京100084

茶叶末釉古瓷作为最早出现的结晶釉之一,开展深入研究可明确其矿物晶体特征、呈色机理以及古代烧制工艺,丰富古陶瓷数据库。目前相关研究多来源于二十世纪末,样本稀少且囊括的年代和窑口严重不足,所用科学仪器多已淘汰,亟需更多实验分... 详细信息

茶叶末釉古瓷作为最早出现的结晶釉之一,开展深入研究可明确其矿物晶体特征、呈色机理以及古代烧制工艺,丰富古陶瓷数据库。目前相关研究多来源于二十世纪末,样本稀少且囊括的年代和窑口严重不足,所用科学仪器多已淘汰,亟需更多实验分析与数据支撑。本文采用光学显微镜(OM)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、激光共聚焦拉曼光谱(LRS)、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)等现代科学仪器对北宋定窑茶叶末釉样本中矿物晶体开展了分析和表征。结果表明,釉中主晶相与辽金龙泉务窑一致,为钙长石和辉石;釉面整体表现为酱-黑色釉基质富铁(Fe2O3含量均值9.73%)和矿物结晶富铁(Fe2O3含量均值11.33%),除α-Fe2O3和Fe3O4晶体等熔后重结晶矿物,还有铁镁尖晶石、残余高岭石等未融熔矿物,反演出制釉原料中有镁的加入以及烧成温度可能低于1200℃,异于前人高温烧制的观点。SIMS离子成像揭示了胎釉交界处为厚约20~80μm的钙长石晶体层,而非化妆土或玻璃态的致密反应层。研究揭示了茶叶末古瓷中Fe元素不均匀富集,部分区域过饱和而析出含铁矿物晶体,釉面颜色则主要由黄褐色的矿物晶体斑点和酱-黑色玻璃基质共同组成,同时ToF-SIMS在古瓷微区原位的形貌结构和元素分析上效果显著,能够辨别钙长石、碱性长石等微米级矿物。

关键词：茶叶末瓷矿物元素成像 ToF-SIMS LA-ICP-MS

环境友好型量子点LED电子注入和泄漏调控策略:刷新绿光InP基QD-LED性能记录

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科学通报 2025年

作者：卞阳阳严笑寒陈斐唐爱伟樊逢佳申怀彬河南大学特种功能材料教育部重点实验室高效显示与照明技术国家地方联合工程研究中心北京交通大学物理科学与工程学院发光与光信息技术教育部重点实验室中国科学院微观磁共振重点实验室中国科学技术大学物理学院合肥微尺度物质科学国家研究中心科学仪器制造与应用安徽省重点实验室

发光二极管（light emitting diode, LED）显示照明是我国的支柱半导体产业,加快新兴显示照明LED研究,对于增强我国的产业竞争有着重要的意义.基于荧光量子点的电致发光器件（quantum dot based light-emitting diode, QD-LED）,相对于...

发光二极管（light emitting diode, LED）显示照明是我国的支柱半导体产业,加快新兴显示照明LED研究,对于增强我国的产业竞争有着重要的意义.基于荧光量子点的电致发光器件（quantum dot based light-emitting diode, QD-LED）,相对于以往LED具有色域更广、色纯度更高、能耗更低等优势,有望在超高清显示屏和高端照明等领域得到广泛应用,已经成为世界各国竞相争夺的下一代主流发光显示技术制高点之一[1～3].

关键词：