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微波辐射生长CNTs@微珠核壳料优化合成及其增强水泥基复合材料力电传感性能

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复合材料学报 2025年

作者：朱夏彤罗健林高乙博陶雪君袁士柯冯超青岛理工大学土木工程学院海洋混凝土教育部工程研究中心

通过微波辐射方法在微珠（Gb）表面原位生长出碳纳米管（CNTs），合成CNTs@微珠核壳料（CNTs@Gb），结合微观形貌、红外、热重、拉曼光谱、电导特性探索CNTs@Gb最佳合成条件；然后将最优CNTs@Gb掺入水泥基体中制备CNTs@Gb增强水泥基复... 详细信息

通过微波辐射方法在微珠（Gb）表面原位生长出碳纳米管（CNTs），合成CNTs@微珠核壳料（CNTs@Gb），结合微观形貌、红外、热重、拉曼光谱、电导特性探索CNTs@Gb最佳合成条件；然后将最优CNTs@Gb掺入水泥基体中制备CNTs@Gb增强水泥基复合材料（CNTs@Gb/C），系统评价其力学、电学特性及力电传感性能。结果发现：Gb与吡咯配比为3.3/1时，得到聚吡咯（PPY）包覆良好的PPY@Gb，PPY@Gb与二茂铁配比为1/1.5、微波处理50 s合成CNTs@Gb性能最佳。2.5 wt%掺量下CNTs@Gb/C的28 d抗折、抗压强度较空白组分别提高了10.3%、6.8%，其DC电阻率降低至9.3 kΩ·cm，频率为100 Hz时的AC电阻率降低至5.89 kΩ·cm，较空白组分别降低77%和87%。在速率分别为1 kN/s、2.5 kN/s和5 kN/s的变速率循环荷载（0～15 MPa幅值）下平均电阻率变化率可达76%，且最高应力、应变灵敏度分别达5.57 %/MPa、13.2%，传感性能优异，显然有利于发展成一种结构健康监测用高性能本征传感器。

关键词：水泥基复合材料微波辐射法 CNTs@微珠核壳料自感知性能原位合成

甲烷/乙烷混合工质纳米液膜蒸发传质特性的研究

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 72-80页

作者：林小晨丁鑫李雅宁兰志向刘纳张林阳郭健翔青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266520 青岛娄山河水务资源有限公司青岛266000

采用分子动力学模拟方法研究了五种不同配比甲烷/乙烷混合工质纳米液膜的汽化过程,从蒸发现象、能量变化、涨落耗散规律及相对分子汽化量四个方面分析了混合工质的蒸发传质特性.结果表明:混合工质纳米液膜中甲烷配比越大,汽化起始时间越... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究了五种不同配比甲烷/乙烷混合工质纳米液膜的汽化过程,从蒸发现象、能量变化、涨落耗散规律及相对分子汽化量四个方面分析了混合工质的蒸发传质特性.结果表明:混合工质纳米液膜中甲烷配比越大,汽化起始时间越早,汽化过程越剧烈,汽化的持续时间越短,固定吸附层越薄,模拟体系动能和势能的增量越小,乙烷的存在会抑制甲烷的汽化;由涨落耗散分析可得,甲烷配比越大,对乙烷汽化的促进作用越强,汽化弛豫时间越短,整体汽化速率越快,传质效果越好.

关键词：混合工质纳米液膜传热传质涨落耗散分子动力学模拟

3D打印SCF/PEI/PEEK复合材料的摩擦学性能

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摩擦学学报 2025年

作者：阮俊飞裴先强车清论张建军青岛理工大学机械与汽车工程学院中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

基于前期研究聚醚酰亚胺(PEI)能够提高聚醚醚酮(PEEK)的热性能但降低其耐磨性的结果，本研究中将短切碳纤维(SCF)引入PEI/PEEK共混体系，系统研究了SCF含量对PEI/PEEK共混复合材料热学性能、力学性能和摩擦学性能的影响，并通过扫描电... 详细信息

基于前期研究聚醚酰亚胺(PEI)能够提高聚醚醚酮(PEEK)的热性能但降低其耐磨性的结果，本研究中将短切碳纤维(SCF)引入PEI/PEEK共混体系，系统研究了SCF含量对PEI/PEEK共混复合材料热学性能、力学性能和摩擦学性能的影响，并通过扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱(Raman)等对转移膜和磨损表面进行分析，讨论了SCF对复合材料摩擦学性能的影响机理。结果表明：一方面，具有较高耐磨性的SCF在摩擦过程中暴露在复合材料的表面，优先承担载荷，降低对偶表面对聚合物基体造成的变形和损伤；另一方面，SCF的添加有助于在摩擦过程中形成薄且均匀的转移膜，以上两者共同作用有效改善了复合材料的摩擦学性能。本研究中的结果为高温环境中服役的PEEK基减摩抗磨复合材料的设计制备提供了理论和技术指导。

关键词：复合材料热学性能力学性能摩擦学性能转移膜

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考虑腐蚀效应的高桩码头地震响应研究

地震工程学报 2025年第1期47卷 122-132页

作者：王龙龙苏雷王建峰凌贤长青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

高桩码头作为港口工程最常用的码头结构型式之一,因其所处环境相对复杂,在使用寿命中除了会受到地震荷载,往往还会长期受到氯离子侵蚀,导致结构材料性能不断退化,进而降低结构的抗震性能。为了研究受腐蚀后高桩码头地震响应特性,以钢筋... 详细信息

高桩码头作为港口工程最常用的码头结构型式之一,因其所处环境相对复杂,在使用寿命中除了会受到地震荷载,往往还会长期受到氯离子侵蚀,导致结构材料性能不断退化,进而降低结构的抗震性能。为了研究受腐蚀后高桩码头地震响应特性,以钢筋锈蚀机理为基础,探索钢筋及混凝土材料退化规律。基于开源数值计算平台OpenSees,建立考虑腐蚀效应的高桩码头二维有限元模型,研究腐蚀后高桩码头结构地震响应。地震响应结果表明:(1)桩基腐蚀减小了码头面板的位移,在一定程度上起到减震效果;(2)桩基腐蚀改变了下部码头结构内力分布,引起陆侧桩自由段内力明显变化,增大结构安全隐患。研究结果可为腐蚀后高桩码头结构地震响应分析提供有价值的参考与借鉴。

关键词：氯离子腐蚀高桩码头桩-土相互作用地震响应

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钾铁协同活化煤基多孔炭的制备及其电化学性能的研究

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矿产综合利用 2025年

作者：张浩然姚素玲董宪姝付元鹏樊玉萍太原理工大学矿业工程学院

以晋城无烟煤为研究对象，并以绿色无污染的高铁酸钾(K2FeO4)作为活化剂，其中钾基物质作为活化造孔剂，铁基物质催化石墨化，通过一次活化获得了孔隙丰富且具有一定的石墨微晶结构的电容器用煤基多孔炭。研究了最佳的活化温度与药剂用... 详细信息

以晋城无烟煤为研究对象，并以绿色无污染的高铁酸钾(K2FeO4)作为活化剂，其中钾基物质作为活化造孔剂，铁基物质催化石墨化，通过一次活化获得了孔隙丰富且具有一定的石墨微晶结构的电容器用煤基多孔炭。研究了最佳的活化温度与药剂用量，并通过扫描电镜、氮吸附测试、Raman 光谱、XRD 等手段对典型样品的理化结构进行了分析，评价了其电化学储能特性。在此基础上，尝试探究N、P元素掺杂对多孔炭的结构及电化学性能的影响。结果表明，在K2FeO4一步化学活化过程中，多孔炭孔隙结构由极微孔向微孔和分级孔演变，炭微晶由无定形向石墨化结构演变；当煤与K2FeO4按质量1:1，活化温度为900 ℃时，多孔炭的比表面积达到1220.82 m2/g;在0.5 A·g-1电流密度时，其电容值为149.47 F·g -1，即使在10 A·g-1高电流密度时，仍有77.39 %的比电容保持率；掺杂N、P元素后的多孔炭电化学性能也得到一定提升，比电容可达167.45 F/g，比电容保持率提升至87.98 %。该多孔炭具有价格低廉、易获取、绿色环保等优势，具备潜在的工业应用价值。

关键词：无烟煤煤基多孔炭钾铁协同活化氮磷掺杂电极材料超级电容器

壳聚糖基接枝改性絮凝剂的合成及絮凝性能研究

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矿产综合利用 2025年

作者：于晓东张凯明程泽红张晋霞牛福生华北理工大学矿业工程学院

这是一篇矿物加工工程领域的论文。为解决超细铁尾矿絮凝效果差的问题，通过热引发法制备并研究了一种壳聚糖基接枝改性絮凝剂 P（AM-CS），并采用红外光谱、X 射线衍射和扫描电镜对其结构进行表征。结果表明，在总单体摩尔浓度 1.4mol/... 详细信息

这是一篇矿物加工工程领域的论文。为解决超细铁尾矿絮凝效果差的问题，通过热引发法制备并研究了一种壳聚糖基接枝改性絮凝剂 P（AM-CS），并采用红外光谱、X 射线衍射和扫描电镜对其结构进行表征。结果表明，在总单体摩尔浓度 1.4mol/L、引发剂浓度 3.6mmol/L、单体摩尔比 1:1 和溶液 pH 值 7.0 的条件下，P（AM-CS）的特性粘度和接枝效率分别达到555mL·g-1和78.9%，表征显示该絮凝剂有良好的结构特性，对比市售 PAM，P（AM-CS）在絮凝细粒级尾矿方面表现更优，最佳药剂用量为 6 mg·L-1。P（AM-CS）的应用为尾矿处理提供了高效、环保的技术手段，具有显著的环境和安全效益。

关键词：絮凝剂接枝改性絮凝性能尾砂絮凝

煤矿井下不同环境区域水体微生物群落特征及其环境响应

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煤炭学报 2025年

作者：张海涛许光泉陈晓晴李旭李子璇张延喜张刚贺江辉安徽理工大学矿井水害综合防治煤炭行业工程研究中心安徽理工大学地球与环境学院淮南矿业集团谢桥煤矿

为探究煤矿井下不同环境区域的微生物群落特征及其对环境因子的响应，以安徽淮南谢桥煤矿为研究对象，在涉及矿井水来源、形成和汇集全过程的8个井下区域（井筒、岩巷、煤巷、采煤工作面、采空区、水仓、砂岩水出水点和灰岩水疏放点）... 详细信息

为探究煤矿井下不同环境区域的微生物群落特征及其对环境因子的响应，以安徽淮南谢桥煤矿为研究对象，在涉及矿井水来源、形成和汇集全过程的8个井下区域（井筒、岩巷、煤巷、采煤工作面、采空区、水仓、砂岩水出水点和灰岩水疏放点）中采集了24份水样，进行水化学成分和微生物16S rRNA基因高通量测序检测，并利用多元统计等方法进行序列数据处理。研究结果表明：（1）井筒水的水化学类型为Cl-Na·Ca型，砂岩水和采空区为HCO3·Cl-Na型，其余区域均为Cl-Na型。在不同环境区域水体中，Na+、Cl-、SO42-、HCO3-、NO2-、NO3-和Fe含量存在显著变化。（2）井下水仓水中微生物的丰富度和多样性最高，而岩巷水中最低。24个样本共检测到55个菌门和621个菌属，其中Pseudomonadota、Bacteroidota和Nitrospinota为优势菌门，Hydrogenophaga和Pseudomonas为优势菌属。Pseudomonadota在岩巷水中丰度最高，在灰岩水中丰度最低；Bacteroidota在水仓水中丰度最高，在岩巷水中丰度最低；Nitrospinota在灰岩水中丰度最高，在岩巷水中丰度最低。Hydrogenophaga在各区域水体中的丰度均较高，Pseudomonas主要分布在岩巷水中。（3）该煤矿井下微生物群落结构和分布受pH影响最强，其次还与营养元素（如C、N和S）、Temp、DO、ORP、Fe、Mn和Sb等氧化还原敏感物质有关。（4） FAPROTAX分析显示，该煤矿井下微生物群落普遍具有化学异养和需氧化学异养的功能。不同环境区域水体中的微生物群落表现出多样的生态功能，涵盖了从基本的代谢活动（如物质循环和能量转换）到复杂的环境修复过程（如污染物降解和水质改善）。这些功能不仅维持了煤矿井下水体的生态平衡，还在生态系统的调节和修复中发挥了重要作用。

关键词：煤矿井下微生物群落水化学成分环境响应生物地球化学作用

亲油V型阵列图案对线接触限量供油润滑油膜的影响

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中国表面工程 2025年

作者：刘玉婷郭峰李自颖金微荆兆刚陈青松青岛理工大学机械与汽车工程学院山东中力汽车零部件制造有限公司

线接触润滑经常出现因润滑剂补充受限而造成乏油现象，通过开发新的润滑补给策略实现润滑增效延长部件使用寿命至关重要。通过建立亲油V型阵列图案制备梯度润湿性表面，应用润滑油膜光干涉测量仪，试验测量圆柱滚子-玻璃盘线接触条件下... 详细信息

线接触润滑经常出现因润滑剂补充受限而造成乏油现象，通过开发新的润滑补给策略实现润滑增效延长部件使用寿命至关重要。通过建立亲油V型阵列图案制备梯度润湿性表面，应用润滑油膜光干涉测量仪，试验测量圆柱滚子-玻璃盘线接触条件下阵列图案长度、图案方向以及图案角度在限量供油条件下对油膜厚度的影响。结果表明，亲油V型阵列图案改变了润滑轨道的集油，改善了入口处供油，提高了润滑油膜厚度。当图案宽度与润滑轨迹宽度相近时润滑效果最佳，两者宽度相等，当试验速度较高时（u=640 mm/s、800 mm/s），对于1μL的供油量，油膜厚度提升率分别可达17.3%、23.6%；反向亲油V型阵列（V型开口方向指向接触区）所形成的“油墙”能够显著增加入口的集油能力，亲油V型图案相较于间隔润湿图案表现出更高的油膜厚度。提出了利用V型阵列润湿图案实现润滑增效的方法，可为具有几何图案化润湿性表面抗磨减摩的涂层设计及工程应用提供研究基础。

关键词：限量供油线接触 V型润湿图案油膜厚度

掺高炉矿渣超高性能海水海砂混凝土力学及水化性能研究

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青岛理工大学学报 2025年

作者：谭昭凯黄悦张钱林张伟青岛理工大学土木工程学院

以高炉矿渣（GGBS）取代部分水泥，海水和海砂全部取代淡水和石英砂开发一种可持续发展的超高性能海水海砂混凝土（UHPSSC），并通过力学试验、水化热测试、X射线衍射和扫描电镜分析天然海水对新型UHPSSC的力学性能影响、水化动力学行... 详细信息

以高炉矿渣（GGBS）取代部分水泥，海水和海砂全部取代淡水和石英砂开发一种可持续发展的超高性能海水海砂混凝土（UHPSSC），并通过力学试验、水化热测试、X射线衍射和扫描电镜分析天然海水对新型UHPSSC的力学性能影响、水化动力学行为、水化产物和微观结构发展情况。结果表明，在海水的影响下，早期新型UHPSSC的抗压强度随着GGBS掺量的增加而增加。由于海水碱性环境对GGBS的活化作用以及GGBS具有较高的比表面积，新型UHPSSC的主放热峰时间提前，水化反应速度加快。此外，GGBS中富含的Al相可以与海水中的Cl-反应生成更多的Friedel’s盐，致密了新型UHPSSC的微观结构，且起到了固化Cl-的作用。

关键词：超高性能海水海砂混凝土高炉矿渣力学性能水化微观结构