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材料导报 2017年第07期杂志 文档列表

蒸发液滴中的流动与传质行为:理论与应用1-5

摘要：液滴蒸发过程伴随着热量和物质的传输,是现代技术领域普遍存在而又未充分认识的一个复杂过程。综述了蒸发液滴中的流动与传质规律及其应用研究进展,主要包括典型的蒸发液滴过程及其中流动方式、聚合物溶液液滴蒸发成膜花样、复合材料溶液液滴蒸发成膜花样等液滴蒸发理论的实验研究。同时简要分析了蒸发液滴理论在喷墨打印、纳米材料制备等领域的应用研究。最后对聚合物溶液液滴蒸发理论的现状及未来应用需求进行了总结与展望。

纳米线透明导电薄膜的制备及在光电器件中的应用6-18

摘要：基于纳米线的透明导电薄膜具有光电性能优异、制备成本低廉以及可用于制备柔性器件等优点,在透明导电薄膜材料领域占据重要地位。文章着眼于阐述纳米线透明导电薄膜的制备及其在光电器件中的应用。首先详细介绍了滴涂、浸渍、抽滤、迈耶棒涂布、旋涂、喷印、印刷等7种制备纳米线透明导电薄膜的方法。光电器件是应用透明导电薄膜的重要领域,文章还介绍了纳米线透明导电薄膜在太阳能电池和电致发光器件中的应用。纳米线透明导电薄膜中,银纳米线和铜纳米线透明导电薄膜最受关注,其制备工艺日趋完善,有望率先在工业应用中取得突破。

PEDOT基对电极染料敏化太阳能电池研究进展19-25

摘要：染料敏化太阳能电池(DSSC)是新型太阳能电池的研究热点之一,其优异的弱光发电性能被不断探索,同时透明及柔性DSSC在可穿戴设备上的应用也与日俱增。DSSC的循环依靠对电极的作用才能及时高效地完成,因此对电极材料的选择尤为关键。近几年研究者们对对电极材料的研究不断深入,其中可作为DSSC对电极材料使用的高分子导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)因其高导电性、对电解质的催化能力、透明性和柔性等特点受到广泛关注。以含PEDOT或掺杂PEDOT对电极的DSSC为对象,阐述了PEDOT对电极的制备方法,并总结了近几年PEDOT作为DSSC对电极的研究进展。在此基础上,提出未来在电池效率突破研究中应以原位聚合法制备PEDOT对电极为主,以及在大规模工业化生产中应以物理涂覆法为主的观点,为PEDOT对电极DSSC的研究提供依据。

提高聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸电导率的最新研究进展26-31

摘要：随着能源危机和环境污染问题的日益严峻,近年来热电材料的研究越来越受到人们的关注。聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)被认为是热电性能最好的有机热电材料之一。PEDOT∶PSS具备好的成膜性、高的透明性、优异的电导可控性以及热稳定性。系统地综述了提高PEDOT∶PSS电导率的一些物理、化学方法,探讨了其电导率增强的机理以及介绍了其目前最新的应用情况。预期未来具有高电导率和高透明性的PEDOT∶PSS薄膜材料的研究将得到突破性发展。

液相脉冲激光轰击石墨制备碳纳米材料研究进展32-37

摘要：碳纳米材料具有特殊的力学、电学及物化性能,在微电子、航空航天、军用材料等领域具有广阔的应用前景,利用脉冲激光高效、可控制备新型碳纳米材料已成为研究热点。简要介绍了激光与碳材料的相互作用及纳米粒子的成形机理,详细阐述了液相脉冲激光制备纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯等碳纳米材料的过程及其影响因素,并展望了激光轰击石墨制备碳纳米材料的主要研究方向。

制备参数对SiO2气凝胶结构与性能影响的研究进展38-44

摘要：SiO2气凝胶是具有优异性能的新型多孔纳米材料,是国内外热学、光学、声学及电学等学科的研究和发展热点。SiO2气凝胶的制备包括凝胶形成、凝胶老化及后处理3个阶段,其结构和性能与制备参数有关。对3个阶段制备参数的影响规律进行了综述。针对凝胶形成阶段,从硅源种类、化学配比、pH值、反应温度及水解时间5个参数进行概述;针对凝胶老化阶段,从老化温度与时间两个参数进行概述;针对后处理阶段,从干燥剂种类、改性剂种类和浓度及改性温度与时间5个参数进行概述。通过进一步探索制备参数对SiO2气凝胶结构与性能影响的规律,不断优化生产制备工艺,对推动SiO2气凝胶规模化生产及推广应用有指导意义。

生物质基碳气凝胶制备及应用研究45-53

摘要：生物质材料成本低廉、碳源丰富,是碳气凝胶制备中最经济、环保和可持续性的原料。生物质基碳气凝胶展现出密度低、弹性高、比表面积大和导电性好等优异特性,有望广泛应用于电化学储能器件和吸附净化等领域。综述了生物质基碳气凝胶,如纤维素碳气凝胶、木质素基碳气凝胶、生物质衍生物基碳气凝胶以及碳气凝胶复合结构材料的制备工艺,总结了生物质基碳气凝胶在吸附和电化学等领域的应用研究。最后,分析了大规模制备结构均一和性能优良的生物质基碳气凝胶面临的机遇与挑战。

氮化铟薄膜的p型掺杂和铁磁性研究进展54-58

摘要：Ⅲ族氮化物半导体材料(InN、GaN、AlN)由于能带结构的特殊性,使其在光电器件与微波等领域得到广泛应用。其中,研究和发展InN材料及器件已被公认是占领光电信息技术领域战略至高点的重要途径,InN材料的p型导电以及室温铁磁性研究更是成为Ⅲ族氮化物中新颖的研究课题。首先简单介绍InN的晶体结构和制备方法,并分析其目前所遇到的挑战,然后重点阐述国际上关于InN在p型掺杂以及铁磁性领域的研究进展,同时介绍本课题组在该方面的研究,最后进行了简要总结和展望。

剪切增稠液及其复合材料59-64

摘要：剪切增稠液以其独有的剪切增稠效应引起了研究者的关注,以其为增强体开发的复合材料显著增强了基体材料的抗冲击性能。首先综述了剪切增稠液的基本性质、影响剪切增稠行为的因素、新型剪切增稠液体系和不同剪切增稠体系的增稠机理,然后概述了基于剪切增稠液制备的复合材料在防弹防割刺、抗冲击和夹层结构等领域的应用,并对其作用机理进行了阐述,最后展望了剪切增稠液及其复合材料的发展。

高熵合金涂层制备及其应用的研究进展65-71

摘要：高熵合金涂层又称多主元合金涂层,是一种新型合金涂层。受高熵效应的影响,涂层的组织结构主要由单一的BCC、FCC或者HCP固溶体相构成,且易于形成非晶、纳米晶和纳米复合物,呈现出优异的综合力学性能、抗高温氧化性能、耐辐射性能和生物兼容性能等,具有重要的研究价值和应用前景。分别从涂层的主元数量和位形熵值两方面对高熵合金涂层的概念进行了阐述,比较分析了热喷涂、激光熔覆以及物理气相沉积等几类常用的高熵合金涂层制备工艺的优点和不足,总结了高熵合金涂层的工业应用现状,最后指出了高熵合金涂层在目前的研究中存在的问题并展望了其未来的发展方向。

新一代高导热金属基复合材料界面热导研究进展72-78

摘要：热物理性质不同的材料之间存在界面热阻,界面热阻对热传输过程产生极大的影响,并在很大程度上决定了复合材料的导热性能。金刚石颗粒增强金属基复合材料(Metal matrix composites,MMCs)充分发挥了金刚石的高热导率和低热膨胀系数的优点,有望获得高的热导率以及与半导体相匹配的热膨胀系数,可满足现代电子设备在散热能力上提出的越来越高的要求,作为新一代电子封装材料已引起广泛关注。界面热导(界面热阻的倒数)既是决定复合材料导热能力的关键因素,也是研究的难点,复合材料制备工艺、界面改性方式(金属基体合金化或金刚石表面金属化)以及改性金属种类均会影响界面热导。详细论述了界面热导理论及实验研究的最新成果,并对金刚石/金属复合材料在未来研究中面临的主要问题进行探讨。

关于镁合金中长周期有序结构的研究综述79-82

摘要：系统地介绍了6H、10H、14H、18R、24R型LPSO结构的原子堆垛和RE、Zn的占位特点,探讨了LPSO结构的形成条件和形成机制,分析了含LPSO结构相合金的组织演变过程并概述了组织演变方面最新的研究成果,总结了含LPSO结构相镁合金的室温和高温性能的研究现状,最后对该类合金未来的研究方向进行了展望。

高温应用钼及钼合金表面改性研究进展83-87

摘要：钼及钼合金因具有高熔点、高硬度、力学性能优异等优点,被广泛应用于军工、航空和航天等领域。但钼及钼合金在高温使用时存在抗氧化、抗烧蚀和耐磨损性能较差等缺陷,严重影响了钼及钼合金的高温使用性能。研究发现,通过表面改性能有效解决上述问题。首先提出了高温应用钼及钼合金表面改性涂层需满足的基本要求,系统地综述了改性涂层在改善高温应用钼及钼合金抗氧化、抗烧蚀和耐磨损性能方面的研究进展,介绍了常见改性涂层的制备方法,并指出了目前该研究领域存在的问题及今后的发展方向。

应用等径角挤压(ECAP)技术的金属粉末固结和碎屑回收研究现状88-93

摘要：等径角挤压(ECAP)技术以纯剪切的形式在不改变横截面形状的条件下对材料引入大剪切应变,是一项极具发展前景的大塑性变形技术。对于ECAP的研究通常集中在晶粒细化方面,然而近年来ECAP技术在其他领域的应用已逐渐增多,并取得了很大进展。概述了ECAP的工艺原理,详细介绍了ECAP技术在金属粉末固结和碎屑回收方面的研究现状,着重探讨了国内外学者对此项技术的研究热点和不同改进方案,最后基于ECAP技术的局限性对利用该技术实现金属粉末固结和碎屑回收提出了展望。

热熔预浸工艺及热熔热固性树脂的研究进展94-100

摘要：热熔预浸工艺是近年来制备预浸料的一种新型成型工艺。热熔预浸工艺具有环保、低成本等优势,使其有望成为未来高性能复合材料成型的主要工艺。先进树脂基复合材料使用的热固性基体树脂由于存在脆性大、树脂和纤维浸润性较差等不足,很大程度上限制了热固性树脂在热熔预浸工艺中的应用。因此,研制适用于热熔预浸工艺的热固性树脂,是高性能树脂基复合材料的热点之一。综述了近年来环氧树脂、氰酸树脂、苯并噁嗪、双马来酰亚胺、酚醛树脂等几种主要的热熔预浸工艺用热固性树脂的研究概况。

超材料对电磁波的极化转换及不对称传输研究进展101-107

摘要：超材料新颖的电磁特性使它在许多领域都具有潜在的应用价值,如极化旋转器、类二极管等光子器件。综述了超材料中电磁波的极化转换的研究进展,包括线极化波之间、线极化波和圆极化波之间、圆极化波之间的相互极化转换,以及超材料的线极化波和圆极化波的不对称传输,并阐明了利用类Fabry-Perot谐振腔增强线极化波和圆极化波的不对称传输效应的机制。

高功率微波源用电子收集极材料:强流高能电子束轰击下的物理效应及对材料性能的要求108-113

摘要：高功率微波源用收集极用于接收束波耦合作用后的强流电子束,是影响高功率微波源稳定性和寿命的关键部件。收集极在强流电子束的轰击下会产生二次电子、背散射电子、韧致辐射等物理效应,将引起微波品质的降低。电子束的能量沉积在收集极上会产生显著的温升效应,从而导致收集极效能下降甚至结构失效,同时材料在强流电子束的轰击下会发生蒸发而污染腔室,降低系统绝缘性。在讨论分析强流电子束轰击材料所产生的物理效应机制及其影响因素的基础上,分析了高功率微波源用收集极材料的性能要求。

燃煤烟气中单质汞的催化氧化技术研究进展114-120

摘要：针对燃煤电厂烟气中汞的脱除问题,综述了单质汞氧化催化剂与催化氧化机理的研究现状;着重阐述了碳基、金属及金属氧化物催化剂和选择性催化还原(SCR)催化剂对单质汞的催化氧化性能,分析了活性组分、烟气条件等对各催化剂氧化单质汞性能的影响;指出异相反应是单质汞氧化的重要途径,不同催化剂、不同烟气气氛下氧化机理不同;最后结合我国燃煤电厂的现状,提出深入研究单质汞的催化氧化机理,进一步提高SCR催化剂的催化氧化单质汞活性、抗硫性及稳定性将是燃煤烟气汞污染控制技术的重点发展方向。