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材料导报 2017年第11期杂志 文档列表

材料导报杂志材料综述

新一代高比能量锂离子电池富锂氧化物正极材料的研究进展1-10

摘要：富锂氧化物xLi2MnO3·（1-x）LiMO2（M为Co、Ni、Mn等）的比容量可达250300mAh/g,是高比能量锂离子电池正极材料的首选之一。介绍了材料的晶体结构、嵌/脱锂机制和充放电过程中发生的结构相变,分析讨论了材料出现首次不可逆容量大、电压和容量衰减快、倍率性能和低温性能较差等问题的原因,阐述了材料的合成方法及改性技术,如表面包覆、离子掺杂、形貌和晶面调控以及合成层状相-尖晶石相共生结构的异质材料等。最后从基础研究和应用研究两个方面展望了富锂氧化物材料的发展前景。

陷光结构在GaAs薄膜太阳电池中的应用11-19

摘要：陷光结构由于其独特的光学特性,在光伏器件中发挥的作用越来越重要。目前硅基太阳电池中陷光结构的应用很常见,然而在GaAs薄膜太阳电池中陷光结构的报道并不多。详细介绍了陷光结构的原理及其在GaAs薄膜电池中的研究现状和应用情况。综述了GaAs薄膜太阳能电池中常用的三类陷光结构:正面陷光结构(包括纳米颗粒、纳米线、纳米锥等)、背面陷光结构(如镜面背反射层)以及混合陷光结构。大量研究表明,陷光结构的使用可以进一步提高GaAs薄膜电池的光电转换效率,一定程度上达到降低电池生产成本的目的。

WO3基纳米材料的可控合成及其功能化应用20-28

摘要：WO3基纳米材料具有光催化降解、光解水、电致变色、热致变色和光致变色等特性,在光催化剂、新能源利用、智能窗口、传感器和平板显示器等领域有广阔的应用前景。详细介绍了喷雾干燥法、溶胶-凝胶法、水热法和模板法在制备WO3基纳米材料方面的研究进展,同时分析了各制备方法目前所存在的问题。综述了WO3基纳米材料近年来在催化降解、污染物吸附、光解水制氢、电致变色等方面应用的研究现状,分析了其未来的应用和发展前景。

《材料导报》研究快报栏目征稿启事28-

Ti-O Magnéli相氧化物的性质、制备与应用研究进展29-37

摘要：Ti-O Magnéli相氧化物因具有特殊的结构和性质自发现以来就备受关注。Ti-O Magnéli相氧化物优良的电子导电性、稳定性以及耐腐蚀性使得其在电化学领域应用广泛。综述了Ti-O Magnéli相氧化物的组成、结构、性质及其主要的制备方法,并总结归纳了该材料的主要应用。提供了Ti-O Magnéli相氧化物未来合成与应用研究的方向。

锰基催化剂低温选择催化还原处理NO_x的研究现状与展望38-43

摘要：锰基催化剂具有较高的催化活性,且成本低,在选择性催化还原（SCR）尾气中的NOx领域具有广阔应用前景。介绍了锰基低温SCR催化剂处理NOx的最新进展。锰基催化剂可分为两类:锰氧化物催化剂和锰基掺杂过渡金属氧化物催化剂。针对锰氧化物催化剂,主要分析了锰的氧化价态、结晶形态、比表面积以及形态学对催化效果的影响;对于锰基掺杂过渡金属氧化物催化剂,重点分析了掺杂物对催化剂的催化能力、催化温度范围、N2的选择性和抗SO2、H2O毒化能力的影响。最后在总结全文的基础上,展望了锰基催化剂的应用前景。

高熵合金氮化物薄膜的研究进展44-50

摘要：基于多元高熵合金思想制备的高熵合金氮化物薄膜由于多种元素相互混合,易于产生高熵效应、晶格畸变效应和缓慢扩散效应,使得该新型薄膜体系形成简单的非晶结构和纳米晶结构。依赖于成分和制备工艺,多元高熵合金氮化物薄膜表现出简单的固溶体结构和优异的性能,因而在许多领域极具应用潜力。综述了高熵合金氮化物薄膜的发展概况、组织特点、性能特征、制备方法和应用前景,并对高熵合金氮化物薄膜的发展方向进行了展望。

海水环境下材料摩擦学行为研究现状51-58

摘要：海洋孕育着地球上的生命,也是人类生存与社会持续发展的基本空间。海洋工程装备是海洋资源开发和海洋经济发展的前提和基础,研究和探讨海洋环境下材料的摩擦行为是发展我国海洋工程装备的重要途径。针对海水环境下材料摩擦学行为的研究现状,重点阐述了陶瓷材料、高分子材料、涂层材料和金属材料在海水环境下的摩擦学性能,旨在为海洋工程装备中摩擦副材料的选择和应用提供参考。

层状复合材料界面结合强度非传统评价方法59-67

摘要：简要总结了层状复合材料界面结合强度的非传统评价方法。非传统界面结合强度评价方法包括:波振法(激光层裂法、应力波法、超声波法、电磁波法)、划痕法(激光划痕法)、辅助分析法(X射线衍射法、有限元法、解析法)和其他方法(电阻法)。波振法是将载荷以冲击波的形式施加在界面位置处,实现复层和基体分离。划痕法是将高能激光作用于复层,分离界面,实现界面结合强度的测量。电阻法通过建立界面电阻和界面强度之间的关系,评价界面结合强度。与传统界面评价方法对比,非传统评价方法有特殊优点:对材料的破坏程度小,有效抑制材料的弹塑性变形,测得界面强度接近界面本征强度。但非传统法也仍存在一些亟待解决的问题,随着新材料的不断出现,需要不断改进现有测试方法,使界面结合强度评价方法向着简单易行、无损、自动化的方向发展。

低温球磨制备纳米晶铝/铝基复合材料的研究进展和应用前景68-72

摘要：详细介绍了国内外采用低温球磨粉末冶金法制备纳米晶铝及其铝基复合材料的研究进展。通过对比分析国内外在材料研制和工装设备研发等方面存在的主要差距,提出了国内在纳米晶铝应用研究中存在的问题、解决措施及发展方向。最后,对纳米晶铝/铝基复合材料未来的应用前景进行了展望。

铝粉表面包覆改性的研究进展73-79

摘要：金属铝粉具有活性高、熔点低以及光泽度好等优良性能,广泛用于耐火材料、颜料、涂料及印刷油墨等行业,但铝粉易与水、氧气等反应致使其优良性能降低或丧失,而铝粉表面包覆改性对提高其在腐蚀性介质中的稳定性具有重要意义。综述了目前各工业领域用铝粉包覆改性的研究进展,并分析了各包覆改性方法对耐火浇注料用铝粉包覆改性的借鉴作用,进而对耐火浇注料用铝粉包覆改性的研究重点进行了展望。

焊接熔池中元素分布规律及其影响因素的研究进展80-85

摘要：焊接过程中焊接熔池内部的流体流动传热过程对熔池的形状、气体及夹杂物的吸收、聚集和逸出等影响很大,尤其影响元素在熔池中的分布。研究发现,熔池内流体主要受表面张力、浮力和电磁力的作用,其中表面张力对熔池形状起主导作用;焊接热输入、功率、焊接速度均对焊接熔池的形成有不同程度的影响。在焊接过程中,不同材料在交界处会发生元素互扩散,不同的元素扩散系数相差较大,而同种元素在不同扩散深度处的扩散系数却相差不大。由于焊缝中元素分布是否均匀直接关系到焊接接头的质量,因此元素在熔池熔化过程中具体的扩散形式以及在熔池凝固后元素的偏析情况是未来的研究热点。

装甲车辆重载齿轮综合强化方法研究现状86-94

摘要：机动性是装甲车辆的重要性能指标,对传动系统有着极高的要求。工况复杂、服役环境特殊的重载齿轮是装甲车辆传动系统的重要组成部分,如何有效对其进行强化一直是国内外的研究热点。材料的选择、优化及新材料开发是生产强化重载齿轮的基础,选用合理的热处理工艺可提升齿轮的综合性能,结合有效的表面强化技术能延长疲劳寿命。从以上3个方面出发,分析了重载齿轮生产流程中关键的强化阶段,阐述了重载齿轮综合强化方法的进展,讨论了具有应用前景的新方法,并就今后重载齿轮的发展提出了若干建议。

含碳耐火材料酚醛树脂结合剂的研究现状与展望95-100

摘要：含碳耐火材料不仅热导率较高,具有较好的抗热冲击性能,而且与熔渣不润湿,具有良好的抗侵蚀性能,因此大量生产并在冶金工业中广泛应用。酚醛树脂因具有与石墨润湿、残碳率高、环境友好、结合强度较高的特点而广泛用作含碳耐火材料结合剂。然而,酚醛树脂热解碳为脆性的非晶结构,不仅在应力作用下易脆性断裂,而且在高温下容易氧化。很多研究致力于酚醛树脂的化学改性。为提高酚醛热解碳的抗氧化性能或力学性能,提高酚醛树脂残碳率,通常添加过渡金属化合物、纳米碳、半导体陶瓷作为催化剂以提高热解碳的有序度,或者在其酚醛树脂热解碳基体中生成具有较高石墨化度的碳纳米管、碳纳米纤维以及Si C纳米线。

可控活性自由基聚合制备端基官能化聚合物研究进展101-108

摘要：端基官能化聚合物是指那些在聚合物末端或悬垂端含有活性官能团的聚合物。它们可发挥交联剂或扩链剂的作用,从而制备出不同结构特点的嵌段聚合物、接枝聚合物、星型、超支化或树状聚合物。文章主要对引发转移终止剂(Iniferter)法、原子转移自由基聚合(ATRP)、氮氧自由基调控聚合(NMRP)和可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)等可控活性自由基聚合方法在制备端基官能化聚合物中的应用进行了介绍。最后对可控活性自由基聚合在功能性聚合物制备中的应用前景进行了展望。

再生沥青混合料新-旧沥青扩散混合效率研究综述109-114

摘要：新沥青/再生剂与老化沥青之间的扩散、混合程度决定着再生沥青混合料的性能。为探讨新沥青/再生剂与RAP表面裹覆老化沥青膜的相互作用,基于国内外研究现状,对比分析了新-旧沥青的混合模型、扩散理论及扩散渗透效果评价方式,认为现阶段的沥青混合模型及扩散机理尚存在一定的局限性,并不能真实反映新沥青/再生剂与老化沥青之间的扩散、混合情况,新沥青/再生剂与老化沥青之间扩散效率及混合程度评价方法的准确性有待商榷。提出运用分层抽提技术、凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱测量技术、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)研究新沥青/再生剂在老化沥青层中的扩散过程,表征新沥青/再生剂与老化沥青之间的混溶程度及老化沥青的再生效果。

材料导报杂志新材料新技术

DNA电化学传感器对金属离子检测的研究进展115-120

摘要：由于DNAzyme、T-T和C-C之间错配以及G-四链体等能与金属离子特异性结合,基于DNA与金属离子相互作用来检测金属离子的DNA电化学传感器逐渐发展起来。介绍了几种DNA电化学传感器检测金属离子的新方法,并对DNA电化学传感器对金属离子检测的发展趋势和研究方向进行了展望。

氧化物弥散强化高温合金抗氧化性能的研究进展121-127

摘要：氧化物弥散强化商业高温合金因氧化物颗粒在基体中的弥散强化作用而具有较好的高温力学性能,如今被广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域的高温部件。研究发现,氧化物颗粒的掺杂不仅可以使合金基体具有优异的高温强度,还可以显著提高基体的抗氧化性能。概述了氧化物颗粒种类、尺寸和含量对高温合金抗氧化性能的影响,从合金初期氧化行为、氧化膜生长速度、生长机制、粘附性能等角度重点关注不同性质氧化物(如活性元素氧化物和非活性元素氧化物)弥散质点在氧化过程中作用机理的异同,最后对未来的研究方向做出了展望。