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材料导报 2017年第15期杂志 文档列表

材料导报杂志材料综述

电线电缆带电燃烧研究进展1-9

摘要：分析了当前国内外在电线电缆带电燃烧方面的研究进展,主要关注了在役电缆温升特性、带电电缆故障着火机理和电流变量与燃烧特性的相互影响,分别对应了带电电线电缆起火本质原因、引燃特性及火焰蔓延特性。在电缆温升特性方面,分析了以热路模型或者数值计算模型为基础所建立的各类电缆线芯温度预测模型,并介绍了基于电缆温度预测模型所建立的各类线缆温度监测系统。在带电电缆故障着火机理方面,分析了由于绝缘层表面导电路径、高温导致空气电离及绝缘材料热解而形成的电弧故障引发火灾,以及由于短路、过载和接触不良等导致电缆线芯过热引发火灾的机理,并揭示了不同故障之间的相互诱发关系,分析了多种故障综合作用引发火灾的机理。在带电电缆燃烧特性方面,分析了电场与燃烧的相互影响关系与机理,并揭示了外部引燃条件下,通电电流变量对电缆燃烧特性及蔓延速度的影响规律,分析表明在制定电缆安全的相关标准和规范时,需考虑电缆火灾中持续通电电流的影响。

阳离子部分取代Cu_2ZnSnS_4的研究进展10-17

摘要：P型半导体Cu_2ZnSnS_4（CZTS）由于具有最佳的直接带隙（1.0~1.5eV）、高的光吸收系数（超过104 cm~（-1））以及丰富、无毒的元素组成,使其成为商业化低成本太阳能电池最有希望的候选材料之一。然而,材料本身的一些缺陷制约了CZTS薄膜太阳能电池效率的提高。为了提高CZTS薄膜太阳能电池的效率,研究者们使用其他阳离子部分取代Cu、Zn或Sn来改善CZTS的缺陷。从CZTS的3种不同取代位置出发,综述了近年来各种阳离子部分取代CZTS的研究进展,同时对阳离子部分取代CZTS材料的发展前景进行了展望。

高介电常数、低介电损耗聚合物复合电介质材料研究进展18-23

摘要：高介电常数聚合物电介质材料作为当今信息功能材料的研究热点,具有实际的应用价值和前景。综述了聚合物基复合电介质材料的分类及优缺点,以及从材料微观结构设计和填料界面修饰出发（如三元杂化或设计核壳和三明治结构）,来获得高介电常数、低介电损耗聚合物复合电介质材料的研究状况和应用前景,以期对高介电、低损耗聚合物基电介质材料有一个更直观全面的了解,进一步拓展该类材料在电气和生物工程领域的研究和应用。

离子聚合物-金属复合材料（IPMC）的电极界面研究进展24-29

摘要：离子聚合物-金属复合材料（Ionic polymer-metal composites,IPMC）是一种新型的智能材料,由于其具有良好的机电转换能力且本体柔软,可以制作成多种驱动器和传感器,因而在各个领域中展示出巨大的应用潜力。这种材料的机电性能受多种因素影响,其电极界面是重要影响因素之一。文章回顾了近几年来国内外针对IPMC材料的界面电极特性所做的研究工作,归纳了优化电极界面的主要措施,并提出一种有效提高IPMC材料电极界面的制备工艺设计思路。

磁性水凝胶作为药物载体的应用研究进展30-35

摘要：磁性水凝胶是一类同时具有磁性材料、高分子材料及水凝胶的性质特点的无机/有机复合材料。因具有优良的磁学性能及生物相容性,其作为新一代的药物载体可以实现磁响应、磁靶向及磁热疗等功能,在药物控制释放领域具有广阔的应用前景。对磁性水凝胶的制备方法及其在药物载体领域的研究情况进行了综述,详细介绍了磁性水凝胶作为药物载体的两种药物释放机理（ON/OFF模型及热敏释放原理）,及其在磁靶向药物控释、磁热疗和磁共振成像方面的应用研究现状。

生物体系介电性质的复合材料理论模型36-41

摘要：生物体系作为一类特殊材料,其电学性质是研究仿生材料设计、电阻抗成像以及电磁场生物效应的发生与防护等问题的基础。目前已有较多复合材料模型被应用于生物体系介电性质问题的研究,但由于生物组织离体后的介电特性会发生较大变化,故已有经典复合材料介电特性模型用于阐释生物体系介电特性还存在一定局限性。从几类典型复合材料理论模型的适用性出发,介绍了生物体系介电特性理论研究进展,总结了理论研究结果与实验测量结果的差异性。分析了复合材料理论模型在生物体系介电性质理论研究中应用的不足并提出了改进的建议,对复合材料理论模型在生物体系电学特性问题研究领域的进一步发展与应用等问题提出了展望。

亚微级氧化锌空心球的制备及其光催化性能研究进展42-49

摘要：亚微级ZnO空心球由于具有密度低、比表面积大、结构规整、尺寸可控等优点及众多优异的物理化学性能,引起科研工作者的广泛关注。因此,探索简单易行、经济高效的亚微级ZnO空心球的制备方法成为关注的热点。结合课题组在亚微级ZnO空心球方面的研究进展和国内外在其制备过程中涌现出的新方法,如水热法、声化学法、超声辅助水热法、静电纺丝法和微波辐射法等,对中空ZnO的制备新技术进行了综述。同时,对这些方法的基本原理、特点、应用情况等进行了总结,并对中空ZnO的光催化性能进行了综述。最后,在此基础上对亚微级ZnO空心球的发展方向和前景进行了展望。

污泥基活性炭的制备及其在环境污染治理中的应用进展50-59

摘要：从污泥基活性炭的制备及其在水和大气环境领域的应用两个部分进行了综述。主要总结了3种传统制备方法的原理;同时,对比了7种不同制备方法的优缺点和主要用途,汇总了通过添加农作物秸秆和矿物来提升污泥活性炭性质的相关研究。污泥基活性炭在环境领域的应用主要包括其对废水中有机染料、有机药物、小分子有机化合物和重金属的吸附以及其对硫化氢等工业废气和甲醛等室内废气的净化。另外,分别举例说明了不同来源污泥基活性炭的用途和性能。最后,总结分析了污泥基活性炭在研究中存在的问题以及今后的主要发展方向。

等离子喷涂用Y_2O_3稳定ZrO_2空心球形粉末制备技术及涂层性能的研究现状60-67

摘要：原始粉末是影响等离子喷涂热障涂层组织结构和性能的主要因素之一。Y_2O_3稳定ZrO_2（Yttria stabilized zirconia,YSZ）空心球形粉末综合了熔融破碎粉末的预合金化效果好和团聚烧结粉末的流动性好的优点。采用该粉末制备的YSZ热障涂层的隔热性能、抗热震性能以及抗烧结性能等均显著提高,是目前综合性能最为优异的热障涂层之一。结合国内外研究情况,文章主要介绍了喷雾干燥法、等离子球化法以及模板法制备等离子喷涂用YSZ空心球形粉末的原理和优缺点;同时,对等离子喷涂过程中YSZ空心球形粉末熔滴的飞行特性、铺展凝固行为以及YSZ空心球形粉末制备涂层组织结构及性能的研究进行了概述;最后,指出了目前研究中存在的问题并对其未来的研究方向进行了展望。

铸造Fe-C-B耐磨合金增韧研究与进展68-74

摘要：新一代耐磨材料Fe-C-B合金具有较高的经济效益和优异的耐磨损性能,但网状硼化物的存在导致其韧性较低,限制了其发展和应用。阐述了Fe-C-B合金B含量优化、高温热处理、合金化、变质处理等增韧方法的研究进展。综合大量研究发现：B含量在2.0%~4.0%范围内时,合金性能较好,硬度可达到60HRC,冲击韧性在6J/cm2左右;在1 000~1 050℃范围内进行高温热处理更利于合金增韧;合金化和变质处理对韧性有一定改善作用。为了进一步提高Fe-C-B合金韧性,需要结合各种增韧方法,深入探讨韧性机制。

双相不锈钢相分解研究进展75-80

摘要：双相不锈钢以其优异的高温力学性能、耐腐蚀性和抗辐照损伤性能,在核电站等领域应用广泛。在300~550℃范围内服役时,合金中的铁素体相发生分解,形成体心结构的富Fe相和富Cr相,使双相不锈钢的力学性能变差,引起＂475℃脆性＂,影响合金的使用寿命和安全性。然而,Fe-Cr合金的分解机制随成分的变化以及混溶隙边界仍不明确,而分解机制和相边界决定着合金的分解动力学和微观组织。综述了近年来实验和相场模拟对Fe-Cr合金相分解的研究结果,并对需要解决的问题和发展方向进行了论述,以期为Fe-Cr系合金相分解研究提供参考。

Al-Ti-Mg复合脱氧钢研究进展81-86

摘要：钢铁冶炼过程中脱氧问题是决定钢材质量的关键环节。在对氧化物冶金可利用的脱氧产物的研究中,Ti、Mg对钢的复合脱氧形成的氧化物夹杂更加分散,具有很好的脱氧效果。针对Al-Ti-Mg复合脱氧钢,从合金的制造、夹杂物形成机理、晶粒结构、力学性能、夹杂物对铁素体形核的影响等方面的研究进展进行了综述,提出了当前Al-Ti-Mg复合脱氧技术还处于未完善阶段,仍存在许多问题亟待解决,并为未来冶金领域研究工作者进一步探索与研究提供了方向。

AgCuZnSn钎料制备方法及合金化的研究进展87-94

摘要：AgCuZnSn钎料作为绿色环保型硬钎料,一直是国内外钎焊学术界和产业界关注的热点。主要对近20年国内外有关AgCuZnSn钎料的研究报道进行评述,首先对AgCuZnSn钎料体系进行概述,其次从制备方法角度对现有AgCuZnSn钎料的研究进行了归纳分析,然后详细综述了AgCuZnSn钎料合金化的研究进展,分析元素In、Ga、Ni、P、Mn、La及合金Ni-P、Ga-In、Ga-In-Ce的调控作用,最后提出AgCuZnSn钎料研究和应用过程中存在的不足,并对其未来发展的方向进行了展望,为新型AgCuZnSn钎料的进一步研究提供理论指导和参考信息。

碱激发材料氯离子传输性能测试方法及影响因素研究进展95-100

摘要：水泥基材料中氯离子的传输是一个非常复杂的过程。在介绍水泥基材料氯离子传输机理及常用试验方法的基础上,综述了碱激发材料氯离子传输性能测试方法及影响因素。碱激发材料氯离子传输性能受激发剂种类的影响,改变矿渣掺量、碱掺量和水玻璃模数能不同程度地改变体系的氯离子传输性能。快速氯离子渗透试验结果受孔溶液化学组成影响,碱激发材料孔溶液碱性高、化学组成更复杂,孔溶液影响更显著,所以该方法不适用于评价碱激发材料氯离子传输性能。自然扩散试验因时间长而不常用。非稳态电迁移试验是目前快速测试水泥基材料中氯离子传输性能最好的方法,但由于碱激发材料与普通水泥基材料的碱度不同,其变色边界氯离子浓度也会不同,将该方法用于评价碱激发材料时,还需进一步研究测试样品的准备和硝酸银变色边界氯离子浓度。

泡沫铝三明治板的研究与应用进展101-107

摘要：泡沫铝三明治板（Aluminum foam sandwich,AFS）是基于泡沫铝材料开发的一类材料-结构一体化的先进多孔复合结构。AFS是交通运输、建筑以及航空航天等装备结构轻量化的重要材料,具有广阔的应用前景。概述了AFS的几类制备技术的基本原理和研究现状,着重分析了复合预制体制备、合金成分、AFS发泡成型工艺等关键环节中存在的理论和技术难点。介绍了AFS作为结构材料和功能材料的典型应用案例;最后总结提出了AFS材料研究和工程化技术开发的关键点与突破途径。

含碳浇注料用鳞片石墨的表面改性技术综述108-114

摘要：不定形耐火材料由于具有施工方便、整体性好及无需高温烧成等一系列优点而得到广泛应用,鳞片石墨的引入可显著提高耐火材料的热震稳定性和抗渣侵蚀性,但鳞片石墨较差的水润湿性与分散性使其难以直接在浇注料中加以应用,限制了含碳浇注料的发展。石墨表面改性是解决上述问题的有效途径。文章综述了近年来石墨表面改性的研究进展,包括采用溶胶-凝胶法在石墨表面形成二元氧化物（如Al_2O_3、SiO_2、TiO_2及ZrO_2）涂层或三元复合氧化物（如MgAl_2O_4、莫来石及铝酸钙等）涂层,通过高温原位反应在石墨表面形成碳化物（如SiC及TiC等）涂层,以及采用合适的表面活性剂来改善鳞片石墨的水润湿性等。分析了表面改性石墨在含碳浇注料中的应用研究状况,对鳞片石墨的表面改性方法、改性层的形成机理及影响因素进行了简要总结,最后从改善表面涂层与石墨基体间的结合方式、降低能耗的先进加热方式及选取高效的表面活性剂等方面对含碳浇注料的未来发展作了展望。

偏高岭性混凝土的耐久性研究进展115-119

摘要：偏高岭土（MK）是高岭土在500~800℃下煅烧脱羟基生成的一种无定型相活性材料。将MK按一定比例替代混凝土中的水泥可以改善混凝土的力学和耐久性能,并且由于水泥用量减少,这对于降低水泥生产过程中二氧化碳排放量以及节约能源有很大帮助,能够产生良好的经济和环境效益。重点综述了偏高岭性混凝土（MKC）在干燥收缩、吸水性和水渗透性、氯离子渗透性、抗硫酸盐侵蚀以及碳化5个方面的耐久性研究进展,最后对MKC耐久性研究的不足进行了探讨。

材料导报杂志新材料新技术

外尔半金属TaAs单晶的研究进展120-125

摘要：外尔半金属是当两个自旋非简并能带在三维动量空间通过费米能级附近时,其低能准粒子激发具有外尔费米子的所有特征的一类材料体系。外尔费米子是狄拉克方程的无质量解,可以看作是在三维空间一对重叠在一起且具有相反手性的粒子。TaAs单晶作为一种非磁性的外尔半金属,在其中能够观测到外尔费米子,并产生许多奇异的物理现象,如费米弧、负磁阻效应、量子反常霍尔效应等,使其在发展新型电子器件和拓扑量子计算等领域有着重要应用潜力。介绍了外尔半金属的相关基础理论和重要实验,重点探讨了TaAs单晶生长相关的技术问题,分析了化学气相传输法的优缺点。