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摘要:ZrCo合金由于优异的储氢性能以及安全特性,已被国际热核实验堆(ITER)研发团队选取为用于氢同位素快速储存与供给的重点备选材料。然而,由吸/放氢循环过程中发生的氢致歧化效应导致的储氢性能严重衰减,成为了ZrCo合金推广应用于氢同位素快速储存与供给的最大障碍。因此,改善ZrCo合金的抗氢致歧化性能对其广泛应用于氢同位素快速储存与供给领域具有重要意义。本文介绍了ZrCo合金的储氢性能和氢致歧化特性,综述了元素替代(掺杂元素部分替代Zr或Co)改善ZrCo合金抗歧化性能的研究进展,并指出进一步改善ZrCo合金抗歧化性能的必要性及可能的发展方向。
摘要:近年来,随着我国材料科研水平的不断提升,许多领域已经开始与发达国家团队形成研究成果的首发权争夺。为使我国材料学前沿论文得到优先、及时发表,保护我国材料科研工作者的首发权,《材料导报》特开辟"研究快报"栏目。栏目选题范围包括:高性能金属材料及合金,纳米材料,生物材料,复合材料,光、电、磁材料,能源材料,环境功能材料,等等。投稿要求:(1)投稿应是对课题研究成果或阶段性进展的快速报道,具有原创性和较强的学术性、创新性。(2)投稿语种不限,格式以我刊研究论文为准(详见"投稿指南")。
摘要:质子交换膜燃料电池的主要商用催化剂是碳负载铂纳米粒子体系,其中碳的形式主要是碳黑。然而Pt属于贵金属,价格高、储量低,严重阻碍了PEMFCs的商业化进程。新型碳基纳米材料的不断涌现以及对其性能研究的不断深入,为解决上述问题带来了可能。越来越多的研究显示,基于新型碳基纳米材料的担载体系,不但能够提高Pt的利用率,降低所需的Pt担载量,还能提升催化剂的稳定性和催化活性等,从而高效地提升担载型催化剂的性价比。概述了近年来碳基纳米材料作质子交换膜燃料电池催化剂载体的研究进展,并讨论了未来的发展方向以促进质子交换膜燃料电池的大规模商用。
摘要:由于能源资源短缺和环境问题,开发新型储能材料迫在眉睫。锂离子电池应用广泛,但其在地壳中的含量较低,限制了它的发展。钠与锂具有相似的化学性质,可以替代锂成为新一代储能材料。碳基储钠负极材料分为天然石墨、石墨烯、软碳材料和硬碳材料。重点介绍了这些碳材料的定义、存在的问题和解决方案,对碳材料的改性及其在钠离子电池中的应用有一定的指导意义。
摘要:BiCuSeO基热电材料由于具有较低的热导率和较高的Seebeck系数,热电性能优异,且原料储藏丰富、价格低廉、安全无毒,被认为是一种具有潜在应用前景的新型热电转换材料。首先介绍了BiCuSeO基材料的晶体结构、电子结构、热电性能等基本特征,随后综述了近年来国内外关于BiCuSeO基热电材料的研究进展,评述了提高其热电性能的手段,包括Na、Ag、Mg、Ca、Sr、Ba等低价元素掺杂,铜空位,双空位,带隙调整,晶粒细化,织构化和调制掺杂等。通过电热输运特性的协同调控,可使其ZT值从未掺杂样品的0.4左右提高到1.5。最后从实际应用的角度出发提出了今后BiCuSeO基热电材料的研究方向及研究重点。
摘要:光波导在光电技术领域有广泛的应用,复合光波导结构是在平面光波导上涂覆高折射率薄膜而得到的。基于复合光波导的生化传感器具有非标记、可逆、响应速度快等优点,在环境污染监测领域有广阔的应用前景。介绍了复合光波导的结构和机理,综述了基于复合光波导的生化传感器应用研究进展。
摘要:白光LED具有节能、环保、响应速度快等优点,逐渐成为新一代照明光源,其普遍采用蓝光LED芯片激发黄色YAG∶Ce3+荧光粉合成白光的模式。由于这类LED加入直流(DC)/交流(AC)转换器和散热器,使得市售灯具价格偏高,严重阻碍了白光LED的进一步推广。AC-LED采用市电直接驱动,是LED发展的必然方向,余辉型荧光粉使得AC-LED变成了可能。主要针对应用于AC-LED的具有蓝光激发余辉功能的荧光粉的国内外研究现状进行了总结,并对用于消除LED频闪的余辉发生时间、余辉时间长度进行了计算,对余辉强度、余辉衰减速率进行了初步判断,得出荧光粉的余辉时间为6.67ms≤Tx≤10ms,余辉强度最小值需大于0.032mcd/m2,余辉衰减速率满足式(1),且余辉发生在T/2~2T/3时对于消除频闪最有益。
摘要:碳基材料由于具有优异的介电性能、良好的复合特性、特殊的微观结构、较低的密度、较强的化学稳定性以及使用便捷、维护简单等优点,在雷达吸波领域有着广阔的应用前景,已逐渐成为学界与工业界所追逐的热点研究对象与应用方向。本文在梳理总结分析国内外碳基材料雷达吸波应用研究成果的基础上,提出依据微观结构,按照形状维数划分归类,将材料分为零维(0D)、一维(1D)、二维(2D)和三维(3D)结构,进而以此为主线梳理碳基复合材料在雷达吸波隐身领域的研究进展,总结对比分析近年来国内外在碳基吸波材料方面的研究成果,指出未来材料将以"薄、轻、宽、强"为基础要求,朝着组成复合化、结构多样化、机理协同化和电磁参数可调化方向发展。
摘要:随着骨缺损病患的日益增多,对骨修复材料的要求越来越高,寻求有效的方法使骨修复材料实现功能化,以改善材料与骨组织之间的相互作用及促进骨组织快速修复成了关键所在。海洋生物贻贝分泌的粘附蛋白在水环境中展现出超强粘附性能,能牢固附着于各种材料表面。受粘附蛋白启发,研究发现多巴胺(Dopamine,DA)具有与贻贝粘附蛋白类似的结构和性能,其具有超强粘附性、化学反应活性以及生物相容性;特别是其对骨细胞有优异的粘附、增殖效果,有望用于骨修复材料的表面改性。着重介绍了DA的主要性能以及其在骨修复材料表面改性方面的研究进展。
摘要:近年来载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶得到人们的广泛关注。该复合体系通过结合银纳米颗粒与水凝胶,不仅可以利用水凝胶的光学和电学特性,同时也表现出了对温度、pH、介质离子强度的轻微变化以及对某些生物物质浓度变化的快速响应。对近年来载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶的性能和分类方法的研究进展进行了详述,介绍了该复合水凝胶在催化领域、生物医学领域、纳米技术和环境污染物质降解等方面的应用。
摘要:纳米二氧化钛粉体具有优良的自修复性能,但因其在润滑油介质中的分散稳定性和经济工况下的摩擦学性能不佳,至今并未得到广泛应用。综述了近年来纳米二氧化钛亲油化改性和摩擦学性能的研究成果,对目前存在的问题进行了分析,并展望了纳米二氧化钛添加剂的研究前景。
摘要:无碳化物贝氏体/马氏体复相高强钢具有比同等强度马氏体钢更优异的韧性和塑性,被广泛应用到轨道交通、机械、建筑等领域。文章概述了低成本Mn-Si-Cr系无碳化物贝氏体/马氏体复相钢近年来在合金化设计、工艺设计、微观组织、强韧化机理、强塑化机理、延迟断裂及疲劳性能等方面取得的研究成果。特别介绍了近年来笔者在BQ&P工艺处理CFB/M复相钢方面的工作进展,经过BQ&P处理之后,CFB/M复相钢显示了更优异的强度、塑性、韧性和疲劳性能的匹配。最后简单介绍了Mn-Si-Cr系无碳化物贝氏体/马氏体复相钢在不同领域的应用情况,特别是其在重载高速铁路领域的应用现状和前景。
摘要:系统论述了不同稀土元素的结构特性,基于镁合金的强化机制,并结合当前稀土镁合金的研究现状,展示了稀土元素的添加对镁合金在强度、塑性及抗蠕变性能等方面带来的变化,尤其是对镁合金塑性的影响。其中,区别于传统的强化机制,对添加稀土元素后出现的LPSO结构相对镁合金性能的影响也进行了重点讨论,进一步对镁合金中的稀土元素合金化后的改性作用及前景进行了探讨和展望。
摘要:导电混凝土是具有导电、电热、电磁屏蔽等诸多特性或功能的复合材料,在道路融雪化冰、电气设备接地、结构健康监测以及电磁屏蔽等领域具有广阔的应用前景。导电混凝土应具有适宜的导电性能和电阻率稳定性,但是导电材料类型、形态和掺量以及导电混凝土含水率和环境温湿度等诸多因素都可能导致导电性能和电阻率稳定性降低,从而制约导电混凝土的工程应用。分类对比了常见导电材料的性能差异以及用不同导电材料制备的导电混凝土的导电性能差异,在此基础上,探讨了导电混凝土的导电性能和制备方法的研究现状,较为系统地分析了导电材料类型和掺量等因素对导电性能的影响,并提出了改善导电性能和电阻率稳定性的建议。
摘要:针对目前道路非开挖注浆加固中注浆材料选择缺乏明确的参考依据,系统地梳理了目前常用道路注浆材料的类型及配比,基于统计分析推荐了水泥基及地聚物注浆材料配比,确定了高聚物注浆材料密度对吸水率和抗压强度的影响规律。结果表明,水泥净浆注浆材料的推荐水灰比为0.46-0.67,水泥砂浆的推荐配比为m水泥∶m水∶m砂=1∶(0.46-0.59)∶(0.31-0.73);地聚物注浆材料水玻璃模数、水灰比和水玻璃质量分数推荐值分别为2.3-3.1、0.49-0.67和7.27%-9.73%;随着高聚物固化物密度增大,其抗压强度逐渐增大,吸水率逐渐减小。
摘要:在冬期施工或有早强要求的混凝土工程中掺早强剂,对加快工程进度、提高混凝土质量等有重要作用,其掺量一般不超过水泥质量的5%。目前传统早强组分已不能满足绿色、高性能混凝土的要求,且之前研究多在常温下进行,而低温(尤其是5℃)环境下的研究相对较少,同时低温早强效果相对有限,低温下的作用机理也不明确。随着工程建设的进一步发展,开发既满足低温早强要求又有良好工作性的低温早强剂是今后的一个重要研究方向。在分类总结各常见早强组分的性能特点、存在问题及作用机理的基础上,介绍了低温条件下早强剂的研究、应用现状,为后续低温早强剂的研制指明方向。
摘要:基于集总元件的亚波长电磁超材料吸波器,因其厚度薄、吸波率强、谐振频率(或带宽)可调谐性和便于集成等优点越来越受到人们的关注。介绍了当前国内外基于集总元件的超材料吸波器的最新研究进展,并根据集总元件的种类对其进行分类,阐述了不同的吸波机理。这种可重构超介质吸波材料在能量搜集、信号源探测、(5G通信)电磁兼容、MINO天线、舰船隐身等诸多前沿领域有广阔的应用价值。
摘要:凹凸棒土是一种天然一维纳米材料,具有无毒、热稳定性好、比表面积大等特性,将其与聚合物复合能够改善聚合物的热稳定性能、物理力学性能等。简述了凹凸棒土的改性方法以及聚合物/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法,综述了聚合物/凹凸棒土纳米复合材料在塑料、橡胶、污水处理等领域的研究进展,并对其发展进行了展望。