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泡沫混凝土无机保温材料的制备及其导热性能研究

泡沫混凝土无机保温材料的制备及其导热性能研究

摘 要：采用预制泡沫混合法制备了不同氧化石墨烯(GO)掺杂量(0,0.02%,0.04%和0.06%(质量分数))的泡沫混凝土,通过XRD、SEM、力学性能分析、TGA 和导热性能分析等,研究了GO 的掺杂量对泡沫混凝土性能的影响。结果表明,适量GO 的掺杂加速了水化反应的进行,改善了混凝土中孔的圆整度和封闭性,但并未生成新的水化产物。当GO 掺杂量为0.04%(质量分数)时,泡沫混凝土的气孔分布最为均一,直径分布区间为500~700μm。适量GO 的掺杂提高了泡沫混凝土的力学性能、热稳定性和保温性能。随着GO 掺杂量的增加,泡沫混凝土的抗压强度先增大后降低,质量损失先减小后增大,导热系数先降低后升高。当GO 掺杂量为0.04%(质量分数)时,泡沫混凝土抗压强度达到最大为2.98 MPa,在500和1000 ℃的质量损失最小,分别为15.8%和20.8%,导热系数最低为0.105W/(m·K)。综合分析可知,GO 的最佳掺杂量为0.04%(质量分数)。
无机 2024年01月21日
人工光合固氮

人工光合固氮

摘要：氨(NH3)作为化肥的重要成分和潜在的清洁能源载体, 其可持续生产对于应对全球能源需求和环境问题意义重大. 传统的Haber-Bosch工艺在高温和高压条件下, 将氮气(N2)和氢气(H2)催化转化成NH3. 该工艺支撑了全球近半数人口的粮食生产, 但其存在的高能耗、高排放等问题无法满足可持续发展的要求. 生物固氮酶能够在温和条件下实现N2到NH3的高效转化,为绿色高效驱动N2还原提供了重要的参考. 在过去几十年中, 研究人员受天然酶活性中心的组成和结构特性的启发, 模拟制备了一系列新型均相分子催化剂和多相催化剂, 以实现高效人工固氮. 本文综述了近年来人工光合固氮领域的重要进展, 详细分析了N2还原过程中的热力学和动力学挑战及其催化机理, 并对人工光合固氮领域所面临的挑战与未来发展方向进行了讨论.
无机 2025年11月28日
硬质合金刀具类金刚石涂层的摩擦磨损性能

硬质合金刀具类金刚石涂层的摩擦磨损性能

摘 要：以等离子体化学气相沉积技术在硬质合金刀具表面制 备了类金刚石(DLC)涂层。研究了 DLC 涂层刀具和无涂层刀具 的硬度，不同载荷、不同转速下两种刀具的摩擦磨损性能，以 及在水润滑和油润滑条件下 DLC 涂层刀具的滑动摩擦行为。
无机 2024年01月08日
无机纳米颗粒及界面层协同改善倍增型近红外有机光电探测器性能

无机纳米颗粒及界面层协同改善倍增型近红外有机光电探测器性能

摘要：近红外有机光电探测器具有低成本、可溶液旋涂、生物兼容性好和柔性可穿戴等优势，在生物传感、医学成像、柔性可穿戴电子器件等领域有广泛的应用前景。倍增型有机光电探测器相比于二极管型有机光电探测器，因其具有更高的外量子效率（EQE>100%）和灵敏度而备受关注。该类器件利用电极附近被载流子陷阱捕获的一种载流子能辅助另一种极性相反的载流子从外电路隧穿注入到活性层中，实现光电倍增，但陷阱的数量在一定程度上会影响器件性能的进一步提升。本文通过在活性层中掺入无机ZnO 纳米颗粒来增加电子陷阱数量，使得器件在反向偏压保持暗电流密度的前提下，亮电流密度得到提高。通过优化，发现当ZnO纳米颗粒掺杂比例为5%时性能最优，在850 nm LED照射、−15V偏压下，与未掺杂ZnO纳米颗粒器件相比，亮电流密度提升了7.4倍。在此基础上，本文协同Al2O3界面修饰层，进一步改善器件性能。结果表明，Al2O3界面修饰层的插入可改善器件的阳极界面接触特性，使得器件在正向和反向偏压下都能够实现光响应。Al2O3修饰后的器件在15 V偏压、全光谱范围内，EQE最高可达105%，R最高达104A/W。本工作为高灵敏度有机光电探测器的发展提供了新的思路和方法。
无机 2025年02月07日
高压诱导高分子多层级结构演化与性能调控研究进展

高压诱导高分子多层级结构演化与性能调控研究进展

摘要：高压科学作为一门新兴的跨学科研究领域，通过调控非平衡态热力学参数，为开发新型材料的结构与性能提供了独特的研究手段。该方法在金属和无机非金属材料研究中已取得显著进展。然而，对于高分子体系，受限于表征技术及其复杂结构特性，高压条件下的相关研究相对较少。本文基于高分子物理基础理论，系统总结了高压条件下高分子材料的结构演变规律，包括分子链运动、自由体积效应、玻璃化转变及结晶行为，阐述了由此产生的力学性能与功能特性变化，并进一步探讨了当前高压高分子研究领域的关键挑战与未来发展方向。
无机 2026年03月18日
氧化锆增韧氧化铝陶瓷研究进展

氧化锆增韧氧化铝陶瓷研究进展

摘要：氧化锆增韧氧化铝（zirconia toughened alumina，ZTA）陶瓷与单相Al2O3和ZrO2陶瓷相比具有优异的力学性能，在电子、生物医疗、半导体等高端工业领域显示出更广阔的应用前景。本文结合ZTA 陶瓷的增韧机制，梳理并总结了近期国内外关于ZTA 陶瓷的粉体制备、烧结方法和第三相引入等三方面的研究进展，重点分析了利用多种烧结技术和制备工艺在ZTA 陶瓷中引入第三相的作用，最后指出粉体的纳米化、先进烧结技术的精细控制以及探索第三相对微观组织的调控是未来研究的重点方向。
无机 2026年03月06日
基于β-异靛蓝骨架的圆偏振发光材料的发现、发展与展望

基于β-异靛蓝骨架的圆偏振发光材料的发现、发展与展望

摘要：圆偏振发光(circularly polarized luminescence，CPL)材料因其独特的手性光学特性，在3D显示、生物成像、数据存储和自旋光电子器件等领域展现出广泛的应用潜力，近年来备受科研人员关注。然而，当前的研究主要集中在紫外/可见光区，具有近红外CPL特性的分子材料却非常稀少。相较于可见光波段，近红外光具有穿透能力强、背景散射小等优点，在生物成像、探测和加密通信等领域具有显著优势。作为靛蓝的异构体，β-异靛蓝具有丰富的结构修饰和配位模式，为开发近红外CPL分子材料提供了理想的骨架。本文系统阐述基于β-异靛蓝骨架的CPL分子材料的有趣发现过程，以及如何在此基础上简单高效地实现近红外CPL分子材料的制备。最后，展望基于β-异靛蓝骨架的近红外CPL分子材料的未来发展，预测该骨架将成为近红外CPL领域一类重要的明星骨架材料。
无机 2026年02月02日
无机纳米与多孔材料合成中的凝聚态化学

无机纳米与多孔材料合成中的凝聚态化学

摘要：所谓凝聚态，一般意义上是指液态和固态，而凝聚态化学，即是在固相和液相中的各种化学过程。在无机材料，特别是无机纳米与多孔材料的合成制备中，凝聚态化学过程贯穿其中，几乎无处不在。在固相材料合成过程中，通过液相中的各种化学反应以获得目标固体材料的所需组分和物相，也许就是无机材料合成中一个最基本的凝聚态化学问题; 而多孔如微孔或介孔材料合成中，更涉及伴随组分和物相形成过程中的孔结构形成与调控; 进一步，在制备面向实际应用如催化剂和药物载体时，则在以上的各项要求之外，还必须考虑材料的表面活性位、缺陷等关键因素，以及颗粒尺寸、分散性和形貌等几何和物理特性。本文以无机氧化物为对象，讨论了无机材料在凝聚态化学合成过程中的几个侧面，包括纳米颗粒和粉体的化学合成方法，多孔材料的合成和多孔复相结构的合成调控，以及多级孔结构沸石的合成制备与催化性能，以期能加深对材料合成中凝聚态化学过程的认识，并期待以凝聚态化学为指导，进一步推动无机材料特别是纳米多孔材料合成的发展。
无机 2024年01月21日
硅纳米晶的固相合成与表面化学研究进展

硅纳米晶的固相合成与表面化学研究进展

摘要:硅纳米晶凭借其丰富的自然储量、卓越的稳定性、可调控的化学和物理性质, 以及良好的生物相容性,在半导体工业、光电能源转换和生物医药等多个领域占据了难以替代的重要地位. 通过可控合成方法来制备具有特殊功能的硅纳米晶及其衍生结构并对材料进行功能化后处理是推动硅基材料在科学理解和应用中取得突破的关键途径. 本文基于本课题组最新的研究成果, 对硅纳米晶材料的合成、表面化学及应用等方面的技术发展进行了系统梳理. 我们基于材料的组分和配体修饰, 阐明了相关硅材料化学中的构效关系和共性科学问题, 并展示了硅纳米晶在发光器件、低碳技术及生物医药等领域的应用表现. 最后, 结合自身研究结果的分析, 从材料的物理与化学机制、共性规律与普适原理等科学逻辑出发, 提出了本领域目前面临的一些挑战, 并对未来的研究方向进行了展望.
无机 2025年09月05日
碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状

碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状

摘要：通过等离子体氧化、热氧化、电化学氧化在碳化硅基材上获得软质氧化层，利用软磨粒抛光实现氧化物的快速去除，有利于提高材料去除效率、提升加工表面质量。研究发现，通过等离子体氧化辅助抛光，表面粗糙度ＲＭＳ和Ｒａ分别达到０．６２６ｎｍ和０．４８０ｎｍ；通过热氧化辅助抛光，表面粗糙度ＲＭＳ和Ｒａ分别达到０．９２ｎｍ和０．７２６ｎｍ；在电化学氧化中，基于Ｄｅａｌ－Ｇｒｏｖｅ模型计算得到的氧化速度为５．３ｎｍ／ｓ，电化学氧化辅助抛光后的表面粗糙度ＲＭＳ和Ｒａ分别是４．４２８ｎｍ和３．４５３ｎｍ。氧化辅助抛光有助于烧结碳化硅加工工艺水平的提升，促进碳化硅零件在光学、陶瓷等领域的应用。
无机 2024年01月08日