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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2021年, 第35卷, 第11期 刊出日期:2021-11-25 上一期    下一期
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综述
载银沸石应用的研究进展
俞建忠, 许新玲, 叶松
材料研究学报. 2021, 35 (11): 801-810.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.487
摘要   HTML   PDF (4915KB)

沸石微孔晶体材料的比表面积较大、水热稳定性较高、微孔丰富均一以及表面性质可调,可用于吸附、催化、抗菌、药物输运和水处理。沸石的阳离子交换能力很强。在用离子交换法制备的载银沸石中,Ag主要以Ag+、银团簇和银纳米颗粒三种状态存在。Ag+良好的生物相容性以及银团簇高效和可调的发光性能,受到了极大的关注和深入研究。本文综述了通过离子交换法制备的载银沸石在白光LED以及可调多色发光荧光粉、传感器、抗菌材料、吸附和催化等方面的应用。

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研究论文
Co@CNT复合电磁波吸收剂的制备及其吸波性能
朱晓宇, 邱红芳, 陈平
材料研究学报. 2021, 35 (11): 811-819.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.473
摘要   HTML   PDF (10336KB)

以石墨相氮化碳(g-C3N4)和六水合硝酸钴为原料制备Co@CNT复合电磁波吸收剂,调节Co元素含量以提高其电磁波吸收性能。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和透射电镜(TEM)等手段表征其微结构和物相组成,使用矢量网络分析仪测量复合物电磁参数并进行Matlab模拟得到反射损耗图。结果表明,Co@CNT-1与石蜡质量比为1:3的材料,其吸波性能最优,厚度为4.1 mm时对电磁波的吸收最强,最小反射损耗(RLmin)为-45.5 dB;厚度仅为1.5 mm的材料,有效吸收带宽(RL<-10 dB)最大为4.42 GHz。

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碳纳米纤维气凝胶的制备及其吸油性能
许文萃, 林英正, 邵再东, 郑煜铭, 程璇, 钟鹭斌
材料研究学报. 2021, 35 (11): 820-826.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.574
摘要   HTML   PDF (9304KB)

先用静电纺丝-液相接收技术制备蓬松的聚丙烯腈(PAN)三维纳米纤维,然后将其进行热稳定化处理得到超轻纳米纤维气凝胶(CNFAs)。CNFAs内部是碳纳米纤维交叠形成的开孔网络,发生80%应变后能回弹到原形。用聚二甲基硅氧烷(PDMS)气相沉积疏水化处理后,CNFAs的水接触角增大到145°。研究了静电纺丝纳米纤维的原始堆积密度对CNFAs的体积收缩率、密度、吸油容量以及循环吸附量的影响,结果表明:这种气凝胶的机械性能优异。纳米纤维合适的初始堆积密度为4 mg·mL-1,制备出的CNFAs对油类污染物的吸附量可达到自重的185倍;用燃烧和挤压方法10次循环回收吸附饱和的CNFAs,其吸附容量仍保持稳定。

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表面划伤对690TT合金传热管腐蚀行为的影响
孟凡江, 吴斌, 吕云鹤, 明洪亮, 鲍一晨, 王俭秋, 韩恩厚
材料研究学报. 2021, 35 (11): 827-834.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.001
摘要   HTML   PDF (10633KB)

制备三种表面有不同深度划伤的690TT合金传热管试样并观察划伤导致的微观组织变化,研究了表面划伤对腐蚀、应力腐蚀行为的影响。结果表明:在传热管表面划伤的划伤堤和划伤谷附近出现了严重的塑性变形,并在划伤堤附近产生了大量的滑移台阶和撕裂变形征;划伤深度对不同划伤区域腐蚀产物的形貌、成分和分布等没有明显的影响;随着划伤深度的增大SCC裂纹的数量和长度都呈增加的趋势,说明材料的SCC敏感性增强;划伤产生的滑移台阶、微裂纹等缺陷,易成为SCC裂纹优先萌生位置。

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溅射沉积富镁Mg3Bi2薄膜的热电性能
宋贵宏, 李秀宇, 李贵鹏, 杜昊, 胡方
材料研究学报. 2021, 35 (11): 835-842.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.009
摘要   HTML   PDF (5176KB)

采用Mg-Bi化合物靶和金属Mg靶用磁控溅射技术制备富Mg的Mg3Bi2薄膜并表征其相组成、表面和截面形貌,研究了薄膜的热电性能。结果表明,这种富Mg薄膜由Mg3Bi2相和金属Mg相组成且Mg3Bi2结构中有Mg空位,具有p型导电特征,Seebeck系数为正值。随着温度的提高,富Mg薄膜的电阻率先略微提高而后显著降低;随着Mg含量的提高富Mg薄膜的电阻率逐渐提高,但是Mg含量达到一定数值后电阻率又急剧下降。Mg含量较低时Seebeck系数随着温度的提高开始时略下降随后很快增大,达到最大值后又很快降低;Mg含量较高时随着温度的提高Seebeck系数开始时略增大,随后缓慢下降。除了Mg含量较低的样品,在温度相同的条件下随着Mg含量的提高薄膜的Seebeck系数值增大,但是Mg含量过高时Seebeck系数值迅速降低,达到普通金属材料Seebeck系数的数量级。这种富Mg薄膜的功率因子,受Seebeck系数和电阻率制约。

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含磷聚合物型阻燃剂(PMP)对乙烯基酯树脂(VER)的阻燃改性
徐春萍, 陈春悦, 张永航, 龚维, 班大明
材料研究学报. 2021, 35 (11): 843-849.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.217
摘要   HTML   PDF (2939KB)

使三氯氧磷与4-甲氧基苯酚发生反应制备阻燃剂聚对甲氧基苯氧基磷酸-4,4’-二羟基联苯酯(PMP),用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振(1H-NMR,13C-NMR,31P-NMR)等手段表征其结构,并测试其煅烧后残炭的X射线光电子谱(XPS)。用阻燃剂PMP复配聚磷酸铵(APP) 改性乙烯基酯树脂(VER),制备出PMP/APP/VER复合材料。用热失重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)等手段研究了这种材料的阻燃性能和热稳定性能。结果表明,阻燃剂PMP/APP添加量为15%的PMP/APP/VER复合材料其UL-94测试等级达到V-1级;PMP/APP添加量为20%时LOI值达到25.0%,在温度为700℃时的残炭量为34.6%,是纯VER的3.72倍。这表明,PMP/APP能显著提高VER基体的阻燃性能和热稳定性。

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Fe微合金化对Cu‒Zr‒Al非晶合金塑性变形行为的影响及其机理
邢栋, 陈双双, 宋佩頔, 齐凯, 尹俊, 李维火
材料研究学报. 2021, 35 (11): 850-856.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.444
摘要   HTML   PDF (7802KB)

用铜模喷铸法制备Cu(47.8-x)Zr46.2Al6Fex(x=0, 0.8, 1.2, 1.6)系列合金,研究了Fe微合金化对其非晶形成能力和力学性能的影响。结果表明:随着微量元素Fe含量的提高合金的玻璃形成能力降低,而其室温塑性变形能力明显提高;随着Fe含量的提高基体中产生了更多的自由体积,且Fe与Cu的正混合焓使基体中成分/自由体积分布的不均匀性提高。这些因素,使高Fe含量的非晶合金具有更高的塑性变形能力。

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终冷温度对高强度抗震钢筋组织和性能的影响
曾泽芸, 李长荣, 黎志英, 黄胜, 黎世旺, 尤景田
材料研究学报. 2021, 35 (11): 857-865.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.010
摘要   HTML   PDF (2425KB)

用Gleeble-3800热模拟机进行高强度抗震钢筋的热模拟实验,使用金相显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)和万能拉伸试验机等手段表征其微观结构、第二相、力学性能和断口形貌,研究了终冷温度对高强度抗震钢筋的组织和性能的影响并揭示微合金元素细化晶粒的机理。结果表明:实验钢的显微组织主要为铁素体和珠光体,随着终冷温度的降低铁素体晶粒细化。终冷温度为650℃时实验钢中分布在铁素体基体上的主要析出相 (Nb, Ti, V)C和(V, Nb, Ti)C的平均粒径约为2 nm和5 nm。随着终冷温度的降低实验钢的抗拉强度和屈服强度都增加,终冷温度为650℃时其抗拉强度和屈服强度分别为638.75 MPa和467 MPa,强屈比为1.37。在不同终冷温度实验钢的拉伸断口主要为等轴韧窝,其尺寸和深度不同。

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基于MOFs的复合材料制备及其对亚甲基蓝染料的吸附性能
张向阳, 章奇羊, 汤涛, 郑涛, 柳浩, 刘国金, 朱海霖, 朱海峰
材料研究学报. 2021, 35 (11): 866-872.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.002
摘要   HTML   PDF (5593KB)

用甲基丙烯酸酐对锆基MOFs UiO-66-NH2进行改性,然后用紫外光固化将改性后的MOFs UiO-66-NH2负载于聚丙烯(PP)非织造布制备出MOFs与非织造布(PSP)复合材料。分析了改性前后UiO-66-NH2的晶型和形貌变化并测试了MOFs(UiO-66-NH2-MET)与PP非织造布的结合牢度,测试了吸附条件对PSP复合材料吸附性能的影响。结果表明:通过在UiO-66-NH2结构中修饰甲基丙烯酸酐基团制备出UiO-66-NH2-MET,改性后MOFs的晶型结构没有变化,保留了原有的框架结构;UiO-66-NH2-MET与PP非织造布间有良好的结合牢度。PSP复合材料经历多次水洗后未发生质量损失,保留了良好的吸附效果;PSP复合材料吸附亚甲基蓝(MB)的最佳条件为:染料的初始浓度为50 mg/L,吸附时间为300 min,pH值为9。

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Ti-Zr-Cu合金的抗菌性能和体外生物相容性
于佳莹, 杨希祥, 战德松, 杨柯, 任玲, 王敬人, 徐嘉蔚
材料研究学报. 2021, 35 (11): 873-880.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.582
摘要   HTML   PDF (13136KB)

采用平板共培养法测定Ti-Zr-Cu合金表面的菌落数,通过CCK8细胞增殖检测、鬼笔环肽细胞染色观察细胞核和细胞骨架形貌、细胞凋亡和黏附能力测定,研究了Ti-Zr-Cu合金的抗菌性能和体外生物相容性。结果表明,空白样品和Ti-Zr合金表面上的菌落密集,而Ti-Zr-Cu合金表面上的菌落数极少。Ti-Zr-Cu合金对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到98.28%和97.67%,表现出优异的抗菌性能。MC3T3-E1在Ti-Zr-Cu合金表面培养1、4、7 d的相对增值率分别为168.8%、109.8%和106.5%,均高于100%,表明这种合金没有细胞毒性。细胞在Ti-Zr-Cu合金表面上的附着和铺展良好,有利于贴壁细胞在其表面黏附和进一步增值,表明Ti-Zr-Cu合金具有良好的生物相容性。Ti-Zr-Cu合金对细胞凋亡没有不良影响。从Ti-Zr-Cu合金表面细胞的SEM照片可见细胞的粘附正常,也表明其具有良好的生物相容性。

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