关键词： 计量学   Zeta电位   动态光散射   标准物质   校准   不确定度  

摘要： Zeta电位的准确测量对生物医药、工业生产、环境工程和食品制造等各个领域中产品的质量控制具有重要意义。目前我国Zeta电位标准物质的研究尚属空白。针对这一现状，研制的Zeta电位标准物质。首先，制备得到质量含量为2.5%，颗粒中心粒径约为80 nm的二氧化硅粒子分散液胶体，作为标准物质候选物。其次，对标准物质候选物进行均匀性、稳定性检验，均匀性和稳定性良好。最后，由具有能力的九家实验室组成网络，采用电泳光散射测试方法，对Zeta电位和电泳迁移率联合定值，并评定了标准物质的不确定度。三种标准物质的Zeta电位分别为-48 mV、-39 mV、-31 mV，扩展不确定度（k=2）分别5 mV、4 mV、3 mV；电泳迁移率分别为-3.7×10-8m2·V-1·s-1、-3.0×10-8m2·V-1·s-1、-2.4×10-8m2·V-1·s-1，扩展不确定度（k=2）分别为0.4×10-8m2·V-1·s-1、0.3×10-8m2·V-1·s-1、0.3×10-8m2·V-1·s-1。研制的Zeta电位标准物质，能够满足电泳光散射法Zeta电位分析仪定量分析过程中的校准验证需求，为我国科研和产业界胶体体系稳定性的定量分析提供了量值保障。

关键词： 软磁复合材料   有机包覆   FeSiAl   低损耗   高磁导率  

摘要： 软磁复合材料通过粉末冶金工艺将软磁粉末与绝缘层结合,形成具有优异磁性能的复合材料,其在高频应用中表现出低磁芯损耗和高磁导率,填补了传统硅钢和铁氧体之间的性能空白。通过调控包覆层组成、优化绝缘包覆技术和热处理工艺,有效提升磁粉芯综合性能,降低软磁复合材料的总损耗,成为软磁复合材料领域的主要课题。传统的有机绝缘包覆受限于热分解温度,无法进行高温退火,无机绝缘包覆存在绝缘层与磁粉表面结合力弱且磁芯成型能力差等问题。因此,寻找合适的绝缘包覆材料和工艺成为亟需解决的关键问题。本文通过水热法,使用聚多巴胺,聚乙烯亚胺等有机材料对铁硅铝磁粉进行绝缘包覆,通过优化绝缘包覆技术和热处理工艺,来提高样品的最佳退火温度,从而实现涡流损耗与磁滞损耗同步降低,最终降低样品总损耗的目的。具体研究结果如下: （1）制备了聚多巴胺（PDA）绝缘包覆的FeSiAl软磁复合材料,并通过调控包覆浓度和退火温度,优化包覆层的完整度及均匀性,进一步改善综合软磁性能。通过分析500℃-800℃退火温度时软磁性能表现,700℃为本系列样品的最佳退火温度。作为功能界面层的包覆层需满足结构完整、厚度均一及参数可控等条件,方能有效抑制材料损耗并维持其磁导特性及软磁综合性能。实验分析表明,在包覆浓度为12 mg/m L,退火温度为700℃时,磁粉芯的磁性能最佳,即:磁芯损耗Pcv为60.93 mW/cm3（50 mT,100 kHz）、140.64 mW/cm3（100 mT,50 kHz）、328.55 mW/cm3（100 mT,100 kHz）、50.93 mW/cm3（10 mT,1 MHz）,μe为43,在10 kHz-1 MHz频率范围内以及20-140℃温度范围内能够保持很好的稳定性,在100 Oe下直流偏置值为66.4%。该优异的软磁性能归因于PDA在FeSiAl表面形成一层均匀致密的绝缘层。 （2）开发了聚乙烯亚胺（PEI）绝缘包覆的FeSiAl粉体,其包覆层在700℃仍能保持稳定。完整致密的绝缘外层形成了有效的电隔离和磁隔离,保证了磁芯良好的综合性能。经过700℃退火1 h,磁芯在1 MHz,20 mT下的Pcv为278 mW/cm3,有效磁导率μe为57.6;在800℃退火后,损耗Pcv为61.6 mW/cm3（50 mT,100kHz）、121.2 mW/cm3（100 mT,50 kHz）、307.3 mW/cm3（100 mT,100 kHz）,在100Oe下的直流偏置为51.5%。同时,有效磁导率具有良好的频率稳定性和温度稳定性,在1 MHz和140℃下磁导率μe仍然稳定在55.6。 （3）在PDA、PEI包覆工艺的基础上,进一步研究了PDA/PEI复合包覆FeSiAl磁芯,实现兼顾低磁芯损耗,高磁导率μe性能和大直流偏置特性。随着处理温度由500℃逐步升至700℃,Pcv参数呈现显著下降趋势,这归因于材料内应力的释放过程促使磁滞损耗（Ph）值减小。当温度继续提升至800℃时,Pcv性能出现轻微劣化,主要源于绝缘结构失效导致涡流损耗（Pe）值大幅上升,从而抵消了Ph值的下降。对比不同试样发现,包覆浓度为12 mg/m L的S12样本展现出最优的Pcv表现,这得益于适中的绝缘层厚度能有效抑制Pe和Ph值。以12 mg/m L的浓度包覆并在700℃下退火的S12-700磁芯样品具有良好的综合性能:μe=53.2,在1000 kHz之前表现出优异的频率稳定性;μe振幅从20℃到140℃不超过1.4%,具有良好的热稳定性;Pcv为63.8 mW/cm3（50 mT,100 kHz）,141.7 mW/cm3（100mT,50 kHz）,341 mW/cm3（100 mT,100 kHz）,58.8 mW/cm3（10 mT,1 MHz）;在100 Oe时,直流偏置达50.9%。

关键词： 再生丝素蛋白   重组人源化Ⅲ型胶原蛋白   复合凝胶   软骨缺损   牙槽骨缺损  

摘要： 生物复合材料改善了单种材料的性能,在生物体内能有效且长期的发挥功能,目前在组织修复领域中的应用愈加广泛。再生丝素蛋白是一种从蚕丝中提取的天然高分子材料,具有优异的生物相容性,降解时间可控,安全性高。重组人源化Ⅲ型胶原蛋白是由DNA重组技术优化得到的,性能优于人胶原蛋白,生物活性高、亲水性强,且具有低免疫原性,在生物医用材料领域有着广阔的应用前景。本文开发了再生丝素蛋白与重组人源化Ⅲ型胶原蛋白的复合材料,并将其应用于软骨缺损以及牙槽骨缺损修复的研究中。具体工作内容如下: (1)RSF-rhCol复合凝胶的制备及其在软骨缺损修复中的应用研究。通过乙醇诱导蛋白变为β-折叠构型制备出结构稳定的再生丝素蛋白(RSF)和重组人源化Ⅲ型胶原蛋白(rhCol-Ⅲ)的复合微粒支架,基于纤维蛋白原与凝血酶的催化裂解反应和聚合组装反应将支架载入水凝胶体系中,制备出再生丝素蛋白-重组人源化Ⅲ型胶原蛋白(RSF-rhCol)复合凝胶。体外细胞实验证明了RSF-rhCol复合凝胶具有良好的生物相容性,能促进细胞增殖和迁移,并且能够抑制炎症反应,促进软骨基因表达。大鼠体内实验证明了RSF-rhCol复合凝胶能够促进软骨缺损的修复。 (2)RSF-rhCol-HAP-PDRN复合凝胶的制备及其在牙槽骨缺损修复中的应用研究。通过1,4-丁二醇缩水甘油醚(BDDE)交联剂的交联作用,将RSF、rhCol-Ⅲ、羟基磷灰石(HAP)、多聚脱氧核糖核苷酸(PDRN)交联在一起,冻干粉碎后制得复合微粒支架,将复合微粒支架分散在透明质酸钠(HA)溶液中形成RSF-rhCol-HAP-PDRN复合凝胶。通过体外细胞实验证明了RSF-rhCol-HAP-PDRN复合凝胶具有生物相容性,能够促进血管生成,促进细胞的成骨分化。最后,在促进大鼠牙槽骨缺损修复的实验中,RSF-rhCol-HAP-PDRN复合材料表现出优异的骨组织再生能力。

摘要： 1.征稿介绍《硅酸盐学报》由中国科学技术协会主管、中国硅酸盐学会主办，是我国无机非金属材料研究领域综合性学术期刊、中文核心期刊、EI收录期刊、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊，主要报道陶瓷、水泥基材料、无机新能源材料、玻璃、耐火材料、人工晶体、发光材料、矿物材料及其复合材料等学科具有原创性或创新性研究成果。

关键词： 汽包   炉水   二氧化硅   水质  

摘要： 文章介绍了制氢装置汽包产生蒸汽流程以及制氢装置B系列出现锅炉水质量不合格的现象。从界外锅炉水、工艺操作、采样质量角度分析原因，运行工况、设备异常也会导致汽包水质恶化，应在分析中排除。对采样水进行前处理、加大排污量和排污次数，加强水质监督，因为分析数据滞后影响装置及时调整。采取相关措施后使锅炉水质恢复正常，保证装置正常生产运行。

关键词： 汽车悬架   轻量化设计   高强度钢   铝合金   复合材料   拓扑优化   多材料  

摘要： 汽车悬架系统承担支撑车身、缓冲路面冲击等重要功能，其轻量化设计对整车减重、节能降耗具有重要意义。本文从材料应用、结构设计、连接工艺三方面，介绍了汽车悬架系统轻量化的研究进展。首先分析了不同轻量化材料在悬架系统的应用现状、工艺特点及性能表现；其次阐释了结构拓扑优化、多材料轻量化设计原理和方法；最后重点探讨了多材料连接工艺及界面性能控制对策，以期为汽车悬架系统轻量化设计提供参考，助推轻量化悬架产品工程化应用。

关键词： 超疏水   超滑   二氧化硅   PDMS   自清洁  

摘要： 在历经亿万年的自然选择进程里,生物体借助结构与功能协同进化的机制,逐步构建出了能够适应环境的表界面体系。这类生物界面通过微纳米尺度结构与表面化学的协同作用,实现了对润湿特性的精确调控,为新型功能材料的设计提供了天然原型。以荷叶为代表的超疏水体系展现出独特的自清洁效应,其表面特性源于多级微乳突结构与疏水蜡质涂层的协同作用。尽管基于该原理已开发出多种仿生超疏水材料,但仍面临关键技术挑战:1)微纳复合结构的高效构筑;2)表面化学修饰的持久性优化;3)机械稳定性与损伤自修复能力的提升。猪笼草捕食陷阱的润滑界面现象为超滑表面设计提供了新思路。其机理涉及多孔基底对润滑剂的毛细锁定效应,通过构建表面粗糙化结构与高亲和性润滑体系的协同作用,可显著降低表面对异质液体的粘附力。与超疏水表面相比,这种液体灌注多孔表面（LIS）具有以下优势:1)对基底微结构敏感性降低;2)极端环境适应性增强;3)动态疏液性能可调。 文章开始便对自然界中拥有特殊浸润性表面进行了介绍,重点介绍分析了荷叶和猪笼草的表面特性,总结出仿生超疏水以及超滑表面的制备原则。介绍了超疏水和超滑表面制备方面的最新研究成果,并且系统介绍了这类表面的性能特点与实际应用。依据上述研究思路,顺利在材料表面制备出超疏水和超滑表面,具体研究内容如下: 1、采用一步溶胶-凝胶法,以硅酸四乙酯（TEOS）和十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）为原料,在碱性环境中经缩合反应制备HDTMS改性的SiO2（HDTMS-SiO2）溶胶,并将其喷涂在玻璃基底上,得到具有自清洁性能的HDTMS-SiO2超疏水涂层。探究了HDTMS与TEOS物质的量比变化对超疏水涂层浸润特性产生的影响,当HDTMS与TEOS物质的量比为0.12时,HDTMS-SiO2超疏水涂层具有最佳的疏水效果,其接触角为153°±0.5°,滚动角为1.3°±0.5°。HDTMS-SiO2超疏水涂层展现出优异的自清洁与防污性能。 2、通过乙酸丁酯、三甲基封端的聚二甲基硅氧烷（PDMS）、二氧化硅和十六烷基三甲氧硅烷（HDTMS）制备了一种具有自修复功能的超疏水涂层。通过场发射扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）研究了涂层的润湿性能、微观形貌及化学组成。实验结果表明,通过机械稳定和化学腐蚀实验验证,涂层在经历水滴冲击或强酸强碱侵蚀后仍能保持接触角不变,显示出良好的机械稳定性和化学耐久性。涂层经120℃热处理1h后可恢复初始疏水性能,其自修复机制源于PDMS链段的热驱动迁移特性。 3、制备了一种具有稳定性和自补充的超滑表面。使用PDMS和硅油作为原材料,通过将硅油注入到聚二甲基硅氧烷网络中,使其膨胀并将大量硅油锁定在聚合物链中,以实现稳定的超滑性能。研究了在相同条件下不同粘度硅油对表面润湿性能、自清洁性能和液滴滑行速度的影响,当光滑表面倾斜10°时,番茄汁、咖啡和牛奶等很容易滑落。超滑表面拥有机械稳定性和热耐久性,在机械磨损200次和25～125℃下热处理1天后,仍具有超滑性能。

关键词： Fe基非晶软磁复合材料   放电等离子烧结   软磁性能   水热法  

摘要： 随着现代电子器件不断向小型化、高频化方向演进,对磁芯出来提出了更高的要求:需要同时具备高饱和磁感应强度、高磁导率以及优异的高频特性。这种性能组合能够有效降低电磁器件的体积,确保高频下应用具有低损耗。软磁复合材料（SMCs）通过对Fe基磁性颗粒表面包覆绝缘层,在保持高密度的基础上兼具优异的磁导率和电阻率,并且显著降低磁芯损耗与矫顽力。相较于软磁铁氧体,SMCs具有高饱和磁感应强度,而与金属软磁材料相比有着更高的电阻率,因此其优异的性能和广泛应用前景成为了材料科学的研究热点。 本文采用水热法对非晶Fe粉进行包覆,利用放电等离子烧结（SPS）对合成的复合粉末进行固化,研究了Fe基非晶SMCs的包覆工艺和成型工艺,这两个工艺对SMCs的电阻率、密度和软磁性能有重要影响。主要内容包括: （1）通过调控水热环境中反应液浓度和pH值,在非晶FeSiBCCr粉颗粒表面生成了不同形态的Ni0.5Co0.5Fe2O4包覆层,在此基础上通过SPS制备了高饱和磁感应强度的FeSiBCCr/Ni0.5Co0.5Fe2O4 SMCs。研究发现,反应液浓度和pH值对包覆层的均匀性及晶粒的生长有重要影响。当反应环境pH值为10.5,反应液组分为4.0×10-3 mol/L Ni（NO3）2、4.0×10-3 mol/L Co（NO3）2、1.6×10-2 mol/L Fe（NO3）3水热合成的复合粉末包覆效果最佳。 （2）通过控制SPS烧结工艺参数,提高样品成型性,是制备出优异磁性能SMCs的前提。SPS烧结过程中,随着烧结温度的升高,样品的密度不断升高,但电阻率却不断下降。当烧结温度为510℃时,样品中非晶Fe完全晶化,且部分铁氧体分解产生杂相,样品的成型性因此受到影响。当烧结压力增加时,样品密度随之升高,电阻率随之下降。当烧结压力为550 MPa时,由于压力过大,导致铁氧体包覆层破裂,Fe粉颗粒间接触的更加紧密,导电通路路径缩短,导致样品电阻显著降低,对样品的成型性造成影响。当烧结温度为470℃,烧结压力为450 MPa时,样品在具有高电阻率的同时兼具高密度,样品成型性最佳。 （3）通过控制包覆工艺和SPS工艺参数,提高样品磁导率以及降低磁芯损耗,是制备出具有优异磁性能SMCs的主要方式。选择合适的反应液浓度和反应pH值对SPS烧结制备出具有均匀致密化铁氧体包覆层的块体样品,优化其软磁性能有着重要作用。而在合适的烧结温度和烧结压力下可以更好的减小样品内应力,减少样品中缺陷和孔隙,提高样品软磁性能。为了探究SPS烧结温度和烧结压力对样品综合性能的影响,文中通过研究在不同烧结温度与不同烧结压力下样品饱和磁感应强度、磁导率以及磁芯损耗,研究其变化规律,总结出最佳工艺参数。实验过程中发现随着烧结温度和烧结压力的升高,样品的磁导率和饱和磁感应强度先上升后下降,磁芯损耗先下降后上升。在烧结温度为470℃,烧结压力为450 MPa下制备出性能优异的SMCs,其饱和磁感应强度为140.9 emu/g,在100 kHz,Bm=100 mT下磁导率为62.2,磁损耗630.5 W/kg。

关键词： OBE-CDIO   化学实训课程改革   新能源材料   人才培养  

摘要： 为应对传统普通化学实训课程存在的问题，如课程设置与行业脱节、教学方法单一、学生基础参差不齐等，文章提出了基于成果导向教育与“构思-设计-实现-运作”（outcomes-based education and conceivedesign-implement-operat, OBE-CDIO）双理念的改革方案。该方案通过优化课程设置，使其更贴近新能源材料类专业特色和行业需求；构建多元化教学模式，培养学生的表达、交流和团队协作能力；完善学习评价体系，全面评估学生的实践技能和综合素质。通过实施这一改革方案，普通化学实训课程将焕然一新，更有效地培养学生的实践能力和创新精神，使其成为适应新能源材料领域发展需求的高素质技能技术人才。