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关键词： MXenes   刻蚀法   二维材料   碳化物  

摘要： 二维MXenes材料具备高比表面积、优良导电性、结构及表面官能团可调等优点,在能源存储、催化、传感器、可穿戴设备及生物医学等领域上表现出极大的应用潜力。MXenes一般通过选择性刻蚀MAX相中的A层原子来制备,其成分和性质主要由前驱体MAX及刻蚀方法所决定。基于此,首先综述了前驱体MAX成分结构对于MXenes性质的影响;其次,列举了常用的刻蚀技术,主要分为氟酸刻蚀和无氟刻蚀等;最后,结合MXenes发展趋势,阐述了MXenes制备技术所面临的挑战和变革方向。

关键词： 知识产权优势   节能服务公司   质量监督检测   工程研究中心   材料制备技术   能源审计   工业节能   焦化产品  

摘要： 中钢集团鞍山热能研究院有限公司是我国冶金热工、冶金焦化以及新型炭材料与化学功能材料领域的综合性技术研究与开发机构,隶属于中国中钢集团;是国家级高新技术企业,拥有炼焦技术国家工程研究中心、煤焦油系新型材料制备技术国家地方联合工程研究中心、国家冶金工业焦化产品质量监督检测中心,国家冶金工业炭素材料质量监督检测中心、工业节能与绿色评价中心、辽宁省冶金流程工业系统节能工程技术研究中心、辽宁省煤焦油系特种新材料工程研究中心、院士专家工作站等国家和地方科技平台;是辽宁省能源审计机构(甲级),国家知识产权优势企业,国家备案的节能服务公司和辽宁省知识产权试点单位。

关键词： 研究发展中心   课题负责人   国家重点研发计划   新能源   刘俊杰   项目综合绩效评价   十三五   制备技术  

摘要： 3月15—16日,科技部高技术研究发展中心组织召开了由中国造纸院牵头承担的“十三五”国家重点研发计划“电气及新能源用纸基复合材料制备技术”项目综合绩效评价会议。中国轻工集团有限公司总工程师曹春昱、中国造纸院副总经理刘俊杰、中国造纸院副总经理田超及部分项目课题负责人出席了造纸院分会场的会议。

关键词： 研究发展中心   课题负责人   国家重点研发计划   新能源   综合绩效评价   刘俊杰   十三五   制备技术  

摘要： 本刊讯2022年3月15~16日,科技部高技术研究发展中心组织召开了由中国造纸院牵头承担的“十三五”国家重点研发计划“电气及新能源用纸基复合材料制备技术”项目综合绩效评价会议。中国轻工集团有限公司总工程师曹春昱、中国造纸院副总经理刘俊杰、中国造纸院副总经理田超及部分项目课题负责人出席了中国造纸院分会场的会议。

关键词： WF/HDPE复合材料   机械打磨   纤维中间层   结合原理   数字散斑相关法  

摘要： 回收利用是减少环境污染和防止资源枯竭的有效途径。木塑复合材料(WPC)主要由回收的木材和热塑性塑料制成,是一种环保材料。木塑复合材料加工性能好,具有耐潮、耐腐、不易燃、无毒、可循环利用等优点。经过单板/薄木贴面的木塑复合材料具有加工性强、外观质量佳、经济性能高、理化性能好等优点。本文重点针对木塑复合材料表面极性低、光滑无孔难胶合的问题,开发操作简便、过程环保的木质单板/薄木贴面木塑复合材料制备技术,并对其结合机理进行深入分析。研究结果对促进绿色复合材料在家具、室内装饰行业的应用具有重要作用,对缓解我国木材供需矛盾、实施可持续发展战略具有重要意义。论文的主要研究内容和结果如下:(1)WF/HDPE复合材料表面形态对表面胶合性能的影响使用砂纸、尼龙、钢针和钢丝轮4种机械打磨材料处理木塑复合材料表面,采用异氰酸酯交联聚醋酸乙烯酯作为胶黏剂,制备出具有较高界面结合强度的单板装饰木纤维/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料。测试了单板贴面WF/HDPE复合材料的表面胶合强度和浸渍剥离性能,采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、表面接触角和粗糙度测试等方法,分析了打磨处理表面的形态和化学特性。结果表明:四种机械打磨材料皆除去了 WF/HDPE复合材料表层的塑料基质,并暴露出木质纤维,但WF/HDPE复合材料表面呈现出不同形貌状态,并影响了表面的湿润性。适当的表面粗糙度和足够的纤维暴露是WF/HDPE复合材料形成紧密粘接的必要条件。表面打磨处理是一种简单而有效的方法,其中尼龙轮(用碳化硅缠绕的尼龙基材)处理后的木塑复合材料贴面效果最好,表面胶合强度可以达到1.74 MPa,且耐水性能良好。(2)表面植入天然纤维对提高WF/HDPE复合材料表面胶合强度的作用机理为提高单板与WF/HDPE复合材料之间的胶合强度,先在WF/HDPE复合材料表面植入黄麻织物或纤维,再用单板进行贴面。表面胶合强度和浸渍剥离性能的测试结果表明,采用三种黄麻织物中密度最小的织物作为中间层时,对表面胶合强度提高最有利;当保留部分黄麻纤维作为中间层时,基材与单板之间的胶合强度得到更大幅度的提高,达到1.27 MPa,且具有良好耐水性。中间层的存在使WF/HDPE复合材料与单板的胶合区域被分离成两部分。一部分是黄麻和单板之间的粘合,另一部分是黄麻和WF/HDPE复合材料之间的粘接。在胶合过程中,单板和黄麻纤维借助异氰酸酯交联聚醋酸乙烯酯胶黏剂的化学反应被牢固粘接在一起;黄麻纤维的另一端被包埋在基材表面的HDPE基质里,机械互锁力发挥了重要作用。(3)采用一次热压法对WF/HDPE复合材料进行表面装饰将WF/HDPE木塑基材、涂胶黄麻织物和单板组坯后热压层积复合,利用基材表面的HDPE基质将织物与基材粘接在一起,同时织物与单板之间依靠胶黏剂结合。该操作过程更加简便,通过一次性热压可使基材与单板之间的胶合强度达到1.28 MPa。将带有无纺布背衬的黑胡桃和沙比利两种薄木直接与WF/HDPE复合材料热压贴合,利用无纺布背衬和基材表面HDPE基质的热熔性,实现二者的牢固粘接,表面胶合强度可以达到1.65 MPa;与使用传统胶黏剂进行粘接的方法相比耐水性能大大提高,可以达到Ⅰ类0级水平。(4)利用数字散斑相关法分析WF/HDPE复合材料贴面板的应变分布对WF/HDPE复合材料及其贴面装饰材进行数字散斑测试分析,研究不同应力下的应变分布。结果表明:在应力持续增加直至复合材料弯曲断裂的过程中,各种复合材料的应变规律基本相同。上表面的最大应变值主要集中分布在加荷辊中心线处,下表面的最大应变值也位于中心线附近,但分布范围较大。应变随着载荷的增加沿试件长度方向向两端扩散,这是由于WF/HDPE复合材料在挤出成型时内部的木纤维自身具有一定的定向性,在受压情况下应力沿纤维方向扩散。应变值沿厚度方向也发生变化,试件中间层应变值最小,从中间层分别向上下表面递增。WF/HDPE复合材料基材自身承受的最大载荷为11.25 kN,尼龙轮机械打磨处理后WF/HDPE复合材贴面板的最大荷载达到13.32 kN,黄麻织物及黄麻纤维作为中间介质层时WF/HDPE复合材贴面板的最大荷载分别为12kN及8 kN,黑胡桃、沙比利薄木贴面的WF/HDPE复合材料最大荷载为11.61 kN和13.12kN。除黄麻纤维作为中间层以外,其他几种贴面方式都提高了贴面板的最大承载能力。

关键词： 石墨烯   铜基复合材料   导电性能   力学性能   软化温度  

摘要： 铜由于其优异的传导性和优良耐腐蚀性,被广泛应用于电气领域中,高性能铜合金是用于电气化主体接触线、电阻焊电极、高速连接器元件、汽车线束、引线框架等的关键材料之一。随着发展的需要,对高强高导铜合金提出了更高强度、更好的抗软化性等要求。目前高强高导铜合金存在着强度和导电性成倒置关系以及高温软化两大问题。石墨烯是由sp2碳原子构成的在径向上具有高强度、超高导电性与导热性的一种新型碳材料,本文以石墨烯作为增强相,希望在有效提高复合材料力学性能的同时,实现材料高强高导和高软化温度的综合调控。本文通过粉末冶金及挤压技术制备了三种石墨烯含量（0.5 vol.%、1.0 vol.%和2.0 vol.%）、三种挤压温度（室温、300℃和600℃）和三种挤压比（10.6:1、16.0:1和27.0:1）的石墨烯铜基复合材料,制备路线为通过低能球磨对石墨烯与电解铜粉进行混粉得到复合粉末,之后对粉末真空烧结得到石墨烯铜基复合块体,最后对烧结态块体进行挤压得到石墨烯铜基复合棒材。对棒材室温力学性能、传导性、软化温度进行测试,对微观组织进行研究后得到如下主要结果:（1）烧结态材料致密度是石墨烯铜基复合材料的重要指标,烧结态致密度能直接影响挤压态棒材致密度进而影响棒材的导电性和力学性能,本文发现导电率与棒材致密度成正关系。石墨烯的添加略微提高了棒材的导电率,部分棒材超过了100%IACS。（2）挤压比10.6、石墨烯含量2.0 vol.%、室温挤压的棒材的屈服强度、抗拉强度和维氏硬度相较于纯铜提升较为显著,塑性却较低,表现出加工硬化现象。其余参数的棒材的抗拉强度相较于纯铜提升不明显。塑性较低的棒材中石墨烯含量2.0 vol.%时断裂方式为韧性断裂,石墨烯含量1.0 vol.%时断裂方式为脆性断裂。塑性较低棒材与以导电率、最大延伸率和抗拉强度为标准优选的棒材进行比较可知石墨烯含量与挤压温度的匹配能避免棒材塑性较低的情况产生。（3）石墨烯含量2.0 vol%、挤压温度为600℃,挤压比为27和16的棒材的软化温度分别为848℃和812℃,石墨烯铜基复合棒材的软化机制主要为再结晶晶粒的长大,是碳元素的重新分布和铜基体再结晶相互影响、综合作用的结果。850℃退后后碳元素重新分布,沿晶界富集形成三维网络状结构。在低温退火时出现退火硬化现象（4）退火孪晶在石墨烯铜基复合材料的导电性和增强增塑扮演了重要角色。退火孪晶界为共格Σ3孪晶界,铜基体中退火孪晶界降低了界面电阻。通过EBSD统计得到棒材Σ3晶界比例基本在40%以上,并在棒材中发现了许多低Σ（3、9、27）三叉晶界。低温退火时,退火孪晶能通过分割晶界和相互交叉来细化晶粒,从而在退火硬化中产生强化作用。（5）石墨烯铜基复合棒材中存在主要强化方式:孪晶增塑、形变强化、细晶强化和退火硬化。细晶强化分为为碳元素抑制在街机和晶界迁移、网络状“类石墨烯碳”包裹着晶粒和孪晶细化机制三部分。退火硬化机制有:1.退火后退火孪晶分割晶粒、相互交错导致硬化;2.引起碳原子在晶界偏聚,引起硬度上升;3.碳原子颗粒在晶内可能引起晶格畸变,钉扎位错。退火孪晶的形成有助于在不降低铜基体的传导性能的同时,增强铜基体的强度和塑性,两条低Σ晶界构成的三叉晶界能阻断晶界失效。

关键词： 拜耳法赤泥   氯氧镁水泥   硫氧镁水泥   微观机理   泡沫混凝土  

摘要： 为实现赤泥资源化利用和发展绿色建筑材料,本课题以拜耳法赤泥为主要填充材料,结合氯氧镁水泥（MOC）体系和硫氧镁水泥（MOS）体系,制备赤泥镁水泥复合材料。研究赤泥对镁水泥性能的影响和镁水泥对赤泥可溶性碱的固结效果,并分析两者相互作用机理。通过实验研究,制备赤泥镁水泥建筑材料。研究得到以下结论:（1）以200天养护龄期为时间尺度,研究赤泥对MOC和MOS性能的影响。结果表明掺入50%的赤泥对MOC强度影响不大,但是显著提高了早期（28天）耐水性;赤泥的掺入明显提高了整个研究期间MOS的抗压强度和耐水性能。这是由于赤泥的掺入对镁水泥的孔隙起到物理填充作用,且两者之间生成一种无定型凝胶,使基体更加致密,增强了镁水泥力学性能和耐水性。同时,镁水泥在赤泥中起着固化可溶性碱的作用,抑制了赤泥的泛霜现象。（2）制备高掺比赤泥氯氧镁水泥建筑材料。添加铬渣为辅助支撑骨料,探究赤泥掺量及Mg O/Mg Cl2摩尔比对试样性能的影响。选取对MOC改善效果好的改性剂并通过单独掺加和正交法复合掺加的方式,得到改性剂使用的最佳配比。在此基础上,添加粉煤灰进一步提升材料性能。同时考虑环境影响和生产成本,确定最佳原料配比为铬渣和赤泥质量比1:1,含镁率20%,Mg O/Mg Cl2摩尔比为5,复配改性剂选用Ⅰ1%、Ⅱ1%、Ⅲ0.5%,粉煤灰掺量20%。制得抗折强度7.37MPa,抗压强度35.7MPa,软化系数0.91的赤泥MOC建筑材料,综合性能良好。（3）制备赤泥硫氧镁水泥泡沫混凝土。测试不同种类发泡剂的发泡性能,结果表明编号为c的发泡剂制得的泡沫稳定性和与浆体相容性最好。含水率、泡沫掺量和含镁率对泡沫混凝土孔隙结构和性能有明显影响。选用铁尾矿作为增强骨料,分析确定最佳原料配比为赤泥与铁尾矿质量比1:1,含镁率为33%,含水率为44%,泡沫体积（L）/干粉质量（kg）为1.67。制备了干密度0.8g/cm3、抗压强度2.4MPa的泡沫混凝土。所生产泡沫混凝土轻质高强,有良好的应用前景。

关键词： 省级重点实验室   校内外专家   材料制备技术   光电转换   化学提纯   博士学位   物理检测   晶体生长  

摘要： 辽宁省特种光电转换单晶体材料制备技术重点实验室是依托沈阳工程学院,由辽宁省人民政府于2015年批准建设并于2018年通过验收的省级重点实验室。实验室现有化学提纯、合成、晶体生长等成套的试验研究设施和偏光显微镜等大型物理检测设备。现有校内外专家17人,其中12人具有博士学位。

关键词： 金属有机骨架   纳米片   制备   剥离  

摘要： 金属有机骨架(MOFs)材料是一种由金属离子或团簇通过配位键与有机配体自组装形成的有机-无机杂化多孔材料。二维MOFs材料具有比表面积大、孔隙率高、孔结构可调、电子传递能力强以及活性位点直接暴露在二维平面上等独特优点,这使得它们在气体吸附、催化、储能及传感等多个领域均有很好的应用前景。随着二维材料的迅速发展,越来越多的新型二维MOFs材料被合成制备出来。结合近几年国内外研究现状,综述了界面生长法、表面活性剂辅助法和剥离法等3种二维MOFs材料的制备方法,分析了各种方法的优点和不足之处,并对其未来的发展进行了展望。今后,开发一种成本低、产率高、易于工业化生产且环境友好的二维MOFs材料制备技术将是该研究领域的重点发展方向。

关键词： 中国科学院院士   陈永华   黄维   光伏材料   材料制备技术   南京工业大学   原创技术   钙钛矿  

摘要： 2021年3月26日,中国科学院院士黄维、南京工业大学先进材料研究院陈永华教授团队提出的以一种多功能的离子液体作为溶剂制备钙钛矿光伏材料的原创技术在线发表在顶级期刊《科学》上。该技术于不仅让黑相甲脒铅碘钙钛矿在室温、高湿度环境下保持稳定,还替代了传统有毒的有机溶剂,解决了钙钛矿光伏材料制备过程中的世界性难题,实现了光伏领域的重大突破。