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材料导报
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张明

半月刊

1005-023X

mat-rev@163.com

023-63505701 67398525

401121

重庆市北部新区洪湖西路18号

材料导报/Journal Materials ReviewCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是综述性材料科技刊物，中国科技论文源统计期刊。反映材料科技发展动态和国家宏观政策，跟踪材料世界发展前沿和方向，评述材料研究进展，及新材料产业化进程；探讨传统材料产业改造中的问题；跟踪WTO对中国材料产业的影响；展示国家相关材料计划实施及研究开发新成果，促进高新技术材料的发展及产业化，为我国材料科技起引导作用。在跟踪新材料重点发展的基础上，为了对一些热门课题作更加深入地报道，自2003起本刊编辑出版了《纳米与新材料专辑》系列特刊，每年5月和11月定期出版，序号连续（本数据库每年以增刊1和2的形式发布）。欢迎订户直接向《材料导报》编辑部订购。
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    水胶比和橡胶掺量对砂浆力学性能及能量演化规律的影响

    马豪达白银陈波葛龙甄...
    194-200页
    查看更多>>摘要：水泥砂浆在压力作用下易发生脆性开裂，利用橡胶颗粒改善其变形能力是常见措施。高掺量橡胶砂浆具有优异的吸能效果，能够有效改善砂浆的变形适应性。本工作通过分析砂浆受压过程中的应力-应变曲线，考察了水胶比和橡胶掺量对砂浆强度、变形能力的影响，并分析了能量演化规律。结果表明随着水胶比从0。3增大至0。5，强度降低35％，橡胶掺量从0％增加至75％，强度降低84％;随着水胶比增大、橡胶掺量增加，弹性模量明显降低，受压至破坏总能量降低，转变为弹性应变能和耗散能，趋势与未掺橡胶颗粒的砂浆一致，与轴心抗压强度具有显著相关性;极限压应变受强度和橡胶掺量双重影响，橡胶掺量从0％增加至75％，极限压应变呈先降低后增加的趋势;橡胶颗粒可延缓能量耗散，水胶比增大加快能量耗散使试件失效。水胶比和橡胶掺量对强度有显著影响;高掺量橡胶颗粒对变形能力有明显改善，延缓能量耗散，有效阻碍了裂缝的发展。

    橡胶砂浆力学性能能量演化水胶比高橡胶掺量

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    混凝土梁疲劳致力磁效应及数值模拟方法

    金伟良刘振东张军
    201-209页
    查看更多>>摘要：根据铁磁材料的力磁效应机制，分析了四种典型力磁模型的特点。通过对比受弯混凝土梁在静力加载阶段的力磁效应数值模拟结果，发现使用表征宏观磁学属性的应力-矫顽力关系具有较好的适用性。基于高应力阶段磁效应衰减机理，建立了混凝土梁疲劳阶段的力磁模型，并进行了受弯混凝土梁疲劳致力磁效应的数值模拟，探究特征磁信号与疲劳寿命之间的关系。研究结果表明:修正后的力磁模型在静力加载阶段呈三阶段变化规律，与试验结果一致，且模拟误差在8％左右;疲劳阶段模拟力磁的时变曲线与试验结果变化规律相一致，误差在15％以内;建立了混凝土梁疲劳寿命与特征磁信号的映射关系式，计算结果与试验结果基本吻合，可以作为受弯混凝土梁疲劳寿命的预测模型。

    混凝土梁疲劳损伤磁效应力磁模型疲劳寿命

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    地聚物再生混凝土抗压强度的离散性分析

    周宏元母崇元王小娟李润琳...
    210-217页
    查看更多>>摘要：为研究地聚物再生混凝土(Geopolymeric recycled aggregate concrete，GRAC)试件尺寸及再生粗骨料(Recycled coarse aggregate，RCA)替代率对其抗压强度离散性的影响，制备了五种RCA替代率(0％、30％、50％、70％和100％)、四种宽度(70 mm、100 mm、150 mm和200 mm)长宽比均为3的试件。基于经典尺寸效应律，提出了考虑RCA替代率的GRAC平均抗压强度尺寸效应预测公式，试验数据表明GRAC抗压强度的离散性随试件尺寸增大而减小，随RCA替代率的增加而先增大后减小。此外，基于Weibull分布模型，提出了任意保证率下具有不同RCA替代率的GRAC抗压强度尺寸效应预测公式。

    地聚物再生混凝土抗压强度离散性再生粗骨料替代率尺寸效应Weibull分布

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    新型液态金属电池材料体系及其相关技术的研究与进展

    井文昌张志鸿刘香琛吴云翼...
    218-234页
    查看更多>>摘要：作为一种新型储能技术，液态金属电池以独特的结构赋予了自身低成本、高倍率、长寿命、易于制造和放大等特性，被认为是固定式储能极有前途的解决方案之一。自2006年Sadoway教授提出液态金属电池概念以来，不同的电池材料体系得到广泛的研究。本文在详细介绍液态金属电池工作原理和电池材料选择标准后，按照工作温度分级介绍了高温液态金属电池(＞300 ℃)、中温液态金属电池(100～300℃)以及室温液态金属电池(＜40℃)的材料体系。并在此基础上按不同温区系统综述了液态金属电池近年来研究进展，而后讨论了液态电池封装技术的抗腐蚀问题，最后指出了未来液态金属电池可能的发展趋势。

    液态金属电池电化学储能电极材料熔盐电解质腐蚀与封装

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    功率超声对无掩膜定域性电沉积三维镍质微结构成型过程的影响

    吴蒙华姜炳春肖雨晴贾卫平...
    235-240页
    查看更多>>摘要：提高高深宽比三维金属微结构成型精度一直是微电子信息制造、MEMS等领域的研究重点。以制备直径为60 μm、长径比为8∶1的微镍柱为例，在无掩膜定域性电沉积(MLED)微镍柱过程中，施加一定强度、与电场作用方向相同的功率超声波，探讨超声波对无掩膜定域性电沉积三维镍质微结构成型过程的影响。主要开展了无功率超声作用及有功率超声作用下MLED制备微镍柱过程中平均体积沉积速率、表面形貌及晶粒尺寸的对比研究。结果表明:相较于无功率超声作用，有功率超声作用下MLED的平均体积沉积速率可提高28％～39％，最高平均体积沉积速率可达15 340。46 μm3/s;功率超声作用可进一步细化沉积体的晶粒尺寸，平均晶粒尺寸可达46。37 nm;同时，功率超声作用可在一定程度上改善MLED微镍柱的微观表面形貌。

    功率超声无掩膜定域性电沉积(MLED)三维镍质微结构成型过程

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    金属-有机骨架材料在气体吸附纯化领域的应用研究进展

    崔守成徐洪波彭楠
    241-249页
    查看更多>>摘要：高纯度气体在诸多应用场景下都是一种必需品，其生产离不开气体纯化过程。吸附提纯是一种重要的气体纯化方式，其基于吸附剂的选择性吸附以实现气体分离，除去杂质气体。金属-有机骨架(MOFs)材料作为一种新型吸附剂，在气体吸附提纯领域具有极大的应用潜力，近年来备受相关领域研究者关注。本文对MOFs材料进行了简单介绍，阐述了其应用于气体吸附纯化领域的优点，介绍了该方面常用的研究方法，列举了一些MOFs应用于多种气体(如H2、碳氢化合物和稀有气体等)吸附提纯方面的研究，并对MOFs在该方面的应用进行了展望。

    金属-有机骨架吸附气体纯化分离

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    活性剂对A-TIG接头熔深、电弧形貌及组织性能的影响

    刘元昊任昌敬向彦君岳仕麒...
    250-254页
    查看更多>>摘要：选用10 mm厚1Cr21Ni5Ti不锈钢为研究对象，通过优化活性剂配比及工艺参数获得具有最大熔深的焊缝，并研究了活性剂对活性剂钨极惰性气体保护焊(A-TIG)电弧形貌及接头组织性能的影响。与传统钨极惰性气体保护焊(TIG)所得接头相比，A-TIG所得接头熔深增大了 122％，电弧发生明显的收缩，焊缝组织细化，奥氏体含量增多，热影响区明显变窄。采用A-TIG所得接头抗拉强度高达702 MPa，比TIG焊接头强度提高了53。9％，相当于母材的96。8％，其接头断裂在焊缝中心处，主要是氧化物活性剂的加入而形成夹渣所致，断裂模式表现为韧性断裂。

    A-TIG活性剂熔深强度断裂

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    贝氏体钢轨磨损与接触疲劳行为的研究进展

    齐顺顺王文健汪渊丁昊昊...
    255-265页
    查看更多>>摘要：钢轨的磨损和滚动接触疲劳是轮轨接触过程中的主要损伤形式，对铁路轨道安全与维护有着至关重要的影响。随着列车轴重的增加，贝氏体钢轨疲劳损伤问题日益凸显，严重危及行车安全。本工作综述了国内外贝氏体钢轨磨损与疲劳损伤在近年来的研究进展，重点阐述了贝氏体钢轨的磨损和滚动接触疲劳性能及两者之间的竞争关系，并与珠光体钢轨的试验结果进行了对比;总结了不同因素(显微组织、服役条件、环境介质)对贝氏体钢轨磨损及滚动接触疲劳性能的影响;提出了未来重点研究方向建议:基于化学成分调控与热处理工艺参数优化的稳定残余奥氏体组织制备，贝氏体钢轨在不同服役条件下的适用性研究，贝氏体钢轨在腐蚀、高低温等复杂恶劣环境下的使用性能研究。

    贝氏体钢轨磨损滚动接触疲劳影响因素

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    固体润滑齿轮接触疲劳寿命及影响因素研究现状

    何涛马国政李海庆石佳东...
    266-280页
    查看更多>>摘要：齿轮作为传动领域的重要零部件，其使用寿命受到了广泛关注。在齿轮运行过程中，接触齿面受到相互滚动作用和相互滑动作用，容易造成齿面接触疲劳失效。固体润滑齿轮是指齿面上镀覆了一层固体润滑涂层的齿轮，涂层可有效减轻齿轮啮合面的摩擦磨损并提高其承载能力，最终实现延长齿轮接触疲劳寿命的目的。本文主要总结了固体润滑齿轮接触疲劳寿命的国内外研究现状。首先对固体润滑齿轮接触疲劳试验研究进行了综述，包括各种类型齿轮试验机的研制、各种固体润滑齿轮典型的接触疲劳失效形式以及提出的相关寿命计算模型和试验方法等内容。然后，从齿轮啮合面之间接触力学和摩擦学的角度，考虑固体润滑涂层的特性，概述了各类基于数值计算和有限元分析建立的寿命计算模型。接着，探究分析了表面物理性能、服役工况和固体润滑材料三个主要因素对固体润滑齿轮接触疲劳行为的影响。最后，本文对固体润滑齿轮接触疲劳寿命未来的研究方向进行了总结和展望。

    传动齿轮接触疲劳试验寿命预测模型固体润滑涂层

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    超高真空环境下TC4钛合金和ZrO2陶瓷的出气性能研究

    焦纪强蒙峻谢文君刘建龙...
    281-285页
    查看更多>>摘要：内衬超薄壁真空腔体是离子加速器真空系统的核心元件，为了获得超高真空环境，对内衬材料的出气性能有较高要求。基于新型双通道出气率实验装置，完成了 TC4钛合金和ZrO2陶瓷在常温抽气、不同烘烤温度及烘烤结束后不同温度下的出气率实验;通过数值拟合方法获得了材料在不同加热温度下的出气率表达式;搭建了钛合金内衬超薄壁真空腔体压力实验装置，通过实验和仿真对比分析了不同工况下的压力分布。结果表明，烘烤温度越高，最终出气率越低，250 ℃烘烤时出气率较150℃时降低了约21％。经过高温烘烤后，当材料温度从50℃升高至210℃时，两种材料的出气率呈指数增加趋势，但钛合金的出气率低于陶瓷的出气率。常温抽气和烘烤过程中真空腔体压力梯度较小，对其进行升温时中间位置压力变化幅度较大，当温度为100 ℃，中间位置压力从初始值1。41x10-9 Pa升高至4。51x10-9 Pa;压力仿真结果和实验结果一致，平均相对偏差为6。86％。以上结果填补了钛合金和陶瓷出气率数据库，能够预测及评估真空腔体不同工况下的极限压力，为超高、极高真空获取提供数据支撑。

    离子加速器超高真空TC4钛合金ZrO2陶瓷出气率压力分布

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