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期刊信息/Journal information
材料科学与工程学报
材料科学与工程学报

叶志镇

双月刊

1673-2812

jmse@ema.zju.edu.cn

0571-87951403

310027

浙江杭州浙大路38号浙江大学材料系

材料科学与工程学报/Journal Journal of Materials Science and EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1983年，是由国家教育部主管，浙江大学主办的材料领域学术性科技期刊。本刊介绍材料科学基础理论、实验检测技术、材料制备与加工等研究论文，综述具有重大意义的新材料研究与发展，为中文核心期刊。本刊为自办发行。
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    儿茶酚化/季铵化双重改性高分子量壳聚糖基复合银纳米粒子

    鲍晓炯金晓强胡巧玲
    1-8页
    查看更多>>摘要：银纳米粒子比表面积大,抗菌效力强,被广泛应用于生物医学领域,但浓度过高时存在毒性.通过双重化学改性,水相中实现高分子量壳聚糖的溶解分散,并利用邻苯二酚结构的还原稳定作用制得一种儿茶酚化/季铵化双重改性壳聚糖基复合银纳米粒子(CQCS-AgNPs),有望发挥季铵化壳聚糖和银的协同抗菌效应.核磁共振氢谱法(1H NMR)和X射线衍射(XRD)表征证实CQCS的成功合成,季铵化度为10％,CQCS1的儿茶酚化度为15％,水中溶解度达21.5 mg/mL.透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、分光光度仪(UV)证实CQCS-AgNPs的成功制备,并具有良好的分散性和稳定性,粒径范围为3～25 nm.溶液共培养抗菌试验、抑菌圈试验和CCK-8体外细胞毒性试验证明银浓度仅为0.0197μg/mL时的CQCS-AgNPs对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌具有优异的抗菌性能,同时对NIH3T3细胞的毒性较小.CQCS-AgNPs有效减少99.8％的银使用量,从而降低银的毒性,可用作广谱高效低毒抗菌剂.

    儿茶酚化季铵化高分子量壳聚糖纳米银

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    碳化硅单晶加工对晶片表面质量的影响

    张序清刘晓双张玺朱如忠...
    9-13页
    查看更多>>摘要：碳化硅(4H-SiC)晶片加工是制备高品质衬底晶圆的关键工艺,衬底晶圆的表面质量直接影响外延薄膜以及后续器件的性能.本研究通过对4H-SiC晶片经线切割、磨削、研磨、抛光等不同加工工序后对应的表面形貌、粗糙度、机械性质和晶体质量的分析,发现晶片加工通过逐步去除线切割引入的表面损伤层,提高了晶片表面质量.4H-SiC晶片C面和Si面机械性质存在各向异性,C面材料韧性相对较差,加工过程中发生脆性断裂的程度更大,导致C面材料去除速率较快,表面形貌和粗糙度相对较差.

    碳化硅晶片加工表面质量各向异性

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    亲水高分子涂层制备过程中水对涂层润滑性能的影响

    李仁云任科峰计剑
    14-20页
    查看更多>>摘要：利用一种通用的两步浸涂+光固化工艺在聚氨酯片材表面制备聚乙烯吡咯烷酮亲水润滑涂层,制备过程中环境湿度(水汽)及涂层溶液含水量对制得涂层的润滑性能会产生一定影响.相较于较低湿度(30％RH)的制备条件,高湿度下(70％RH)制得的涂层其摩擦系数显著下降,平均可从0.183降至0.035.同等湿度下,改变顶层涂层溶液中水的占比,涂层的润滑性能同样呈现出较大差异.在30％RH时,随着顶涂溶液含水量的增加,制得涂层的摩擦系数平均由含水量0 wt％时的0.183逐渐降至20 wt％时的0.043.当溶剂中水的占比超过一定量时,涂层的润滑性能将向相反方向变化.不同条件下制得涂层的外观形貌以及顶涂溶剂蒸发过程揭示了涂层制备时水对涂层润滑性能的可能影响.

    亲水高分子涂层光固化浸涂摩擦系数环境湿度溶剂蒸发

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    氧含量及晶粒尺寸对Ti-Zr二元合金拉伸屈服行为的影响

    梁林弘王宜平王小祥
    21-26,83页
    查看更多>>摘要：对不同氧含量的温轧态Ti-Zr二元合金进行不同温度的退火及二次时效处理,发现氧含量与晶粒尺寸影响Ti-Zr合金表现出的拉伸屈服行为.通过拉伸试验、金相分析、透射电镜观察及应变时效和EDS元素分布研究了不同锆、氧含量钛合金的屈服延伸与微观组织的联系.研究结果表明:Ti-12Zr-0.25O合金在晶粒尺度处于1～15μm区间时,表现出典型的屈服延伸现象,随着晶粒尺寸增大,屈服延伸逐渐减弱;氧含量从0.1 wt％增加至0.3 wt％,Ti-12Zr合金表现出最大的上下屈服点应力差值及最大屈服点延伸率,分别为47 MPa,5.2％;仅当锆、氧原子共同存在时,屈服延伸得到明显增强,以Ti-12Zr-0.25O尤甚.

    Ti-Zr二元合金氧含量晶粒尺寸屈服行为锆氧"协同增强"

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    微波照射下附着砂浆对再生混凝土粗骨料强度的影响

    邵珠山王维涛赵冬袁媛...
    27-34页
    查看更多>>摘要：微波照射回收废弃混凝土中的粗骨料是一种高效、节能、环保的混凝土再资源化技术.粗骨料表面附着砂浆耗散的微波能量对于回收粗骨料的质量有显著影响.本实验选取了两种常见的粗骨料,花岗岩和玄武岩,制成表面包裹均匀厚度砂浆的试样进行微波加热试验,研究了不同的砂浆厚度和含水率下试样表面的温度变化,并对微波照射后砂浆失水特性、裂纹扩展及破坏特征进行了分析.微波加热结束后剔除粗骨料表面剩余的附着砂浆,选取形状完整未发生熔融的粗骨料进行单轴抗压强度测试,研究包裹砂浆对微波照射粗骨料强度折减的影响.结果表明:微波照射后花岗岩和玄武岩骨料的强度随粘结砂浆含水量的增加而增加;微波照射后花岗岩骨料强度随黏附砂浆厚度增加而增加,玄武岩骨料强度随黏附砂浆厚度增加呈下降趋势.与厚度相比,砂浆的含水率对微波加热后粗骨料的强度影响更大.

    混凝土微波加热砂浆厚度含水率强度弱化

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    植物茎秆纤维结构及其沥青胶浆流变特性

    李祖仲熊乔扬刘卫东曾金海...
    35-41,51页
    查看更多>>摘要：本研究将棉秸秆、玉米秸秆、废竹、蔗渣制备出植物纤维.采用相关分析和试验评价各植物纤维沥青胶浆的物化特性.结果表明:在微米级结构层面上,棉秸秆纤维、玉米秸秆纤维和蔗渣纤维呈现出空腔管状结构,竹纤维、木质素纤维为实心结构;各纤维的化学成分存在差异,且影响其热解速率.掺入纤维后,沥青胶浆高温稳定性改善明显,在初始试验温度下各纤维沥青胶浆车辙因子提升了23.8％～75.7％,弹性恢复率提高了9.4％～18.5％.掺加纤维后,沥青胶浆低温抗裂性能略有下降,但植物纤维类型对其影响并不显著.

    植物纤维沥青胶浆茎秆固废利用微观结构流变特性

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    氯氧镁水泥涂层钢筋混凝土长期耐久性及退化规律分析

    曹辉李元可冯琼薛翠真...
    42-51页
    查看更多>>摘要：针对氯氧镁涂层钢筋混凝土(coated reinforced magnesium oxychloride cement concrete,CRMOCC)长期耐久性尚无研究的问题,结合西部盐湖、盐渍土环境,对CRMOCC进行溶液浸泡试验研究其长期耐久性退化规律.采用电化学试验、超声波试验、质量检测试验和微观试验对不同浸泡的试件进行耐久性研究;以相对锈蚀评价参数(ω1)、相对动弹性模量评价参数(ω2)和相对质量评价参数(ω3)评价CRMOCC长期耐久性.结果表明:经过2160 d的溶液浸泡试验后,以ω1为耐久性评价指标,裸钢已达到锈蚀状态,涂层钢筋仍处于未锈蚀状态,以ω2、ω3为耐久性评价指标,涂层钢筋和裸钢试件均处于出现损伤未达破坏状态,涂层钢筋试件耐久性退化低于裸钢试件,表明涂层对钢筋具有良好的保护效果;以ω1、ω2、ω3作为退化参数,CRMOCC可靠度曲线分别在25000、20000和15650 d时为零.

    氯氧镁水泥涂层钢筋电化学耐久性评价参数退化规律

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    超声处理制备的生物可降解Zn-1Mg-0.5Ca合金的微观组织与腐蚀行为

    张蛟魏敏李庆林
    52-60,98页
    查看更多>>摘要：锌合金不仅具有良好的生物相容性,而且还有较好的降解行为,成为近些年来国内外研究者关注的热点.但是,不管在力学性能上,还是在腐蚀性能上,铸态锌合金皆不具备人体植入金属材料的条件.所以,为了提升与优化锌合金的力学性能,同时符合植入人体后的腐蚀速率需求,本实验研究了不同超声功率(300 W,600 W,900 W)处理对的Zn-1Mg-0.5Ca合金微观组织及腐蚀性能的影响.研究结果表明:随着超声功率的增加,Zn-1Mg-0.5Ca的初生α-Zn树枝晶,片层的共晶Mg2Zn11相以及块状的CaZn13相被有效细化,初生α-Zn相由粗大的树枝晶转变为细小的等轴枝晶.粗大的多边形状CaZn13相被细化为细小的粒状,平均尺寸从34μm减小到5μm,片层的共晶Mg2Zn11相转变成细小的棒状和粒状.电化学测试表明:未经超声处理的Zn-1Mg-0.5Ca合金的腐蚀速率最低,为0.190 mm·a-1.随着超声功率的增加,合金的腐蚀速率逐渐增加,当超声功率达到900 W时,合金的腐蚀速率达到了0.490 mm·a-1.将样品浸泡15 d后的实验发现,未经超声处理的Zn-1Mg-0.5Ca合金的腐蚀速率低于超声处理合金的腐蚀速率,且随着超声功率的增加,合金腐蚀速率从0.144 mm·a-1增加到0.263 mm·a-1.

    Zn-1Mg-0.5Ca超声处理微观组织降解速率

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    基于松弛特征的沥青结合料低温性能评价指标

    杨一郑文华陈玉于洋...
    61-68,122页
    查看更多>>摘要：本研究基于动态热机械分析仪(DMA)进行低温小梁弯曲松弛试验,采用松弛速率和松弛时间评价了4种沥青结合料的松弛特性;采用弯曲梁流变仪(BBR)、单边缺口梁弯曲试验(SENB)测试评价了沥青结合料的低温性能;基于Person相关系数和Spearman秩相关系数分析了沥青结合料松弛特性与低温抗裂性能的相关性.研究结果表明,温度越低,沥青结合料的松弛性能越差.同时,4种沥青结合料的松弛速率与其低温性能指标相关性显著,松弛时间与低温性能指标相关性较差;沥青结合料断裂时最大位移与松弛性能指标相关性显著,对应温度下λ与松弛性能指标的相关性较好.采用松弛特性指标可以进一步表征沥青结合料的低温性能.

    沥青结合料松弛特性低温性能相关性分析

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    同质材料多凸体摩擦磨损行为的分子动力学模拟

    郜家伟姚廷强谢家琛李廷涛...
    69-75页
    查看更多>>摘要：从纳米级微凸体间剪切运动的角度研究干摩擦机理.考虑同质弹性材料接触过程中存在黏附力、原子转移和凸体间相互作用对纳观黏附摩擦接触过程的影响,采用分子动力学方法研究纳米尺度下同质单晶铜材料的弹性刮头与弹性多凸体基体接触过程的表面摩擦响应,分析了弹性刮头与多凸体多点连续接触的摩擦规律以及刮头接触变形与基体变形的相互作用.研究结果表明:晶格方向差异会导致凸体间不同程度的磨损,摩擦系数随着晶格角度的增大而减小;在控温条件下,摩擦系数随着晶格角度的增加而降低;速度的增加具有一定的减摩作用.由于多凸体模型考虑到凸体间相互作用对材料变形和失效的影响,发现在不同工况下材料表现出不同的抵抗刮擦和变形的能力,弹性刮头以及凸体间相互作用对纳观黏附摩擦特性产生重要影响.

    三维多凸体接触模型单晶铜摩擦黏附分子动力学模拟

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