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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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    碳素钢表面有机硅复合涂层的制备及其防腐性能

    卜锦超沈佩浒唐中华徐凯...
    246-253页
    查看更多>>摘要：以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三氯硅烷(MTS)为前驱体,铁铬合金和石墨粉为颜填料,通过湿化学法在碳素钢表面制备轻薄的有机硅复合涂层.结果表明,以Si—O—Si键交联的有机硅体系由MTS和TEOS水解聚合而来,无机相作均匀填充.复合涂层平整致密,铅笔硬度为7 H,附着力为1级,水接触角为73°.在3.5 wt%NaCl溶液中浸泡60 d后,腐蚀电流密度增大,硬度和附着力下降,但仍高于同期制作的纯涂层,这是由于填料的填充作用增强了涂层的阻隔效应、硬度和附着力.

    轻薄涂层有机硅复合体系腐蚀防护腐蚀行为

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    碱激发对粉煤灰混凝土强度及微观结构的影响

    宋育鑫邹春霞薛慧君郭晓松...
    254-261页
    查看更多>>摘要：为探究常温条件碱激发对粉煤灰混凝土强度及其微观结构的影响,本研究利用1.2模数钠水玻璃激发不同掺量粉煤灰配制混凝土试件,通过抗压强度试验、核磁共振试验和红外光谱试验,结合分形理论研究其宏观力学性能与微观孔隙结构与物质组成的变化规律.研究发现:适量钠水玻璃有助于N-A-S-H凝胶生成,使微观结构更加致密、提高混凝土早期抗压强度.碱当量4%、粉煤灰替代率40%的微观孔隙结构最优,28 d龄期抗压强度达46.45 MPa.基于分形理论建立核磁共振和红外光谱与其分形维数的关系,将碱激发粉煤灰混凝土微观特征量化.进一步,通过灰关联熵分析发现红外光谱分形维数DS和0～0.02 μm区间的孔隙是影响抗压强度的主要因素.此外,建立了GM(1,3)混凝土抗压强度预测模型,来反映碱激发粉煤灰混凝土的微观孔结构和化学生成物对其抗压强度的影响,为提高粉煤灰在混凝土中的利用率提供理论支撑.

    碱激发粉煤灰核磁共振红外光谱分形维数灰关联熵

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    粉煤灰改性磷酸镁水泥性能及机理分析

    朱金才李超众闫长旺孟晓凯...
    262-268页
    查看更多>>摘要：以粉煤灰、MgO和KH2PO4 为原料制备磷酸镁水泥(MPC).测定 MPC在不同粉煤灰掺量下的抗压强度、抗折强度、凝结时间、孔隙率,并分析其微观结构.研究结果表明:MPC抗压强度随粉煤灰掺量的增加先升高后降低,掺量为20%时强度最大为34 MPa,抗折强度随粉煤灰掺量的增加而降低,韧性随粉煤灰掺量的增加而降低;粉煤灰改善了MPC孔结构,粉煤灰掺量为40%时MPC孔隙率降低了67.2%;粉煤灰延长了 MPC凝结时间,粉煤灰掺量为40%时 MPC凝结时间延长至13.7 min;随着粉煤灰掺量的增加水化产物MgKPO4·6H2O(MKP)生成量先增多后减少,粉煤灰掺量20%时MKP生成量最大.粉煤灰对MPC强度的影响主要取决于MKP生成量.

    磷酸镁水泥粉煤灰抗压强度微观结构MKP生成量

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    不同类型生物炭对CO2吸附性能及其机理

    游新秀曹苓玉徐浩亮戴欢涛...
    269-275,283页
    查看更多>>摘要：本研究以5种生物质为原料制备了生物炭,并对其进行理化表征,考察了生物炭对CO2 的吸附性能及机理.结果表明,椰壳(YK)、松木(SM)生物炭的比表面积是玉米芯(YM)、芦苇秆(LW)、椰衣(YY)生物炭的1.99～2.90倍.YK、SM对CO2 的吸附量(108.78～118.89 mg/g)高于YM、LW、YY(95.33～105.55 mg/g).此外,YK中较高的S含量(2.17%)与碱度对CO2 吸附也起着促进作用.研究发现,生物炭的比表面积、孔径、碱度、官能团均是影响CO2 吸附的重要因素,当孔隙差异明显时,孔隙结构对CO2 吸附的影响会掩盖碱度带来的差异.Avrami模型和Langmuir模型可以较好地拟合生物炭对CO2 的吸附过程,表明CO2 在生物炭上的吸附以单层吸附为主.生物炭吸附CO2是以物理吸附为主伴有化学吸附作用的过程,且受温度影响较大,当温度从0℃升高到65℃时,生物炭对CO2 的吸附量降低了73.42%～77.14%.经过5次CO2 吸脱附循环后,生物炭仍具有较高的可重复使用性(85.26%～98.41%),这表明生物炭具有良好的CO2 捕集潜力.

    CO2捕集生物炭吸附温室气体吸脱附循环

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    沥青再生剂扩散系数模型及其影响因素

    李丹妮丁勇杰
    276-283页
    查看更多>>摘要：为满足道路养护对高效沥青再生剂的需求,研究基于对自由体积理论的分析建立再生剂扩散系数预测模型,结合基团贡献法、参数拟合法计算模型参数,通过模拟方法验证模型有效性.模拟及预测扩散系数对比表明,扩散系数模型能够有效预测再生剂在老化沥青中的扩散系数.同时,研究基于模型对扩散行为的影响因素进行分析,探究了分子间相互作用、温度与再生剂扩散行为之间的关系.结果显示:芳香分再生剂与沥青分子间的相互作用比饱和分再生剂高,扩散速度较快;随温度的升高,饱和分再生剂的分子加速扩散,温度达到400 K后,饱和分再生剂的扩散系数大于芳香分再生剂.以上结果说明,在选用再生剂时,需同时关注温度及内部分子的化学结构对再生效率的影响.

    再生剂自由体积扩散老化沥青分子动力学

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    反铁磁材料CrPS4的稳定性及成键分析

    刘立娥方志刚宋静丽原琳...
    284-289,298页
    查看更多>>摘要：根据拓扑学原理,基于密度泛函理论,从能量、能隙差、键级、键级贡献率和键长五个方面对反铁磁材料CrPS4 的稳定性与成键情况进行分析.研究表明,团簇的16种稳定构型含二、四重态各8种,其中平面形2种、三角双锥带帽型11种、四角双锥型1种、四棱锥带帽2种.在所有构型中,无论是热力学稳定性还是化学稳定性,构型1(4)均居于首位,稳定性较好.化学键的键级贡献率因构型不同而异.综合分析发现,化学键强度大小依次为:Cr—S>S—P>S—S,S—S键最不稳定,甚至在有些构型中不易形成,即使形成,也极易断裂,而Cr—P键就很稳定,但与其他三种化学键的强度关系不易确定.

    反铁磁稳定性成键密度泛函键级键长

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    镍粉/碳纤维复合导电沥青胶浆的电热性能

    汤智杰王路生杨景玉
    290-298页
    查看更多>>摘要：基于电阻率、升温速率、车辙因子和劲度模量等指标优选出镍粉/碳纤维复合导电沥青胶浆Ni-CF-2,研究了其电性能和热性能,并根据其内导电材料微观分布研究其导电机理.结果表明,Ni-CF-2在交流电下的电流值显著大于直流电,但非线性伏安特性离散性较大,且同时存在温敏效应和压敏效应;10 mm厚Ni-CF-2的导热系数比基质沥青高18.8%,通电时热量呈现层状的均匀分布,20 min内升温幅度达50℃以上,并具有良好切缝愈合能力;Ni-CF-2试样由导电颗粒的接触或电子跃迁形成导电通路.

    镍粉碳纤维导电沥青胶浆伏安特性导热系数

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    稻壳灰对地聚合物混凝土收缩开裂性能的影响

    王炳监齐道正周凯陈登...
    299-304页
    查看更多>>摘要：地聚合物混凝土制品的体积收缩严重,影响其在建筑工程中的推广应用.为提高体积安定性,在粉煤灰-矿渣地聚合物混凝土中掺入吸水性较强的稻壳灰颗粒,研究稻壳灰对混凝土强度发展和收缩行为的影响.采用BET氮吸附法和扫描电子显微镜(SEM)表征硬化体的微观结构.结果表明,稻壳灰在地聚合物中的反应活性较高,可有效加速碱激发反应进程,提高地聚合物混凝土的抗压强度,同时可有效改善自收缩和干燥收缩.掺入30%稻壳灰的混凝土的自收缩和干燥收缩分别为56.2 μm/m和447.9 μm/m,相较于未掺稻壳灰的试样,自收缩和干燥收缩减缩率分别为62.4%和48.0%.干燥的稻壳灰颗粒可吸附液体碱激发剂中的水分,有助于保持基体内的相对湿度.此外,掺入稻壳灰还有助于硬化体结构的致密化,降低毛细孔所占比重,抑制裂纹扩展.

    稻壳灰地聚合物混凝土收缩开裂

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    基于损伤理论的沥青混合料抗疲劳性能试验

    王凯
    305-310页
    查看更多>>摘要：为系统研究沥青混合料在疲劳破坏过程中的路用性能衰减过程,在不同温度、应变、频率下开展了四点弯曲疲劳试验,基于损伤理论从劲度模量变化情况和耗散能变化情况两方面评价了沥青混合料抗疲劳性能,并通过损伤面积法、灰关联分析法讨论了试验因素对沥青混合料抗疲劳性能的影响程度.研究结果表明:沥青混合料的抗疲劳性能可以采用基于耗散能的损伤因子随加载次数的变化的双对数曲线进行描述,疲劳寿命应由初始损伤和损伤累积速率共同决定;从劲度模量方面分析,沥青混合料疲劳寿命随温度的升高而增大、随应变的增大而减小、随频率的增大而减小;劲度模量和耗散能两方面的分析结果均表明温度对疲劳寿命的影响程度大于应变,劲度模量分析显示频率对疲劳寿命影响最次,耗散能分析结果显示频率与疲劳寿命的相关性不显著.

    四点弯曲疲劳损伤理论耗散能灰关联分析损伤面积法

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    Li7La3Zr2O12固态电解质负极界面研究进展

    吴非刘涛
    311-319页
    查看更多>>摘要：石榴石型固态电解质锂镧锆氧(Li7La3Zr2O12,LLZO)具有高达5 V的宽电化学窗口,在固态电解质体系中,与金属锂负极具有良好的匹配性,使其有望成为下一代高能量电池.但LLZO与电极界面的稳定性问题极大地限制了其实际应用.本文从金属锂负极特性、LLZO电解质特性、LLZO/Li界面接触三个方面对LLZO/Li界面的稳定性问题展开分析,阐述界面稳定性的根源,同时对界面优化方法进行总结,提出LLZO/Li负极界面发展应注意的问题.

    LLZO负极界面改性金属锂负极全固态锂电池LLZO/Li界面微观机理

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