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功能材料
功能材料

赵光明

半月刊

1001-9731

gnclbjb@126.com

023-68264739

400707

重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号

功能材料/Journal Journal of Functional MaterialsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《功能材料》是重庆仪表材料研究所和中国仪器仪表学会仪表材料学会共同主办的综合性材料专业学术类刊物。办刊宗旨是：反映我国功能材料各领域中的最新科学技术成果，报道功能材料研究论文与综合论述，推动材料科技进步与推广应用，增进国内外材料科学与工程领域的学术交流，为发展国民经济高新技术产业和培养人才服务。 《功能材料》已列为：·中文核心期刊·中国学位与研究生教育重要期刊·中国科技论文统计源期刊 ·中国科学引文数据库技术类核心期刊·中文材料科学核心期刊·美国Ei Compendex数据库收录期刊·美国化学文摘CA·金属文摘METADEX等文献源期刊·中国期刊网中国学术期刊(光盘版)全文收录期刊·中文科技期刊数据库全文收录期刊·中国学术期刊综合评价数据库来源期刊·中文科技期刊数据库来源期刊。《功能材料》拥有一个阵容强大的高水平的编辑委员会。中国科学院和中国工程院院士师昌绪、严东生、林兰英、徐叙瑢、干福熹、徐 僖、左铁镛、涂铭旌、黄尚廉任本刊顾问；以蒋民华院士为主任的150位材料界著名学者、专家任本刊编委和通讯编委。所刊登的科技成果中大多为国家或省部级科学基金项目。《功能材料》的特色是以研究论文为主，科学综述为辅；学术作风严谨，科技视野开阔。适合国内外功能材料科学研究人员、教育工作者、生产、设计、应用科技人员、图书情报机构和高等院校订阅。
正式出版
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    PbTe/FeMn热电接头的界面性能及热稳定性研究

    陈艺博樊文浩安德成陈少平...
    3094-3101页
    查看更多>>摘要：因热膨胀系数失配和机械咬合的界面连接方式,Fe/PbTe热电接头在服役中的力学性能和热稳定性较差.考虑到合金具有热膨胀系数可调性,在纯Fe中添加特定的活性元素,通过扩散和反应在界面处形成冶金结合,可提高界面连接性能.通过高通量实验快速筛选出合金电极 Fe100-xMnx(x=0,5,10,15),利用放电等离子烧结(SPS)技术与n型Pb0.98Ga0.02Te热电材料连接.研究结果表明,FeMn合金电极的热膨胀系数随着Mn含量的升高与Pb0.98Ga0.02Te更加接近,有效降低了界面失配.时效 15d后界面出现Fe-Pb-Ga元素互扩散区,呈现冶金结合特征.其中Fe90Mn10/Pb0.98Ga0.02Te/Fe90Mn10 时效 15d 后的接触电阻率为 10.12 μΩ·cm2,转换效率稳定在 4.3％左右,剪切强度增加至 21.44 MPa.上述基于高通量法筛选合金电极的技术路线也为热电界面的设计提供了新的思路.

    热电接头界面冶金结合PbTe热稳定性

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    纳米填料改性环氧树脂建筑保温材料的制备及性能研究

    翟思敏黄金霞
    3102-3106,3121页
    查看更多>>摘要：环氧树脂基混凝土作为一种绿色环保的建筑材料,在道路修补和保温建筑中应用广泛.以环氧树脂E44 为原料,二甲苯为稀释剂,纳米玻璃纤维为填料,制备了复合环氧树脂基混凝土,研究了不同纳米玻璃纤维长度对混凝土微观形貌、力学性能和保温性能的影响.结果表明,纳米玻璃纤维的掺杂发挥了"晶种"作用,促进了水化反应的进行,提高了环氧树脂基混凝土的密实度.纳米玻璃纤维长度的适当增加提高了混凝土与纤维的结合强度,当纳米玻璃纤维长度为 8mm时,混凝土的形貌最佳.随着纳米玻璃纤维长度的增加,混凝土的抗压强度和抗折强度先增大后降低.养护 28d,当纳米玻璃纤维长度为 8mm时,混凝土的抗压强度和抗折强度均达到最大值,分别为 21.93 和 4.59 MPa.纳米玻璃纤维的掺杂改善了混凝土的孔结构,降低了导热系数,提高了保温性能,当纳米玻璃纤维长度为 8mm时,混凝土导热系数最低为 0.147 W/(m·K),保温性能最佳.

    环氧树脂纳米玻璃纤维保温材料混凝土力学性能导热系数

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    冷喷涂Zn-Al合金涂层组织结构和力学性能研究

    李瑞祺丁翔丁彰雄
    3107-3112页
    查看更多>>摘要：以 Q235 钢为基体制备高压冷喷涂Zn-Al合金涂层,研究了基体粗糙度对冷喷涂 Zn-Al 合金涂层组织结构、显微硬度和结合强度的影响.研究表明,冷喷涂Zn-Al合金涂层具有致密的组织结构,涂层孔隙率在 0.5%以下,并且在喷涂过程中没有产生粉末相变和氧化,随着基体粗糙度增加,涂层-基体界面的机械咬合得到明显改善.基体粗糙度对涂层显微硬度的影响主要集中在涂层-基体界面附近,随着基体粗糙度增加,该界面附近涂层的显微硬度随之增加,而远离该界面的涂层显微硬度受基体粗糙度的影响不大.基体粗糙度对涂层结合强度有显著影响,当基体粗糙度由 1.6 增加到 10.2 μm时,涂层结合强度由 7.5 增加到 46.4 MPa,拉伸断裂失效模式由粘着断裂转变为粘着断裂、粘聚断裂的复合失效模式.

    冷喷涂技术粗糙度显微组织结构显微硬度结合强度

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    稀土元素Tm掺杂对Cu2S热电性能影响研究

    刘静李云凯王丽阁
    3113-3121页
    查看更多>>摘要：Cu2S具有较低的晶格热导率和窄禁带宽度,它热电性能优异、成本低廉且无毒等优点引起了热电材料相关研究领域的广泛关注.采用水热合成法与真空烧结法相结合的方式制备 Cu2S 基热电材料,通过物相、成分表征和热电性能测试等手段,研究稀土元素Tm掺杂对Cu2S基材料热电性能的影响规律,并采用第一性原理开展掺杂后Cu2S能带结构和态密度计算.研究结果表明,水热合成法可以获得Cu31S16 粉体,在真空烧结过程中物相发生了转变,从原来的 Cu31S16 转变为 Cu2S.掺杂 Tm 元素可显著提高 Cu2S 粉体的结晶性能,随着掺杂含量的增加,Cu2S团聚现象逐渐消失.Cu2S塞贝克系数随Tm掺杂量的增加有所提升,其中掺杂 2％Tm 的 Cu2S在350℃处于相变温度,塞贝克系数达到峰值 1589.71 μV/K;随掺杂元素的增加和温度的升高,Cu2S电导率逐渐下降.Tm掺杂后的Cu2S在中高温度范围内,热导率κ随着温度的上升呈现逐渐下降的趋势.结果表明掺杂 2％Tm的Cu2S热电优值从 0.1 增加到 0.4,提高了 300％.

    热电材料Cu2STm掺杂

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    Ag2S修饰TiO2纳米管复合电极的制备及其析氢性能研究

    刘文凯罗洁杨梓群张越纯...
    3122-3127,3137页
    查看更多>>摘要：以硫化钠和硝酸银为原料,采用了化学浴沉积法将Ag2S沉积在高度有序TiO2 纳米管(TNTs)上制备出Ag2S/TNTs析氢电极.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)对电极进行表征,结果显示 Ag2S 颗粒均匀的沉积在 TiO2 纳米管表面,且没有破坏纳米管原有的形态结构.在0.5 mol/L H2SO4 条件下,通过线性扫描伏安法(LSV)、塔菲尔曲线(Tafel)、双电层电容和电化学阻抗谱(EIS)等电化学测试分析了不同Ag2S沉积圈数所得的复合电极的析氢性能.与 TNTs 相比,Ag2S/TNTs 显示出更优异的析氢性能.Ag2S沉积圈数为 9 圈时制备出的复合电极在 10 mA/cm2 电流密度时,过电位达到了 288.14 mV,Tafel斜率为 61.8 mV/dec,双电层电容分别为 54.7 mF/cm2,传荷内阻降低到 0.7 Ω/cm2.

    硫化银TiO2纳米管沉积电催化析氢电催化全解水

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    多孔铝骨架/复合相变材料温控性能研究

    胡智涵黄书烽范芳蕾史冬敏...
    3128-3137页
    查看更多>>摘要：相变储能材料(PCM)具有储热密度大、储/放热过程几乎恒温性等优点,是解决电子器件狭小空间下高热流密度问题的理想方案,但相变材料本身的导热系数较低、传热效率差等特性却限制了其应用范围.针对上述难题,以石蜡作为相变材料,通过 3D打印制备多孔铝骨架,再采用水浴灌注法将石蜡灌注到多孔铝骨架中,制备出多孔铝骨架/复合相变材料(AS-PCM).通过实验探究了 95%、85%、75%3 种孔隙率的温控性能.实验结果表明,添加多孔铝骨架可增强PCM的热传递,从而降低热源温度.在较大的功率下,AS-PCM对传热的改善更为明显.熔化完成前,低孔隙率 AS-PCM热沉的底部温度和温度梯度更低,使用多孔铝骨架代替泡沫金属,为提高PCMs的导热性能提供了了新的多孔金属基体.

    多孔铝骨架3D打印复合相变材料温控性能

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    蒙烯玻璃纤维布的电加热性能研究

    邹良宇顾伟姬仁浩袁昊...
    3138-3143页
    查看更多>>摘要：蒙烯玻璃纤维布是一种采用化学气相沉积技术将石墨烯薄膜包覆在玻璃纤维表面制成的复合材料,其电加热性能表现优异.为了研究蒙烯玻璃纤维布电加热性能,推动其在航空、航天、风电等领域的应用,对呈现不同面电阻阻值的蒙烯玻璃纤维布进行了电加热性能的测试.结果表明,在宏观层面上,蒙烯玻璃纤维布颜色均匀,无明显色差,编织丝束间呈方形孔,且孔径均一,分布均匀,单丝纤维直径 7.5 μm,其中单束丝束共有 312 根单丝,丝束间方孔间距在 430.27～438.34 μm,捻度控制在 70 捻左右;在微观层面上,通过场发射环境扫描电子显微镜(SEM)可以看到石墨烯均匀的覆盖在纤维布丝束表面,无起皮、包覆不完全、褶皱等现象,其单丝表面光滑洁净,而拉曼光谱仪(Raman)观察到了石墨烯明显的 2D 和 G 峰.通过施加直流电研究蒙烯玻璃纤维布的电加热性能,当施加相同的电压时,面电阻越低,升温速率越快,电加热温度稳定值也越高;在 270 V 直流电压下,150 Ω/□的蒙烯玻璃纤维布的电加热温度可以快速稳定在 543℃,升温速率可达 185.1℃/s;而对于面电阻较大的蒙烯玻璃纤维布来说,相同电压下温度稳定值和升温速率均呈大幅下降趋势,且不同面电阻规格的蒙烯玻纤布的面电阻与电加热温度呈负相关;在不同额定电压下的电加热性能显示,施加在蒙烯玻纤布上的输入电压与电加热温度呈正相关.

    蒙烯玻璃纤维电加热热导率面电阻

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    D001型树脂对锰离子吸附及富集性能研究

    宋小三岳子琳宋玺琛刘波...
    3144-3149页
    查看更多>>摘要：探究了D001 型树脂对Mn2+的吸附和解吸性能.开展静态吸附实验探究 Mn2+吸附等温模型与吸附动力学,在不同的流速、pH 值和吸附时间下进行了动态吸附实验,又通过控制再生液流速和浓度研究了树脂对Mn2+的富集程度,并对吸附前后的树脂进行表征测试.结果表明,与 Freundlich 等温线相比,锰的吸附更符合Langmuir等温线,准一级动力学模型最能模拟锰吸附反应的动力学数据.动态吸附时进样流速保持 8 m/h、pH值为 4、吸附时间为 270 min吸附效果最好,再生液流速为 1.5 m/h,浓度为 3 mol/L时Mn2+的富集效果最佳可以达到原样的 60 倍.最后通过FT-IR证实了锰与磺酸基结合的吸附机理.

    离子交换动力学动态吸附锰离子富集

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    石墨类导电混凝土电阻率及导电机理分析

    赵燕茹姚波魏迪姜体标...
    3150-3158页
    查看更多>>摘要：将石墨类导电相材料代替细骨料制备功能型导电混凝土,可利用通电发热使得混凝土基体升温以达到融雪化冰的目的.电阻率是衡量混凝土导电性能的主要指标,易受到混凝土含水率和外界环境温度等因素的影响.采用石墨、石墨原矿以及石墨尾矿作为导电相制备导电混凝土,研究了 3 种石墨类导电相混凝土力学性能、不同温度、含水率下石墨类混凝土电阻率演化规律以及微观性能,并分析了石墨类混凝土的导电机理.结果表明,导电相掺量、温度及含水率的增加都使混凝土的电阻率降低,其中导电相的掺入对电阻率降低最为显著.此外,SEM和EDS测试结果发现不同掺量条件下,混凝土基体中碳元素含量明显增加,验证了石墨类材料的加入可促进混凝土的导电性能,但会造成混凝土基体内部出现孔洞和微裂缝,对石墨类混凝土强度产生不利的影响.

    石墨石墨尾矿石墨原矿电阻率微观形貌

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    稀土La掺杂TiO2纳米纤维高响应光催化降解染料研究

    葛烨倩徐佳琦曹琪张霞霞...
    3159-3164页
    查看更多>>摘要：为了提高TiO2 光催化性能,并研究金属离子掺杂对TiO2 光催化性能的影响,采用静电纺丝技术和煅烧工艺制备稀土元素La掺杂TiO2 无机纳米纤维膜,通过 SEM、XRD、FT-IR、TG 测试对材料的形貌、结构进行表征,以亚甲基蓝为靶向降解剂,进一步深入研究 La3+改性 TiO2 光催化氧化降解染料的机理.结果表明,当染料浓度为 10 mg/L,La3+掺杂改性纳米 TiO2 纤维的浓度为 15mg/10mL 条件下,催化 10 min 的降解率为63.41%,催化 70 min的降解率即可达到 99.87%,比未掺杂TiO2 纳米纤维的降解率提高了 6.36%,可见,La3+的掺杂提高了TiO2 光催化降解速率,所需要的时间减少了.

    La3+掺杂TiO2光催化剂染料降解

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