摘要：随着信息技术的发展,电磁污染问题日益严重,开发具有“薄、轻、宽、强”特性的高性能吸波材料成为当务之急。石墨烯高电导率、高比表面积、低密度的优良特性受到研究人员的广泛关注。为解决单一石墨烯材料易引起的阻抗失配及损耗机制单一问题,引入其他组分制备多元复合材料,改善阻抗匹配、创造多样化的损耗机制是通用的设计方案。本文简要讨论了吸波机制,分述了介电型、磁复合型、有序型、压力诱导型4个类别,并通过材料选择(金属、陶瓷、铁氧体、导电聚合物、生物质材料等)、结构设计、机制分析等角度,结合领域内近年来的研究成果,总结了石墨烯基气凝胶吸波材料的研究进展,并对未来研究方向进行展望。

摘要：通过分析三元乙丙橡胶(EPDM)防水卷材的特点,针对带保护层EPDM防水卷材因受到热、氧作用,会发生一定程度的老化。以力学性能的下降和增塑剂的迁移表现尤为突出,从而造成此种材料的使用寿命的缩减。对老化前后试样进行SEM及FTIR的微观测试,采用加速热老化及热分析动力学的方法,分别建立EPDM防水卷材性能指标、使用条件和使用寿命关系的模型,对其使用寿命进行预测,为建筑设计、施工及材料的研究,提供一定的技术支持。

摘要：析氧反应(OER)是电催化裂解水、二次金属-空气电池和可再生燃料电池等绿色可持续能源储存和转化技术中的关键步骤,但其较高的势垒和迟滞的动力学过程限制了反应的效率。因此,设计开发高效、稳定的非贵金属催化剂是新能源领域面临的挑战之一。钴铁水滑石(CoFe LDH)材料具有独特的二维层状结构、丰富多变的化学组成、高分散的金属阳离子、优异的稳定性和成本低廉等优点,在OER反应中有广泛的应用前景。但不良的导电性和有限的活性位点阻碍了CoFe LDH的工业化应用。本文首先介绍了CoFe LDH的结构并阐述了其OER反应机理,接着总结了CoFe LDH的制备工艺,并详细综述了近年来提升其OER性能的改性策略:插层剥离、空位制造、材料复合、离子取代和衍生物等。最后讨论了水滑石材料现阶段存在的问题和未来在能源转化和利用领域的发展方向。

摘要：为了提高超疏水涂层的耐久性,通过设计“基底-黏性自修复聚合物-疏水粒子”自下而上的涂层体系,制备了具有自修复功能的超疏水表面:以含有丰富氢键的超支化聚硅氧烷(HB-PDMS)作为黏性自修复聚合物,通过十四酸(MA)对纳米SiO_(2)进行疏水改性作为疏水粒子以构筑表面粗糙结构。探究了SiO_(2)改性的最佳工艺:当MA与SiO_(2)质量比为1∶1,改性时间为3 h时,所制备的超疏水涂层接触角为152.61°,滚动角为1.9°,具有优异的防污性能。涂层经受刀片划伤后通过简单热处理即可修复划痕,自修复性能优异。与纯铝相比,该复合涂层具有良好的防腐性能,缓蚀效率可达87.53%。此外,经历5次胶带剥离、磨损长度为30 cm的线性耐磨测试、50 min的超声振荡测试、10次温差循环和24 h紫外照射后,接触角依旧保持在150°以上,说明该涂层具有良好的耐候性和机械稳定性。该研究为自修复超疏水涂层的制备提供了新策略,有望应用于建筑防污领域。

摘要：泡沫混凝土作为新兴的轻质绿色建材近10年来发展迅速,具有广阔的应用前景。在泡沫混凝土的制备工艺中,浆体搅拌与泡沫混合环节是决定泡沫混凝土性能的关键因素。但“重发泡,轻混泡”的问题长久存在,混泡工艺的理论研究和设备发展都有所欠缺。因此,设计一种符合泡沫混凝土物料性能,能够实现连续化高效生产的专用混合器非常必要。本工作综合考虑混合器的特性,选用静态混合器作为泡沫混凝土的混合装置,采用数值模拟的方法对泡沫浆体混合过程进行仿真计算,建立不同结构参数下的静态混合器三维实体模型,分别通过仿真模拟研究元件个数、管道内径、元件夹角和加料口位置等不同参数对水泥浆体和泡沫混合情况的影响。结果表明,当元件的切割作用与流体分布垂直时,更有利于混合;混合器的管内径越小,混合速度越快,密度分布越均匀,但同时设备耗能更高;元件数量与最终产品的混合效果呈正相关;加料管口与混合元件的距离越小,越有利于均匀混合。综上所述,在θ=90°、D=60 mm、n=10、L=20 mm的条件下,最终可以制备出混合均匀、密度为1400 kg/m^(3)的泡沫混凝土。本研究可为新型泡沫混凝土混合装置的研发提供参考和支持。

摘要：超疏水涂层在实际应用中受化学腐蚀、刮擦磨损等外界环境的影响,易造成涂层老化、开裂甚至脱落,造成涂层失效。因此,针对这一问题,设计出具备耐候性的自修复超疏水表面:以超支化聚二甲基硅氧烷为柔性基底和低表面能物质,引入纳米二氧化硅构筑表面粗糙结构,制备超疏水涂层。当SiO_(2)粒径为50 nm、固含量为30wt%时,得到了接触角为154.87°的超疏水涂层。经过5次胶带剥离试验,涂层表现出良好的机械稳定性。经历10次温差循环试验和24 h紫外光照射后,涂层表面接触角仍大于150°,表明涂层具有良好的耐候性。涂层经过80℃、2 h的热处理可修复划痕,表明该涂层具有一定的自修复功能。同时,Tafel及Nyquist测试结果表明,对基底进行超疏水处理可显著提高防腐性能,并且该涂层具有明显的自清洁效果。综上所述,本文所制备的纳米SiO_(2)@超支化聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合超疏水涂层具有自修复功能,为自修复超疏水涂层的开发提供了新的研究策略。

摘要：采用硅烷偶联剂(KH550)对片状铁硅铬(FeSiCr)磁粉进行表面修饰,再以苯胺(Aniline,An)为单体,过硫酸铵(Ammonium persulfate,APS)为氧化剂,盐酸(HCl)为掺杂剂,通过磁控原位聚合法制备了铁硅铬/聚苯胺(FeSiCr/PANI)复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的微观形貌和吸波性能进行了表征及分析。结果表明:磁场条件下制备的聚苯胺具有较高的结晶度和微观取向性,而改性后的片状FeSiCr具有很好的界面结合能力,使PANI可以很好地包覆在其表面。在2.6~5.85 GHz范围内,随着An含量的增加,FeSiCr/PANI复合材料的有效吸收频带向高频移动。当磁场为92 mT时,磁控原位聚合法制备的FeSiCr/PANI复合材料在4.81 GHz处的最小反射率可达到-15.9 dB,反射率小于-10 dB的频带范围为3.77~5.69 GHz。

摘要：目的通过化学刻蚀法制备铝基超疏水表面,并提高其机械稳定性和化学稳定性。方法以盐酸(HCl)为主刻蚀剂,对甲苯磺酸(TSA)为辅助刻蚀剂,通过化学刻蚀法构筑铝片微-纳米结构,涂覆硬脂酸后制备超疏水铝。探讨最佳刻蚀时间和浓度,通过FESEM、EDS和ATR-FTIR对铝片的表面结构和化学组成进行分析。利用接触角测量仪、电化学工作站和线性耐磨实验分别对铝表面的润湿性、耐腐蚀性和机械稳定性进行研究,并探讨铝在3.5%NaCl溶液中的化学稳定性。结果当TSA浓度为0.2 mol/L,刻蚀时间为8.0 min时,获得的超疏水表面接触角(CA)最大,为167.9°,滚动角(SA)为6.3°,对应的腐蚀电位较裸铝正向移动了742 mV,腐蚀电流密度降低了1个数量级。此外,该超疏水表面还具有良好的机械稳定性和化学稳定性,经砂纸磨损70 cm后,接触角仍高达155.9°。模拟海水环境测试化学稳定性发现,将其浸泡在3.5%NaCl溶液中,20天仍维持在一种粘附超疏水状态。结论通过调节化学刻蚀时间和TSA浓度在铝基表面制备得到微-纳米粗糙结构,硬脂酸改性后,获得具有超疏水性能的复合表面。该超疏水铝表面兼具优异的机械稳定性和化学稳定性能,并可以在高盐环境下保护铝基体。

摘要：轻便灵活的柔性超级电容器在可穿戴和便携式电子储能装置中有着潜在的应用前景。碳材料因具有优异的柔韧性、良好的导电性和较大的比表面积,通常在柔性超级电容器中发挥着柔性基底和导电活性填料的作用。本文首先综述了双电层、赝电容以及混合型超级电容器的储能机理。其次分别介绍了以碳材料作为柔性基底和导电活性填料的最新研究进展。碳材料作为柔性基底复合赝电容材料时,既可以提供大的比表面积,也可为氧化还原反应提供大量活性位点;而作为其他柔性基底的导电活性填料时,既能够改善赝电容材料稳定性的问题,也为电解质离子提供传输通道。文章最后提出了当下柔性超级电容器电极在力学性能、制备方法和评价标准中面临的相关问题。

摘要：为解决激光二极管(LD)端面抽运激光介质产生的热效应问题,建立了端面绝热、周边恒温、界面热流连续的YAG-Nd:YAG复合晶体棒热分析模型。利用特征函数法和常数变异法得到了超高斯光束端面抽运YAG-Nd:YAG复合晶体棒温度场的一般解析表达式。同时定量分析了超高斯抽运光光斑尺寸,光束阶次,YAG晶体长度对YAG-Nd:YAG复合晶体棒温度场的影响。研究结果表明,若LD输出功率为50 W,光学耦合器传输效率为82%,4阶超高斯光束端面抽运YAG-Nd:YAG复合晶体棒时,复合晶体棒内最大温升为132.7℃,其中YAG晶体长为1.5 mm,Nd:YAG晶体长5 mm,钕离子掺杂质量分数为1.0%。研究结果为减小激光晶体热效应、合理设计激光器热稳腔提供了依据。