- 李振杰;胡力群;褚嘉玮;成高立;
【目的】为了实现垂直振动条件下混合料各组分混合均匀性的定量分析与判定,提出混合料均匀性综合评价指标。【方法】基于颗粒三维空间坐标,引入搜索半径与簇数的函数关系,结合聚类思想构建表征单一粒径颗粒分布连续性的自离析系数(I_S);利用三角构网算法构建单一粒径集料及混合料整体的外轮廓模型,通过体积比提出反映颗粒分散程度的表面轮廓体积分率(I_V);依据质量加权原则结合I_S与I_V,形成综合指标均匀度指数(I_U),并结合垂直振动重筛分试验与离散元仿真数据进行分析。【结果】在混合料垂直振动条件下,分形维数分析表明,不同级配混合料在振动30~40s即可出现分形维数接近设计级配的阶段,但离散元仿真显示此时层内颗粒空间分布仍不均匀。针对3种级配的混合料的I_U在各级配条件下分别计算,在振动30 s时3种级配对应的I_U分别为0.486、0.449和0.489,振动至120 s时I_U增大至0.502、0.520和0.529,其随振动时间的变化趋势与离散元仿真中颗粒分布状态一致。【结论】构建的I_S、 Iv与I_U指标可从连续性与分散性2个维度综合评估颗粒材料的均匀性,可定量分析颗粒体系混合质量。
2026年02期 v.32;No.181 30-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2136K] [下载次数:19 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] - 罗静;吴凯云;陈亚鑫;
【目的】梳理自修复微胶囊制备及应用的相关研究,探讨提高材料耐用性和延长使用寿命的技术,以更好地应用于实际生产,提高相关产品的附加值。【研究现状】综述自修复微胶囊的修复机制和组成调控,包括壳层与芯材的选择范围;总结自修复微胶囊制备方法,包括传统的物理方法、化学方法和基于光聚合的新型技术;分析自修复微胶囊在防腐涂层、建筑材料等领域的应用。【结论与展望】提出自修复微胶囊技术在未来的发展将集中在材料研发、制备工艺优化以及应用领域拓展等方向;认为自修复微胶囊技术的持续发展亟需跨学科的合作研究,整合多学科知识和技术以攻克技术难题和挑战,共同推动这一技术在更多领域的广泛应用。
2026年02期 v.32;No.181 44-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1949K] [下载次数:632 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 吴玉程;朱晓勇;汤俊宇;陈宇;姚刚;罗来马;刘家琴;
【目的】研究高温耐热钨(W)基复合粉体制备与特性,探讨制备钨基材料整个工艺流程最前端工序的特点,钨基块体材料的质量对最终其工程应用的影响,以及后续烧结及后续加工变形处理后钨基块体性能对钨基粉体的特性决定作用。【研究现状】综述不同种类钨基复合粉体的制备工艺,包括聚变装置用第二相掺杂钨基复合粉体、高端装备用W-铼(Re)合金粉体、电子封装领域用W-铜(Cu)复合粉体;第二相掺杂钨基复合粉体主要包括W包覆第二相的核壳结构的设计与优化,W-Re合金粉体主要包括W与Re元素的均匀固溶分布,W-Cu复合粉体主要包括W包覆Cu复合粉体的结构设计与改进等的研究;掺杂第二相主要为氧化物氧化钇(Y_2O_3)、氧化镧(La_2O_3)、氧化锆(ZrO_2)、氧化铪(HfO_2)等,以及碳化物碳化钛(TiC)、碳化锆(ZrC)、碳化铪(HfC)等,主要采用机械球磨和化学法制备相应粉体;W-Re合金粉体的制备方法分为机械法、混粉法和化学法;采用机械球磨、湿化学法、溶胶-凝胶法等方法,可获得具有优异烧结活性的纳米级W-Cu复合粉体,进而制备致密度高的W-Cu复合材料。【结论与展望】提出制备钨基粉体常用的方法,机械法的主要问题是长时间球磨可能产生杂质影响及粉体冷焊,化学法主要问题是制备过程中的副产物包含氨气及随着分解产生的氮氧化物,须要考虑环境保护问题;认为高质量钨基复合粉体是获得高性能钨材料的关键,因此钨基复合粉体结构及制备技术仍须进一步优化。
2026年02期 v.32;No.181 59-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2101K] [下载次数:157 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 陈孟达;李彬彬;毋伟;
【目的】开发一种绿色、低成本、可规模化制备六方氮化硼纳米片(boron nitride nanosheets,BNNSs)的方法,研究BNNSs及其复合材料对环氧树脂(epoxy resin, EP)导热性能的影响。【方法】采用固-液复合剥离工艺,在固相剥离(预处理)与液相剥离的协同作用下,以改性的氧化铝(aluminum oxide, Al_2O_3)作为液相剥离辅助剂,在水相体系中制备BNNSs,同时获得BNNSs-Al_2O_3复合产品,并将其作为填料填充至EP中,制备BNNSs-Al_2O_3-EP薄膜。【结果】经硬脂酸(stearic acid, SA)改性的Al_2O_3可以显著提升剥离的产率,在较优的工艺条件下,制备的BNNSs产率达17.2%,平均粒径为320 nm,平均层数为5;对于所制备的BNNSs-Al_2O_3-SA-EP薄膜,当添加质量分数为30%的填料时,导热系数达1.25W·m~(-1)·K~(-1),较Al_2O_3-EP的提高89%,较h-BN-EP的提高67%,较纯EP的提高681%。【结论】在固-液复合剥离工艺中,以SA改性的Al_2O_3作为液相剥离辅助剂,不仅可实现BNNSs的高产率制备,还可以有效地将BNNSs和Al_2O_3进行复合,协同增强环氧树脂基体的导热性能。
2026年02期 v.32;No.181 76-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2119K] [下载次数:137 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 韩会丽;谢科程;赵英泰;王余莲;孙浩然;张志彬;袁志刚;
【目的】为了提高含碳酸盐难选铁矿石的分选效率,实现对复杂难选铁矿资源的高效利用,研究在分散剂作用下含碳酸盐混合磁选精矿矿浆的分散性能和分散机制。【方法】以东鞍山烧结厂的混合磁选精矿为研究对象,自主设计分散实验装置,在进行矿样分析的基础上,考察小分子有机分散剂(柠檬酸、苹果酸、丁烷四羧酸)、大分子有机分散剂[羧甲基纤维素钠(CMC-Na)]和无机分散剂(硅酸钠、六偏磷酸钠)对混合磁选精矿矿浆的分散作用,研究不同分散剂对矿浆的分散度、浊度、粒度分布和矿样聚集态的影响,揭示分散剂的分散机制。【结果】混合磁选精矿矿样的全铁(total iron,TFe)品位(质量分数)为42.97%,矿样中粒径小于48μm的颗粒的产率约为84%,微细颗粒间容易发生相互吸附和团聚现象,并黏附覆盖在铁矿物和脉石矿物粗颗粒的表面,造成该矿石分选困难;高分子有机分散剂CMC-Na和2种无机分散剂六偏磷酸钠、硅酸钠对混合磁选精矿矿浆的分散度小于35%,而苹果酸、柠檬酸和丁烷四羧酸3种小分子分散剂对矿浆的分散度均大于46%;在柠檬酸、苹果酸和丁烷四羧酸的质量浓度为440 mg/L时矿浆浊度均达到最大值,分别为1 850、 1 900、 2 000 NTU;柠檬酸、苹果酸和丁烷四羧酸作用后的矿浆中颗粒的D_(50)分别为21.98、20.97、19.67μm,D_(90)分别为64.73、62.69、61.65μm,3种分散剂均能减小矿浆颗粒的表观尺寸。【结论】矿浆添加3种有机小分子分散剂柠檬酸、苹果酸和丁烷四羧酸后,触发静电斥力、水化斥力、空间位阻的三重作用,协同打破微细颗粒间的团聚与黏附覆盖状态,使颗粒从聚集态转为单分散态,导致矿浆的分散度、浊度增大,矿样的粒度减小。
2026年02期 v.32;No.181 89-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K] [下载次数:92 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 高嵬;陆丁丁;刘阳;黄浩;余杰;王李捷;熊雯雯;王怀智;丁学锋;
【目的】分析激光粉末沉积(laser powder deposition,LPD)钛基复合材料B_4C-TA15的显微组织,揭示B_4C-TA15复合材料的双相强化机制。【方法】采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、场发射透射电子显微镜等对钛合金(TA15)和B_4C-TA15的微观结构进行研究,在温度为600℃时进行TA15拉伸实验,对B_4C-TA15的高温力学性能进行评估。【结果】在温度为600℃时,TA15的极限抗拉强度为653 MPa;B_4C-TA15表现出更高的力学强度,极限抗拉强度为803 MPa,与TA15合金相比提升了22.97%。【结论】基体中的硼化钛(TiB)和碳化钛(TiC)遏制了TA15的高温软化,从而达到强化基体的效果;B_4C-TA15的强化机制主要包括TiB和TiC所产生的承载强化和位错强化以及吸收增强相诱导的细晶强化。
2026年02期 v.32;No.181 101-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K] [下载次数:168 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]
- 宋仪;李厚祯;康永超;王书华;
【目的】为了解决水系锌离子电池循环过程中锌负极表面的腐蚀、析氢等不可控副反应和枝晶生长等问题,优化设计锌负极,抑制电池在充放电过程中的腐蚀和析氢反应,均匀锌沉积。【方法】通过多次置换反应和物理辊压制备三维锌锡合金负极;采用扫描电子显微镜和X射线衍射分析三维锌锡合金负极的结构和形貌,在三电极体系下进行电化学测试,研究三维锌锡合金负极的耐腐蚀和抑制析氢及枝晶生长能力。【结果】在电流密度为0.5 mA·cm~(-2)时,三维锌锡合金负极组装的对称电池具有850 h的循环寿命;在电流密度为4 A·g~(-1)时,ZnSn~(||)钒酸铵(NHVO)全电池的比容量高达182 mA·h·g~(-1),循环1 000次后,比Zn~(||)NHVO全电池的比容量高47.2 mA·h·g~(-1)。【结论】三维锌锡合金作为水系锌离子电池负极,为实现耐腐蚀、无析氢和枝晶的水系锌离子电池提供新方案。
2026年02期 v.32;No.181 113-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1899K] [下载次数:236 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 刘杰;潘彬锋;张志敏;卢旭晨;
【目的】为了解决目前商业多孔碳应用于超级电容器电极材料时存在的可接触面积小、传质阻力大的问题,研究性能优异的介孔碳材料制备方法。【方法】采用熔盐介质中的镁热还原法,利用碳酸钠作为碳源和产物的石墨化催化剂制备介孔碳材料;通过产物的综合表征,探索其显微结构和电化学性能;研究镁热还原反应的过程机制和产物显微结构的成因。【结果】产物介孔碳具有较大的比表面积(752 m~2·g~(-1))、较大的孔体积(1.22 cm~3·g~(-1))、孔径单一(5.3 nm),缺陷密度低(强度比I_D/I_G为0.7)的特点,适合于水系电解质中储能;应用于超级电容器时,在电流密度为50 A·g~(-1)时比电容可达113 F·g~(-1),当电流密度由1 A·g~(-1)增至50 A·g~(-1)时电容保持率达到76%。【结论】熔盐介质中镁热还原制备的的介孔碳具有独特的显微结构,可作为超级电容器的电极材料,从而实现其高倍率性能。
2026年02期 v.32;No.181 124-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K] [下载次数:121 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] - 张胜波;闫楚骁;
【目的】解决聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)的高产量、高稳定性,以及难以自然降解等造成的日益严重的环境问题。【研究现状】针对PET化学回收方法,介绍糖酵解、醇解和水解等技术,系统阐述各方法的反应机理及所使用的催化剂,并总结糖酵解与水解方法的最新研究进展。在生物回收方面,聚焦于温和条件下酶催化(如角质酶和PETase)PET水解的反应活性及机理,同时介绍酶催化PET回收的前沿技术。生物法回收PET具有反应条件温和、不需要高温高压、也无需额外的醇或酸碱试剂,降解产物可以转化为高价值的化学品,与化学回收相对比,生物法回收PET不仅成本较低,还能避免环境二次污染,具有广阔的应用前景和研究价值。【结论与展望】提出实现PET的绿色循环利用已成为亟待解决的关键挑战,对环境保护和可持续发展具有重要意义;通过化学或生物化学方法降解PET,不仅具备节能环保的优势,生成的单体产物还可作为化工原料实现二次利用;化学回收与生物回收因其巨大的潜力,被广泛认为是未来研究的重点方向;认为未来PET催化回收与升级的研究应重点关注催化体系的优化、反应机理的深入理解、温和条件下的高效反应过程,以及提升产物的高值化利用;技术经济分析和生命周期评估应贯穿整个研究过程,以全面评估新型催化体系的可行性和可持续性,确保其在实际应用中的经济性与环境友好性。
2026年02期 v.32;No.181 134-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2121K] [下载次数:684 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:2 ] - 韩雪;周骛;蔡天意;徐喜庆;裴昌蓉;蔡小舒;
【目的】为了识别及去除彩色图像的边缘伪影像素,提高颜色表征的准确性,提出一种识别并去除彩色图像边缘伪影的方法。【方法】在MATLAB软件中构建模拟生成彩色图像的仿真程序,将黑色不透光的仿真颗粒作为研究对象,模拟在彩色滤色阵列(color filter array,CFA)中Bayer模式下由彩色图像的原始格式(RAW)图像向RGB(red, green and blue channels,RGB)格式图像转化的过程;搭建彩色图像拍摄装置,获得圆点标定板图像后标定黑色圆点的实际大小和颜色,研究彩色图像边缘伪影的形成规律,采用仿真与实验相结合方法分别研究彩色图像的6种去马赛克插值算法以及镜头色散成像对伪影像素个数的影响;采用红、蓝聚苯乙烯颗粒和黄、白氨咖黄敏药物颗粒作为应用对象,拍摄颗粒并获取颗粒彩色图像,然后分析去除伪影前、后颜色矩和色品坐标图的变化,验证识别和去除伪影像素的方法在拍摄不同颗粒彩色图像时的适用性和通用性。【结果】6种插值算法对转换生成的RGB图像的平均色差值、最大色差值和色差众数值均有不同程度的影响,采用仿真法生成的彩色图像的边缘伪影像素个数为2~3,采用拍摄方法获得的黑色圆点图像的边缘伪影像素个数大于3;当去除伪影像素个数为5时,标定板黑色圆点图像中的R、G、B通道值的标准差都小于0.01,接近背景噪声水平,伪影已被有效去除,颜色波动降至最低;去除边缘伪影像素个数为5时,聚苯乙烯和氨咖黄敏药物的颗粒图像的颜色矩中的一阶矩都有所增大,二、三阶矩均有所减小,颗粒像素点在色品坐标图中的分布区域明显减小,坐标点聚集性增强,准确反映了颗粒的真实颜色。【结论】边缘伪影像素的识别与去除方法可以减少彩色图像中的统计色差,使彩色图像的整体亮度更接近实物颜色的真实值,颜色的波动性减小,亮暗色比例均衡,实现了彩色图像的颜色保真与形态保真的双重目标。
2026年02期 v.32;No.181 149-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1998K] [下载次数:51 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 宗志浩;庞祥波;杨绍寒;李帅帅;胡静;高道伟;李春生;
【目的】为了提高多孔二氧化硅(SiO_2)微球的制备效率,实现多孔SiO_2微球的大规模生产,对喷雾干燥法制备多孔SiO_2微球的工艺进行研究。【方法】采用喷雾干燥工艺制备多孔SiO_2微球,以支链形、球形等不同形貌的硅溶胶为硅源,研究不同硅源对喷雾干燥后多孔SiO_2微球形貌的影响;采用场发射扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪等对微球进行表征。【结果】支链形硅溶胶喷雾干燥后得到的多孔SiO_2微球的比表面积大,最高可达789.51 m~2·g~(-1),孔径为1~10nm,且成球率高于球形硅溶胶;通过控制工艺条件,可调控多孔SiO_2微球的比表面积和孔径。【结论】喷雾干燥法制备多孔SiO_2微球的工艺过程简单,具有孔隙率可调控等优点,可用于工业化生产。
2026年02期 v.32;No.181 165-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1903K] [下载次数:416 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]