- 张聿敏;潘新花;洪子健;叶志镇;
针对微电子封装领域引线键合材料中常用的Ag-Pd这一合金体系，本实验使用第一性原理计算方法研究了钯掺杂含量对银合金电学性能的影响。使用VASP软件，基于108原子的面心立方超晶胞模型研究了Ag-Pd固溶体的基态电子结构，计算了包括态密度和超晶胞的有效能带。结果表明，Pd掺杂引入的态密度主要分布在-6 eV到-3 eV和-1.8 eV左右两个区间，这两组态密度均在倒易空间第一布里渊区内均匀分布。针对超晶胞模型和基态计算的局限性使用SPR-KKR软件，以KKR-GF-CPA方法结合德拜模型和Kubo线性响应理论计算了不同温度下不同Pd含量的Ag-Pd合金电导率数据。在有实验值覆盖的范围，计算结果同实验值符合良好，变化趋势符合物理规律。
2025年03期 v.43;No.215 341-347+378页 [查看摘要][在线阅读][下载 2946K] [阅读次数：50 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王颖照;王宗荣;
随着现代传感技术的发展，人们对传感器实现智能化、小型化、柔性化等特点产生高度关注。柔性压阻传感器因其高灵敏度和快速响应等优点备受科研人员期待。本研究提出了一种基于PDA-PPy(polydopamine-polyaniline)原位生长在TPU(thermoplastic polyurethane)上的导电复合膜，且高度稳定、线性感知和快速响应的压力传感器。静电纺丝技术用于构筑柔性基体纤维膜，并在此基础上化学接枝生长刺状有机半导体，进一步提高灵敏度和应力范围，增强稳定性。此外，基于刺状微结构与纤维网络构筑的传感器对压力具有快速响应(30.1 ms)和高灵敏度(0.9 kPa~(-1)),能够分辨出微小的压力变化，实现了在广泛压力范围内的线性感知。本工作为设计柔性压力传感器中的微结构提供了一种新的方法，展示了在宽压力范围内的线性感知、高稳定性和快速响应方面的广泛应用前景。
2025年03期 v.43;No.215 348-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 2389K] [阅读次数：30 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：63 ] |[网刊下载次数：0 ] - 赵芷若;赵丽妍;杨士宽;
本研究采用牺牲模板法合成了具有多种化学成分的复杂多级微纳结构，通过阳极电沉积法合成了具有复杂结构的Ag_7O_8NO_3前驱体，以Ag_7O_8NO_3为模板，采用离子交换法，实现了Ag_7O_8NO_3多级结构的保形化学转化。实验结果表明：在交换离子溶液中加入磷酸三丁酯促进了阳离子交换反应的进行，该合成策略成功地将Ag_7O_8NO_3前驱体的成分保形转化为氧化钴、氧化锰、氧化镍等多种过渡金属氧化物，与此同时，利用化合物的溶度积差实现Ag_7O_8NO_3前驱体的阴离子交换，化学转化合成了金属硫化物，利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线谱仪(EDS)对转化产物进行系统表征。该研究为微纳材料的结构和成分按需设计提供了新思路。
2025年03期 v.43;No.215 356-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 2528K] [阅读次数：22 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] - 周润铎;武双磊;范树景;王潮;杭法付;陈胡星;
为了克服超硫酸盐水泥(SSC)早期强度低的缺陷，本研究通过强度实验采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等微观分析手段，探究了三乙醇胺(TEA,掺量由0%～0.08%)对SSC的强度和水化性能的影响，并对机理进行了讨论。结果表明：TEA对SSC的3 d和28 d强度均有显著的提升效果，在0.04%掺量内，强度随TEA掺量的增加提升十分明显，0.04%以后，则趋于稳定。在0.04%掺量时，3 d和28 d的强度分别提升了52.3%和43.1%。相比OPC体系，TEA对SSC的增强作用更有效。TEA对SSC的增强作用可归因于其对Al~(3+)的螯合，从而促进矿渣的解体，加快钙矾石的形成。掺加烷醇胺类物质是提高SSC强度(尤其是早期强度)的潜在有效途径。
2025年03期 v.43;No.215 365-371+388页 [查看摘要][在线阅读][下载 2011K] [阅读次数：21 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] - 徐心悦;刘文怡;霍瑞丽;方海;陈登杨;季会;
木塑复合材料(wood-plastic composite, WPC)与玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer, GFRP)均具有轻质耐腐、成型方便、可设计性强等优势，在复杂环境工程领域具有广阔的应用前景。为推动WPC和GFRP在结构工程领域的应用，本研究提出一种采用PVC基WPC作为面层、GFRP拉挤型材管作为芯材的复合截面梁设计方案，通过开展四点弯曲实验，探究了WPC面层增强方式对复合截面梁抗弯性能的影响规律。实验结果表明，纯GFRP拉挤型材管的破坏模式为加载点处的受压破坏，双面和四面木塑面层增强GFRP拉挤型材复合截面梁的破坏模式分别为跨中底部面层的受拉破坏和试件上部的受压破坏；与GFRP拉挤型材管相比，双面和四面增强复合截面梁的极限承载力分别提升了54.78%和155.20%,跨中最大挠度分别提高了15.59%和28.74%,四面WPC增强方式的效果更为显著。基于高阶剪切变形理论，推导了四面WPC面层增强复合截面梁的控制微分方程，计算得到其荷载-位移理论曲线，通过与实验结果对比验证了理论结果的准确性。
2025年03期 v.43;No.215 372-378页 [查看摘要][在线阅读][下载 1619K] [阅读次数：16 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] - 李一桦;胡子怡;徐诺;吴勇军;黄玉辉;洪子健;
复合固态电解质因其具有高柔韧性、安全性、与电极间的良好接触、高离子电导率等诸多优点而具有重要的研究价值。本实验以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为基体，以石榴石型固体氧化物Li_(6.4)La_3Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)和硫化物电解质Li_(10)GeP_2S_(12)(LGPS)为无机填料，合成了柔性复合固态电解质薄膜，研究了LLZTO和LGPS的含量对电解质的热稳定性、机械性能、电化学稳定性及离子电导率等性能的影响，同时对全电池的电化学性能进行了表征。结果表明，LLZTO的添加有利于提升其热稳定性、电化学窗口、机械性能和离子迁移数，而LGPS的添加能有效提高电解质薄膜的离子电导率并降低极化电压。当LLZTO和LGPS的质量分数均为10 wt%时，复合固态电解质具有良好的柔性、优异的机械性能(杨氏模量>180 MPa,抗拉强度>14 MPa)、较宽的电化学稳定窗口(4.489 V)、较高的离子电导率(25℃时为0.6 mS/cm)和良好的电化学性能(首次放电比容量为208.1 mAh/g, 200次循环后的库伦效率>99%)。
2025年03期 v.43;No.215 379-388页 [查看摘要][在线阅读][下载 3096K] [阅读次数：15 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] - 魏晋;贾猛;张帆;田鹏江;
为解决夏季沥青路面温度过高导致稳定性降低等问题，本研究采用两步聚合法合成具有主动调温功能的聚氨酯基固固相变储热材料(PUPCM)作为沥青改性剂，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)探究了PUPCM的化学结构、相变性能和热稳定性，通过离析、流变和调温实验研究PUPCM对调温沥青性能的影响，通过比热容实验揭示调温机理。结果表明，PUPCM在180℃下无降解和泄漏问题，能承受沥青路面的高温施工环境；具有适宜的相变温度(熔化和结晶起始温度为48.07℃和37.50℃)和出色的相变储热能力(潜热值：101.71 J/g)。添加PUPCM能同时改善沥青的高温稳定性和低温抗裂性。为确保良好的贮存稳定性，调温沥青中PUPCM的最大掺量为8%。此掺量下，调温沥青升高至55℃时的时间比原样沥青迟25 min, PUPCM可降低沥青温度达3.6℃,原因为PUPCM在20～60℃范围始终具有比沥青更大的比热容(尤其在相变区间)。
2025年03期 v.43;No.215 389-395页 [查看摘要][在线阅读][下载 1886K] [阅读次数：17 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] - 朱瑞彪;周兰;安国升;王云龙;李光奇;钟云;
为减少碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在螺旋铣孔加工过程中产生的毛刺、撕裂与分层等损伤，提高孔壁加工质量。本研究基于螺旋铣加工特性设计了一种曲面锥形刀具，首先利用微分法得到刀具的回转轮廓方程，随后构建了三维曲面锥形几何模型，分析了不同加工阶段未变形仿真切屑的几何形貌与尺寸，最终建立了刀具的CFRP螺旋铣孔有限元模型，阐明了加工过程中应力/应变分布特点、切削力变化趋势，揭示了主轴转速、公转速度与进给速度对轴向力Fz的影响规律。结果表明，曲面锥形刀具在CFRP螺旋铣孔过程中产生的应力/应变分布均匀，切削力小且波动平缓，轴向力在刀具初始接触后呈平缓上升趋势，避免了传统刀具由于轴向力骤增而造成的崩刃现象，且轴向力峰值仅为85.91 N。由单因素实验可知，Fz随主轴转速的增大而减小，随公转速度与进给速度的增大而增大。由于专用刀具的曲面锥形结构提高了侧刃利用率，从而有效抑制了CFRP螺旋铣孔过程中毛刺与分层的产生。
2025年03期 v.43;No.215 396-404+485页 [查看摘要][在线阅读][下载 3282K] [阅读次数：15 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] - 杨珊珊;张利;来冰冰;王晓波;刘宗柱;娄文静;
本实验分别以大豆油、菜籽油、蓖麻油三种不同类型的植物油为原料，以常见的矿物油150N为对照，通过预制皂法以相同的皂含量制备了锂基脂，研究了所制备润滑脂的理化性能、流变性能、生物降解性和摩擦学性能的影响。研究结果表明，基础油黏度与润滑脂的流变性和摩擦学性能呈相关性，表现为润滑脂的稠度越小、基础油的黏度越大，则润滑脂的结构强度越低，触变和减摩性能越好。通过生物降解实验发现植物油锂基脂降解性优于矿物油锂基脂，蓖麻油锂基脂的生物降解率最佳，高达79.69%。根据磨损表面XPS结果分析，蓖麻油锂基脂在摩擦过程中通过物理吸附膜和随后形成的化学反应膜共同作用，从而达到减摩效果。在三种可生物降解锂基润滑脂中，蓖麻油锂基脂胶体安定性较差，但具有极佳的触变性、生物降解性和摩擦学性能。
2025年03期 v.43;No.215 405-414页 [查看摘要][在线阅读][下载 2813K] [阅读次数：17 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] - 朱旭;吴鹏;刘洋;韩钰;高洁;邹中秋;张学斌;苏海林;
本实验采用热压工艺制备了铁硅软磁粉芯，研究了热压温度的改变对铁硅软磁粉芯微结构及低频磁性能的影响。研究结果表明，热压没有明显破坏磁粉表面的绝缘层，热压温度的升高使得粉芯的密度和最大磁导率升高，而体电阻率和粉芯损耗呈现出相反的变化趋势。这是由于磁粉颗粒在高热压温度下更易发生塑性形变，有助于实现粉芯密度的大幅提升，有效减弱结构退磁场，同时高温低压强制备有助于降低粉芯内部的内应力，从而显著改善粉芯的最大磁导率与磁滞损耗。高温热压制备的铁硅软磁粉芯，最大磁导率可超过130,1 kHz/500 mT下的损耗最低仅为26.8 W/kg,均明显优于常规冷压工艺制备的铁硅粉芯。
2025年03期 v.43;No.215 415-421页 [查看摘要][在线阅读][下载 2253K] [阅读次数：12 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] - 张紫薇;王建乐;蒋达飞;徐强;王盼;叶青;蔡雪瑶;李元贝;
海洋工程结构面临严峻的氯盐腐蚀威胁，渗透修复材料因其特殊疏水阻氯性能而备受关注。本研究选取三种渗透修复材料处理试样在舟山与三亚进行120 d实海暴露实验，通过吸水率、透水性、电通量、氯离子浓度及表面形貌来评估其在海洋环境下的长期疏水性能。研究结果显示，在舟山大气区服役120 d后，1号和3号渗透修复材料处理后的试样仍具有较好的疏水性能，其中吸水率较未处理对照组降低超过40%,透水性测试液面下降幅度减少了65%,电通量大幅下降。舟山潮差区因海水干湿循环，试样表面缺陷增多，材料疏水性能略降；三亚大气区在高温、紫外照射作用下，材料疏水性能也轻微退化。综上，硅烷类渗透修复材料在海洋大气环境中展现出良好的长期疏水性能。
2025年03期 v.43;No.215 422-428页 [查看摘要][在线阅读][下载 3658K] [阅读次数：13 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] - 苏继龙;吴金东;
手性蜂窝多孔材料因其具有比重轻、负泊松比及优异的抗冲击性能，在工业界具有巨大的应用潜力。本研究针对三维(3D)织构四韧带手性蜂窝材料，建立了韧带长度不同时手性蜂窝材料胞元的力学模型。结合韧带长度的差异值(韧带差异因子k)和各韧带与节点圆边角θ两个关键的单胞结构尺度参数，分别推演得到其弹性模量和泊松比的定量表达式。采用有限元方法对该蜂窝材料的受力和形变进行仿真并与理论计算值进行比较。结果表明：k和θ对该类材料的弹性模量和泊松比均产生显著的影响：随着k的增大，弹性模量表现为先减小后增大，在k≈1.25时取得最小值，θ越大这种增减变化越剧烈；泊松比同样也是随着k的增大而先减小后增大，体现出该类材料力学性能的可设计性。
2025年03期 v.43;No.215 429-434页 [查看摘要][在线阅读][下载 1853K] [阅读次数：14 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] - 臧洋;冯琼;刘军君;王博通;白雪松;
本实验利用巴氏芽孢杆菌对不同裂缝规格的混凝土试件进行修复，研究了裂缝宽度、裂缝深度和裂缝倾斜角度对微生物修复效果的影响。通过宏观形貌分析、微观结构组成、力学性能实验等手段对修复后混凝土试件的裂缝修复效果进行评价。结果表明：微生物诱导碳酸钙技术(MICP)可以有效修复混凝土裂缝；与修复前相比，修复后不同裂缝规格混凝土试件的抗压强度提高率可达16.2%;修复后的混凝土试件相对弹性模量均大于1,生成的碳酸钙对裂缝的封堵效率较高。矿化效果随裂缝深度增加而减弱，其中在距离裂缝表面5 mm处微生物能够完全修复，在10 mm处基本达到了微生物能够修复的临界范围，超过10 mm后修复效果不佳；随裂缝深度增大，碳酸钙的产率略有提升。
2025年03期 v.43;No.215 435-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 3894K] [阅读次数：12 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] - 马坤怡;刘琳;王亚男;吴迪;赵庆宇;邢锦娟;
本研究通过相转化法制备了新型氧化石墨烯/铈掺杂二氧化钛-聚偏氟乙烯(GO/Ce-TiO_2-PVDF)纳米超滤膜。基于光催化-膜分离耦合技术，既解决了粉体催化剂易流失、难回收的问题，又利用GO/Ce-TiO_2光催化剂赋予改性PVDF膜的自清洁性，将膜表面的污染物降解。实验还对膜的形貌、结构及表面性能等进行了表征，以牛血清白蛋白(BSA)作为污染物评价了膜的性能。相比PVDF膜的各项指标，当GO/Ce-TiO_2掺杂量为0.2%时，复合改性膜表现出最佳的亲水性，对BSA的截留率达到95.3%,纯水通量为119.64 L·m~(-2)·h~(-1)。经水洗后联用紫外光照条件，改性后膜的通量恢复率为91.54%,说明经GO/Ce-TiO_2改性后的PVDF膜污染后依然具有恢复高通量的能力，证明了紫外照射下GO/Ce-TiO_2-PVDF膜具有较高的防污性能和自清洁性能。
2025年03期 v.43;No.215 444-451+470页 [查看摘要][在线阅读][下载 3732K] [阅读次数：18 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] - 苏景新;滕鹏;
为了研究固化过程中的孔隙生长问题，本研究基于材料的时变特性，建立了复合材料在多物理场耦合作用下的三维树脂流动压缩固化模型。以此为基础，进一步建立了孔隙数值模型。对复合材料的固化过程进行孔隙数值模拟，发现在固化过程中复合材料层合板的顶部孔隙和底部孔隙比较少，而中部滞留的孔隙较多。对孔隙率模型进行了实验验证，表明计算与实验结果有良好的一致性。
2025年03期 v.43;No.215 452-459页 [查看摘要][在线阅读][下载 2276K] [阅读次数：12 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：72 ] |[网刊下载次数：0 ] - 周兰阳;顾本彬;高志杰;陈杜刚;叶小波;方斌;周爱军;孙义民;
本实验将聚磷酸铵(APP)与Lyocell纺丝原液共混，通过干湿法纺丝制备了APP/Lyocell纤维，并对其阻燃性能及阻燃机理进行了分析。研究结果表明，随着聚磷酸铵(APP)的添加量增加，其阻燃性能也随之提升，最大分解速率及其对应的温度均有所降低。当APP添加量达到20%时，其热释放速率(HRR)降低95.5%,残炭量达到40.7%,且经过10次水洗后，HRR比纯纤维降低89.8%,具有良好的阻燃效果。APP主要通过气相与凝聚的协同作用延缓Lyocell纤维的热解。
2025年03期 v.43;No.215 460-464+492页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K] [阅读次数：11 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王连坤;郭一彬;梁锡东;
本实验研究了玄武岩纤维长度、再生骨料替代率对自密实混凝土劈裂抗拉强度和轴心抗压强度的影响。结果表明：随纤维长度的增加，劈裂抗拉强度和轴心抗压强度均提高；随再生骨料取代率的增加，劈裂抗拉强度降低，轴心抗压强度先升后降。最佳纤维长度和再生骨料取代率的组合，较普通自密实混凝土，劈裂抗拉强度和轴心抗压强度分别提升了46.02%、56.78%。
2025年03期 v.43;No.215 465-470页 [查看摘要][在线阅读][下载 1800K] [阅读次数：11 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] - 卢骋;周麟铭;厉小燕;沈振;吴勇军;王倩;
拉伸性能是材料重要的力学性能之一，对于塑料等材料一般通过破坏性的拉伸试验进行评测。本研究采用基于数据驱动的机器学习算法，将透明PC塑料的黄色指数、雾度和透光率等无损检测结果与其拉伸性能通过构建神经网络框架进行量化关联，实现了基于无损检测结果的拉伸性能预测评估。其中，在对神经网络进行超参数优化后，预测模型表现更佳，尤其是对拉伸强度的预测，误差百分比仅为2.25%,为利用机器学习对材料力学性能进行无损评估提供了前期探索。
2025年03期 v.43;No.215 471-476+492页 [查看摘要][在线阅读][下载 2023K] [阅读次数：11 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] - 楼晓强;高建科;何建国;戴雨晴;陶金;曾强;
研究了不同掺量(0.1%和0.5%)的碳纳米管(CNT)和石墨烯纳米片(GNP)对水泥基复合材料孔隙结构的影响，采用氮气吸附测试NLDFT模型对孔隙结构进行分析，与传统的BET和BJH模型进行了对比，并对复合材料的力学性能、化学成分及微观形貌进行综合实验测量和表征。研究结果表明：掺有CNT和GNP的复合材料的抗压强度略有降低，但其抗折强度有较大幅度的提高，尤其是GNP组，当掺量为0.1%时，抗折强度提高了32.5%,具有显著的增强增韧效果；化学分析显示CNT和GNP的掺入不会改变水泥的水化产物和水化反应进程；复合材料中，10～50 nm范围内的介孔占总孔体积的比例最大，约为80%;GNP对水泥基复合材料孔隙结构的优化效果更好，可以明显减少孔隙体积，0.1%和0.5%的GNP掺量可分别导致NLDFT模型的孔体积减少9.7%和22.6%。
2025年03期 v.43;No.215 477-485页 [查看摘要][在线阅读][下载 3269K] [阅读次数：15 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：60 ] |[网刊下载次数：0 ] - 胡轶;李子建;刘磊;
采用磁控溅射法在Si(100)衬底上制备NiMn_2O_4薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜对薄膜微观结构和表面粗糙度进行表征，采用椭圆偏振光谱法，在300～850 nm波段内研究NiMn_2O_4薄膜。考察20～220℃温度下薄膜的光学特性，采用Tauc-Lorentz色散函数研究NiMn_2O_4薄膜的折射率、消光系数以及材料光学特性随温度的变化规律，并通过复介电函数虚部同变温XPS进一步证明，温度引起NiMn_2O_4薄膜材料光学特性变化的原因是源于材料内部Mn~(3+)/Mn~(4+)浓度比的变化。
2025年03期 v.43;No.215 486-492页 [查看摘要][在线阅读][下载 3078K] [阅读次数：9 ] |[引用频次：0 ] |[下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ]