2026年, 第57卷, 第4期　刊出日期：2026-04-30

  

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  功能材料. 2026, 57(4): 0-0.

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金属功能材料的多维度性能调控
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  矿物掺合料泥浆萃取液中合金耐蚀钢筋氯盐腐蚀行为

  廖启宸, 黎星琪, 刘先超, 张骏卿, 艾志勇, 郭晓钧, 黄玲, 宋丹

  功能材料. 2026, 57(4): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.001

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  采用线性极化、Tafel极化等方法研究了Cr10Mo1合金耐蚀钢筋(LA)(引入HRB400普通碳素钢筋(LC)对比)在不同掺量(0%、15%、30%、45%)矿物掺合料泥浆萃取液中氯盐(3.5%(质量分数)氯化钠)腐蚀行为,使用SEM/EDS法分析了钢筋腐蚀微观形貌及产物成分。结果表明:各泥浆萃取液中氯盐侵蚀下,随着矿物掺合料掺量增加,两种钢筋腐蚀倾向增大,但LA钢筋始终保持钝化状态,并未活化腐蚀,而LC钢筋腐蚀程度加剧并生成大量Fe-O疏松锈蚀产物。研究证实大掺量矿物掺合料泥浆萃取液中合金耐蚀钢筋仍具有良好的耐氯盐侵蚀性能,为大掺量矿物掺合料混凝土钢筋腐蚀防治新技术应用提供了参考依据。
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  锂掺杂n型Ag₈SnSe₆合金的制备与热电性能研究

  杨超, 姜淑印, 兰巨东, 曹晨阳, 刘雪莹, 李慧宇

  功能材料. 2026, 57(4): 9-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.002

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  Ag₈SnSe₆是一种具有本征低晶格热导率的三元n-型半导体材料,在热电领域颇受重视。但Ag₈SnSe₆化合物的载流子浓度(10²²~10²³ m^-3)较低,进而导致了较低的功率因子。因此本研究采用化学扩散的方法制备了锂掺杂的Ag₈SnSe₆化合物,通过形成能及能带计算,探讨锂掺杂后Ag₈SnSe₆电导率提高的内在原因。计算结果表明,锂在Ag₈SnSe₆中间隙位置的形成能最低,锂更倾向于占据间隙位置,引入的Li⁺能够给材料体系提供额外的电子,在一定程度上能够提高载流子浓度;此外,掺杂锂改变了Ag₈SnSe₆的能带结构,使带隙减小,导带底更接近费米能级,电子跃迁更加容易,从而增大了费米面附近载流子浓度,载流子浓度从2.50×10²² m^-3提升至5.58×10²⁴ m^-3,提高了2个数量级。由于电导率的增长速率明显超过Seebeck系数的下降速率,渗锂温度为373 K,渗锂时间为36 h时,Ag₈SnSe₆样品在618 K获得最大功率因子,为7.66 μW/(cm·K²),是本征样品最大功率因子(4.06 μW/(cm·K²))的1.89倍。最终,渗锂温度为373 K,渗锂时间为24 h时,Ag₈SnSe₆样品在605 K获得最大ZT值0.86,相较于本征样品(ZT=0.63)提升了~40%。
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  两相应变配分机制对双相不锈钢变形行为和软化机制的影响研究

  马明, 杜晓明

  功能材料. 2026, 57(4): 17-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.003

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  对双相不锈钢2507进行正交热拉伸试验,揭示奥氏体和铁素体高温协调变形机制,同时研究了合金应变配分特性对微观组织演变及变形行为的影响。研究发现,与一般合金钢不同,较高的温度和极低的应变速率并不利于合金奥氏体相的动态再结晶,应变能的积累才是其软化机制的决定性因素。当应变速率从0.01提高至0.1 s^-1,温度降低至950 ℃,奥氏体应变ε_γ达到阈值0.273,其动态再结晶才被触发。此外,有关热变形参数对两相应变配分的影响,已作定量表述。
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  不同元素掺杂对FeSiBY合金非晶形成能力与软磁性能的影响

  屈永佳, 吉丽, 杨军, 杨斯蒙, 张奕臻, 刘谨, 郭竣华, 许蓓

  功能材料. 2026, 57(4): 24-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.004

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  系统研究了微量掺杂元素P、Ti、Cu和C对Fe₇₈Si₇B_12.4Y_0.6合金的非晶形成能力、热稳定性及软磁性能的影响。通过真空电弧熔炼与单辊旋淬法制备了合金薄带,并利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和振动样品磁强计(VSM)对其微观结构和性能进行表征。结果表明,P和C元素的添加,得益于其与Fe原子的大尺寸差异引起的强拓扑混乱效应,有效促进了完全非晶结构的形成;而Ti和Cu则因原子尺寸及混合焓等因素导致α-Fe相析出,降低了非晶形成能力。DSC分析显示,Cu掺杂合金的过冷液相区宽度ΔT_x最大(126.2 ℃),表现出最优的热稳定性,C掺杂合金的ΔT_x最小(仅30.0 ℃),热稳定性较差。软磁性能结果显示,P掺杂合金在保持较高的饱和磁感应强度(B_s=1.50 T)的同时,具有最低的矫顽力(H_c=29.96 A/m),这归因于其均匀的非晶结构有效降低了磁畴壁钉扎效应;而C掺杂合金虽B_s最高(1.63 T),但巨大的内应力导致其H_c过大;Ti和Cu掺杂合金因晶化相的存在,软磁性能恶化。综上所述,P元素在非晶形成能力与综合软磁性能上展现出最佳平衡,是优化FeSiBY系非晶合金性能最为理想的微合金化元素。
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  兼具大比吸能和高循环稳定性的可重复缓冲吸能Ti-NiTi装配式机械超材料

  刘何龙, 李昊航, 周猛, 杨英, 崔立山, 郝世杰

  功能材料. 2026, 57(4): 30-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.005

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  传统金属缓冲吸能结构在受到冲击变形后无法恢复其初始形状,限制了它们在航空航天、交通运输等领域的应用。以TC4钛合金为例,虽然其具有高比吸能、轻量化和耐腐蚀等优异特性,但由于其“一次性耗能”特性,难以满足重复使用的需求。为解决这一难题,研究将钛合金与具有超弹性的NiTi合金相结合,制备了Ti-NiTi装配式机械超材料(Ti-NiTi AMM)。这种结构通过夹层设计,将钛合金的高比吸能等优势与NiTi合金的可重复使用优势相结合。在60%的压缩应变条件下,Ti-NiTi AMM的形状恢复率达74.7%,经过1 000次60%压缩应变循环后,形状恢复率仍保持在66.2%。此外,Ti-NiTi AMM还展现出卓越的能量吸收能力,单次使用的比吸能达到1.0 MJ/m³。这一研究为开发高性能、可重复使用的缓冲吸能金属结构提供了新的思路。
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  高强高导6×××系铝合金的制备工艺与性能优化研究

  向英瀚, 张丛睿, 刘文杰, 丁一, 侯士波, 武一夫, 郭旭

  功能材料. 2026, 57(4): 39-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.006

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  6×××系(Al-Mg-Si)铝合金是电力与交通领域替代铜导体的关键材料,但其强度与导电性相互制约,实现协同提升是当前的研究难点。系统综述了通过成分设计、热处理及变形加工策略以优化该系列铝合金综合性能的研究进展。重点剖析了Mg/Si比例对析出行为的核心作用,以及Cu、Mn、Cr和Sc、Zr、La等微合金化元素的协同作用机制;进而讨论了均匀化-固溶-时效传统热处理,并结合深冷处理、严重塑性变形等新型工艺对组织与性能的调控规律。最后,针对当前协同优化机制与产业化面临的挑战,展望了通过多尺度微观组织设计实现性能突破的未来研究方向。
热点·关注
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  Sr_0.7Bi_0.1TiO_2.85复合改性 (Pb, La)(Zr, Sn, Ti)O₃反铁电陶瓷的制备及储能效率研究

  李明炜, 吴天贺, 白耀宁, 孙清池, 张亦文, 季惠明

  功能材料. 2026, 57(4): 53-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.007

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  通过固相反应法制备了 (1-x)Pb_0.94La_0.04(Zr_0.42Sn_0.40Ti_0.18)O₃-xSr_0.7Bi_0.1TiO_2.85(PLZST-SBT)复合材料,主要研究了SBT使用量(x=0.1~0.4)对反铁电体材料显微结构与储能效率的影响。当x=0.1、0.2时,材料内部四方相PLZST与立方相SBT共存,立方相的电滞回线特性提升了材料的储能效率;当x=0.3时,Bi³⁺扩散进入PLZST内部形成的微纳米极性区域(PNRs)成为材料主要的极化响应机制,但仍有反铁电相区域残留,形成一种弛豫型反铁电体。当x=0.3时材料的储能性能最佳,经过工艺优化后储能效率能达到81%,储能密度为0.86 J/cm³。结果表明,(Sr, Bi)TiO₃复合 (Pb, La)(Zr, Sn, Ti)O₃基陶瓷是一种有效的提高反铁电体材料储能效率的方法。
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  耐热型相变颗粒的制备方法和性能表征

  代晨曦, 魏堃, 倪腾飞, 王思凡

  功能材料. 2026, 57(4): 59-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.008

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  相变颗粒在调节温度方面具有显著潜力,但目前仍面临诸多挑战,如热稳定性不足、相变焓值较低以及制备工艺成本高昂等问题。为解决相变颗粒耐热性问题,研究提出了一种“多孔吸附-环氧封装”协同级封装技术,通过多孔载体对相变物质的物理吸附作用与环氧树脂封装固化形成致密壳层的化学方法相结合,制备具有优异综合性能的高温与低温复合相变颗粒(HTPCMP/LTPCMP)。利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,对相变颗粒的热稳定性和微观形貌进行系统评估。结果表明,高温相变颗粒(HTPCMP)的相变焓值为100.7 J/g,相变温度范围为45~60 ℃;低温相变颗粒(LTPCMP)的相变焓值为50.5 J/g,相变温度范围为-1.4 ~15.8 ℃。两种相变颗粒在经过160 ℃加热30 min的热处理以及多次热循环后,其相变焓值和相变温度范围保持稳定,展现出良好的热稳定性和循环稳定性。
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  TiB₂含量对原位生成TiB₂/7075铝基复合材料组织及性能影响

  郑阳, 张会, 廖仲尼, 李亚鹏, 王涛涛, 李俊杰

  功能材料. 2026, 57(4): 69-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.009

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  混合盐法制备TiB₂颗粒增强铝基复合材料凭借其成形工艺简单、成本低、轻质高强、力学性能优异和机械加工性能良好等优势在航空航天、汽车动车等领域展现出广泛的应用前景。采用原位合成混合盐反应法制备了不同TiB₂质量分数的TiB₂/7075铝基复合材料,研究了TiB₂含量对复合材料的显微组织及力学性能的影响。结果表明,TiB₂的加入会抑制晶粒的生长,实现晶粒细化。在TiB₂含量为4.5%(质量分数)时,晶粒细化效果最为显著,复合材料晶粒尺寸由7075铝合金的83.42 μm细化至48.35 μm。同时,力学性能提升最为显著,抗拉强度和延伸率分别提高了26.8%和8%。计算分析表明,TiB₂/7075铝基复合材料以Orowan强化机制为主,细晶强化、载荷传递强化、热失配强化为辅,几种强化机制共同作用下有效提升了复合材料的力学性能。
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  巯基改性纳米银/聚乙烯醇智能比色可剥离涂料制备及性能研究

  张梓渊, 冉可, 陈红志, 何智宇

  功能材料. 2026, 57(4): 77-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.010

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  在核工业的日常运行及退役过程中,铅作为重要的金属元素得到了广泛使用,但其对环境的巨大影响使其需要一定的技术手段能够对其进行有效监控。针对现有主要监测技术不适用于核设施的现场监测及实时快速分析需求,检测能力及选择能力尚待提升的现状,研究制备了一种针对铅离子的显色可剥离去污材料,该材料通过引入特定的化学基团,能够实现对铅离子选择性吸附的同时发生明显的颜色变化,从而实现对铅污染的可视化监测。通过对纳米银颗粒(AgNPs)改性过程中的分散剂用量、试剂浓度、温度等影响去污材料对铅离子检测能力的因素进行了讨论,通过对红外测试、去污剂力学性能、接触角、ZETA电位等测试对去污剂的综合使用性能进行了系统研究,以验证其在实际应用中的可行性和优势。
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  基于第一性原理研究掺杂对MoTe₂吸附NO光学性质的影响

  徐凤霞, 朱洪强, 罗磊, 尹开慧吴泽邦, 高田军, 辜永红, 岳远霞, 杨桐, 贾伟尧

  功能材料. 2026, 57(4): 85-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.011

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  基于密度泛函理论的第一性原理计算方法系统地研究了未掺杂MoTe₂以及B掺杂、Fe掺杂和B-Fe双掺杂MoTe₂表面对NO分子的吸附行为,计算了吸附距离、电荷转移量、能带结构、态密度和光学性质。结果表明,与未掺杂MoTe₂相比,3种掺杂MoTe₂表面吸附NO的吸附距离缩短且MoTe₂表面与NO之间的电荷转移量增加。掺杂后吸附体系的带隙均减小,并在费米能级附近引入了杂质能级,为电子跃迁提供了新通道。在可见光范围(1.60~3.20 eV)内,3种掺杂方式中B-Fe双掺杂对体系光学性能的提升效果最为显著,其吸收系数和反射系数的峰值分别较未掺杂体系提高了约1.13倍和1.60倍。B-Fe双掺杂不仅能增强MoTe₂表面与NO的相互作用,还能有效提升材料的光学性能,为基于MoTe₂的NO气体检测传感研究提供了理论依据和实验参考。
综述·进展
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  基于双电层电容设计析氢电催化剂的研究进展

  胡佳幸, 廖丹, 张文展, 周冬兰, 邱小林

  功能材料. 2026, 57(4): 91-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.012

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  双电层电容可以揭示电极表面与电解质之间的电荷分布和储能特性,对催化反应的电荷传递和能效有重要影响。归纳总结了双电层电容的发展历程,讨论双电层电容与析氢反应性能的内在联系,围绕催化剂骨架,电子结构,反应界面综述双电层电容策略设计析氢电催化剂设计的最新成果,并指明双电层电容指导设计析氢电催化剂面临的挑战与未来发展方向。
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  共轭微孔聚合物复合材料制备及应用研究进展

  郭雨, 徐源, 崔梦娇, 玉娇, 雷洋

  功能材料. 2026, 57(4): 99-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.013

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  共轭微孔聚合物(CMPs)是一类具有刚性的π-共轭框架和永久微孔性的新兴多孔有机材料,可提供多功能的构建单元和多样化的合成策略,具有高比表面积、永久微孔性、结构可调性等特点。随着合成方法和纳米科学的不断发展,CMPs已成功与多种功能材料如碳纳米管、氧化石墨烯、二氧化硅、金属纳米颗粒等结合,形成了性能优于单一组分的复合材料。对 CMPs复合材料的制备策略和其主要的应用领域进行总结,有利于系统地阐明CMPs基复合材料中的结构-性能关系。综述了目前多种CMPs基复合材料的制备研究进展,同时具体介绍了CMPs基复合材料在储能、催化、分离等领域的应用,并提出了CMPs基复合材料面临的挑战与发展方向。
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  煤矸石制备新型多功能材料研究进展

  王冉兴, 席爽, 柯军, 汪佳

  功能材料. 2026, 57(4): 110-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.014

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  随着资源循环利用与绿色发展需求的日益提升,煤矸石的高值化利用已成为固废处理与功能材料领域的研究热点。系统综述煤矸石制备吸附材料、陶瓷材料、催化材料及新能源材料研究进展的基础上,重点剖析了各类材料制备中的预处理方法与工艺创新,并深入探讨了组分调控、活化改性等关键技术的突破与效能提升机制。针对煤矸石原料成分地域差异大、活化成本高、规模化制备难等问题,并结合市场导向,提出多源煤矸石协同利用、新能源存储材料、梯度活化以及过程耦合等策略。
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  NiFe-LDH在海水氧化电催化的研究进展

  贾紫怡, 马泽兴, 周嘉俊, 韩婕, 张军军, 包维维

  功能材料. 2026, 57(4): 121-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.015

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  在全球能源需求增长与环境污染加剧的背景下,氢能作为一种清洁可再生能源备受关注。传统制氢方式依赖化石燃料,伴随高碳排放,而电解水制氢虽环境友好,却受限于稀缺的淡水资源。海水电解因资源丰富成为替代方案,但面临反应动力学缓慢、竞争性副反应及电极腐蚀等挑战。其中,析氧反应(OER)是效率瓶颈,而镍铁层状双氢氧化物(NiFe-LDH)因其低成本、高活性和结构可调性,成为海水电解阳极催化剂的研究热点。系统综述了NiFe-LDH的制备方法(如水热法、电沉积法)及改性策略(如插层工程、元素掺杂和异质结构设计),以提升其催化性能与稳定性,为推进海水电解制氢技术的大规模应用提供理论支撑与方向展望。
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  水热炭及其改性在厌氧消化中应用的研究进展

  蒋莉, 谢更新, 张虹

  功能材料. 2026, 57(4): 132-146. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.016

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  厌氧消化(Anaerobic Digestion, AD)是实现有机废弃物无害化与资源化处理的重要技术,但在实际应用中仍面临甲烷产率较低和系统稳定性不佳等问题。水热炭是一种由废弃生物质经水热碳化制备的富碳材料,可有效改善AD系统性能。首先总结了水热炭的原料、制备参数(反应温度和停留时间)和添加量对水热炭特性及AD过程的影响;其次,梳理了各类改性手段(物理改性和化学改性)对水热炭性质及改性水热炭对AD系统强化效能的影响;最后,从水热炭的吸附作用、功能微生物及其代谢功能的强化,以及互营微生物之间直接种间电子传递的构建三个方面探讨了水热炭的作用机理,并指出未来研究需重点关注的方向。综述旨在为水热炭在AD中的工程化应用提供理论依据与技术参考。
研究·开发
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  冷喷涂Al6061/SiC涂层显微组织及力学性能研究

  余波, 王峰, 辛红敏, 程清思, 周金华, 李羿含, 李光平

  功能材料. 2026, 57(4): 147-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.017

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  为了提高铝合金的使用寿命,常需要在表面制备涂层以提高其硬度及耐磨性能。采用冷喷涂技术在Al6061基体上制备了Al6061/SiC复合涂层,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉伸试验以及摩擦磨损试验,研究了粉末中SiC含量对涂层微观结构及力学性能的影响。结果表明,15%、30%、45%(质量分数)3种含量的SiC粉末所制备的涂层均致密;随着初始粉末中SiC含量增加,复合涂层涂层中的SiC颗粒含量由8%增至23%,孔隙率先升后降,在45%时最小为1.58%,显微硬度呈现非线性变化,在45%时达到最大值111.4HV_0.3,结合强度随SiC含量增加显著提升,由24.04 MPa提升至40.37 MPa,但拉伸强度由于颗粒团聚体下降至126.59 MPa,磨损量由于摩擦机制的改变从2.61 mg减少到1.9 mg。
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  双层包覆聚磷酸铵与OATP在LDPE中的协同阻燃效应

  周文倩, 欧红香, 刘孟龙, 罗安祺, 朱方, 薛洪来

  功能材料. 2026, 57(4): 155-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.018

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  采用溶胶凝胶法与原位聚合法制备双层核壳结构的聚磷酸铵(PA@SiO₂@APP),改善极性阻燃剂与基体相容性差的问题。将PA@SiO₂@APP、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)复配膨胀阻燃低密度聚乙烯(LDPE)。为进一步提高阻燃效率,向体系引入协效剂有机改性凹凸棒土(OATP)。结果显示,植酸(PA)、二氧化硅(SiO₂)凝胶对聚磷酸铵(APP)的双层包覆赋予其良好的疏水性与相容性。OATP经有机改性后与LDPE基体的相容性得到增强,能够更均匀地分散在基体中,进一步提升界面结合力,减少应力集中。其断裂伸长率为465.9%,拉伸强度为15.1 MPa。OATP中的Si、Al元素促进致密的炭化屏障的形成,从而显著降低燃烧强度,保护基体不被进一步分解。当IFR和OATP添加量为28%和2%,LDPE5的极限氧指数(LOI)可达31.8%,垂直燃烧(UL-94) V-0级。锥形量热实验(CCT)进一步对材料的燃烧性能进行评估,LDPE5的峰值热释放速率 (pHRR)和总热释放量(THR)相较LDPE分别降低了67.7%和24.4%。对锥量测试后的残炭进行分析测试,结果表明燃烧后的LDPE5炭层具有更高的石墨化程度,炭层致密完整。LDPE阻燃复合材料的防火安全性得到有效提高。
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  膨胀石墨/碳酸钾复合吸附储热材料制备与性能研究

  段之殷, 张成龙, 胡然, 黄柯

  功能材料. 2026, 57(4): 166-172. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.019

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  采用酸性纳米二氧化硅溶胶对膨胀石墨(EG)进行改性,制备亲水改性的膨胀石墨 (MEG),采用溶液浸渍法制备了K₂CO₃@MEG复合储热材料, 最佳比例为88∶12(K₂CO₃:MEG)。复合材料吸水量高于理论值,且吸附速率、循环稳定性、脱附平衡时间以及残余含水量均优于碳酸钾水合盐。SEM及EDS测试表明,MEG表面被二氧化硅涂层覆盖,形成不规则裂纹,盐均匀分布在孔隙中呈珊瑚状,增加了表面粗糙度和比表面积,提高了水合速率;XRD及FT-IR光谱测试表明,二氧化硅溶胶对EG的改性及材料的复合均为物理结合;差式扫描仪和导热仪的测试表明,材料储热密度为571.47 kJ/kg,且由于MEG的引入,导热系数提高到2.05 W/(m·K),是K₂CO₃导热系数理论值的16~24倍。该复合材料的吸附速率、机械稳定性以及导热系数均得到了明显的提升。
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  阳离子改性细菌纤维素复合隔膜及其锂金属电池性能

  黄佳景, 黎帅, 赵茂茂, 黄跃纯, 袁静, 贾婧珂, 陈传红, 那兵

  功能材料. 2026, 57(4): 173-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.020

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  锂金属电池(LMBs)是最具前景的储能器件之一。然而锂枝晶不可控形成危及电池安全。隔膜能够有效调控锂沉积/剥离稳定性。因此开发功能隔膜是应对LMBs安全挑战的高效解决方案。提出一种通过阳离子聚合物(聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA))与细菌纤维素(BC)的静电结合,通过真空辅助抽滤制成的功能复合隔膜B2P1,具备高锂离子迁移数(t_Li⁺=0.79)、高离子导电率(1.35 mS/cm)及优异的热稳定性(210 ℃不收缩)等优势特性。此外,基于B2P1隔膜的锂金属电池在1 C倍率下,展现出远优于聚烯烃隔膜的循环性能,更高的初始放电比容量(150.1 mAh/g vs. 144.6 mAh/g)和容量保持率(200圈,94.27% vs. 78.98%)。为制备高性能复合隔膜提出了一种新思路,并为抑制锂枝晶生长以提升LMBs安全性提供了一种新途径。
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  基于水泥稳定不锈钢渣材料的固化及其影响研究

  明阳, 朱奇阳, 李玲, 张耀文, 张红日, 张欣, 王印, 林金钧

  功能材料. 2026, 57(4): 183-189. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.021

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  研究针对不锈钢渣重金属析出问题,通过实验确定固化剂的种类与掺量,确定最优的固化剂种类和掺量,并继续探究固化剂对水泥稳定不锈钢渣材料的力学性能的影响,利用X射线衍射测试(XRD)、热重-热差测试(TG-DTG)与微观形貌测试(SEM)进行分析。结果表明,相较于无固化剂的基准组,掺入4‰液体固化剂的试验组的7 d、28 d无侧限抗压强度分别提高35.4%、52.4%,28 d、90 d间接抗拉强度分别提升35.9%、70.3%,90 d、120 d弯拉强度分别提升26.3%、36.4%,铬离子固化效果达51.1%,锰离子固化效果达49.2%,汞离子固化效果达35.6%。
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  钕铁硼辐射环的整体烧结成型及其表磁场

  苗垒, 何欢, 张葆华, 韩晓星, 郭敬东, 张辉, 孙友谊

  功能材料. 2026, 57(4): 190-195. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.022

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  整体烧结钕铁硼辐射环由于磁场呈径向分布,且可调控尺寸范围大(尤其可制备大直径)、力学性能和磁性能高在航天航空、新能源汽车、无人机、医疗器械等领域具有广泛应用前景。然而,由于缺乏成熟的商用磁场模压设备和各向异性磁取向容易引起烧结开裂的问题,目前烧结钕铁硼辐射环多为拼接结构,整体烧结钕铁硼辐射环的制备及应用研究较少。为此,利用自主开发的整体辐射环专用磁场模压设备,通过严格的成型工艺控制,制备了整体烧结钕铁硼辐射环,并探索了模压成型磁场大小(1.0 T和1.5 T)对整体烧结钕铁硼辐射环的微观结构和磁性能影响规律。研究结果显示,随着成型磁场从1.0 T增加到1.5 T,磁环的表磁场由110.5增加到125.7 mT。这些研究结果为进一步设计和制备高性能整体烧结钕铁硼辐射环提供理论依据和指导。
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  基于去离子水热处理工艺的丝素蛋白气凝胶制备及其结构与性能研究

  廖小侃, 巨俊, 王娟, 鲁志松

  功能材料. 2026, 57(4): 196-205. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.023

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  研究在生丝预处理环节采用去离子水热处理替代传统碱溶液热处理,经室温溴化锂溶解和冷冻干燥等步骤,构建了结构和性能可调的再生丝素蛋白气凝胶。在这一过程中,系统探究了不同热处理条件下,蚕丝形貌、溶解后纤维尺寸、丝素蛋白分子量分布、成型后气凝胶结构及其性能的变化。结果表明,相较于碳酸钠溶液热处理蚕丝,去离子水热处理条件更加温和,所得丝素蛋白分子量更大,能更好地获取丝素蛋白纤维多层级结构。通过改变热处理持续时间,可有效调控丝素蛋白气凝胶内部的片层和纤维组分占比,制得以水溶性丝素蛋白为基质、多尺度纤维为骨架的类“钢筋—混凝土”结构。所得气凝胶在压缩应变为80%时,最大压缩应力范围为3.86~9.13 kPa,在弹性形变区的压缩模量范围为1.02~2.29 kPa,均高于传统碳酸钠溶液热处理组。隔热性能测试显示,去离子水热处理气凝胶温差范围为27.1~28.4 ℃,均高于碳酸钠溶液热处理组。综上,通过去离子水热处理可有效调控丝素蛋白气凝胶的机械性能和隔热保温性能,令其适应更多不同应用场景的需求。
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  生物炭/海藻酸钠固定化真菌小球的制备及对Pb²⁺的吸附特性研究

  戚永梅, 李海红, 罗皓丽

  功能材料. 2026, 57(4): 206-213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.024

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  随着工业化进程的加快,铅等重金属污染对生态系统和人类健康构成严重威胁。生物吸附技术因其经济环保、无二次污染等特点成为去除金属离子的重要技术手段之一。以海藻酸钠和生物炭为载体、CaCl₂为交联剂,采用吸附-包埋法固定亚隔孢壳属真菌制备固定化菌球,并对其进行表征分析,研究菌球对Pb²⁺的吸附机理,结果表明,Pb²⁺主要通过胞外沉淀和内球络合作用被吸附。以Pb²⁺去除率作为评价指标,研究外界条件对固定化菌球去除Pb²⁺的吸附性能影响,结果表明,去除Pb²⁺的最佳条件为:pH=6,小球投加量3.0 g,吸附时间120 h,初始浓度为2 000 mg/L,在此条件下Pb²⁺的去除率达90.34%。根据吸附动力学和等温线表明,固定化菌球对Pb²⁺的吸附过程更符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附并且以化学吸附为主。
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  偶联剂改性石膏晶须提高天然橡胶的力学与耐老化性能

  马云龙, 王振峰, 贾中帅, 陈明光, 王继平, 李勇

  功能材料. 2026, 57(4): 214-220. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.025

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  为解决天然橡胶(NR)力学与耐老化性能欠佳的问题,以KH-550、KH-560、KH-570 3种硅烷偶联剂改性石膏晶须(CSW),通过能谱、红外光谱和X射线衍射测试证实,硅烷偶联剂成功附着于CSW表面且于其羟基发生反应,这一反应并未改变其晶体结构;粒度分析和扫描电镜分析筛选出分散性最佳的改性方法,再通过干混工艺制备改性CSW/NR复合材料。结果表明,超声改性CSW可有效提升NR性能:当添加量为3 phr时,复合材料力学性能较空白样显著提升,拉伸强度、断裂伸长率、100%定伸应力、300%定伸应力、硬度分别提升39%、18%、42%、42%、15%;耐老化7 d后上述性能分别提升66%、15%、41%、35%、5%。
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  二氧化硅原位改性纳米纤维素复合隔膜及高性能锂金属电池

  贾婧珂, 袁静, 黎帅, 黄佳景, 邹淑芬, 那兵

  功能材料. 2026, 57(4): 221-229. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.026

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  锂电池在新一代储能设备中占据至关重要的地位,隔膜对锂电池的安全性和电化学性能起关键作用。因此,制备一种具有优良孔隙率、电解液润湿性和热稳定性的隔膜十分有必要。以纤维素纳米纤维为原料,通过与聚乙烯亚胺交联和二氧化硅原位改性制备的复合隔膜,具有优异的孔隙率(78.2%)、吸液率(346.1%)和锂离子迁移数(0.69)。以磷酸铁锂(LiFePO₄)为正极、锂金属为负极组装的电池,在0.5 C的电流密度下具有最高的放电比容量(158.4 mAh/g),在5 C的高电流密度下仍具有99.6 mAh/g的放电比容量,而且具有良好的界面相容性和循环稳定性。
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  基于碳稳定同位素的纳米材料强化微藻固碳研究

  马蕴杰, 刘瑀, 王国光, 荣广志, 王海霞

  功能材料. 2026, 57(4): 230-236. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2026.04.027

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  系统考察了Fe₃O₄、ZIF-8及Fe₃O₄@ZIF-8(0~25 mg/L)对小新月藻(Nitzschia closterium)生长与固碳性能的影响。结果表明,纳米材料对微藻生长呈现“低促高抑”的浓度效应,Fe₃O₄@ZIF-8处理下生物量最高提升47.91%。材料表征(SEM、BET、XPS)表明其通过界面作用参与生长过程。CO₂生物固定率最高提升63.64%,δ¹³C分馏值降低,碳酸酐酶与核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶表达显著改变,表明纳米材料通过调控酶活性与碳利用增强碳同化效率。研究为纳米材料强化微藻碳捕集技术提供理论基础。