功能材料

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不同纳米材料对粉煤灰基地聚合物的改性作用

郭晓潞，施惠生，夏明

功能材料. 2016, 47(11): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.001

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系统研究了不同种类纳米材料对CFA基地聚合物的凝结时间和力学性能的影响，并结合FT-IR研究了其纳米改性作用机制。结果表明，纳米Al₂O₃对凝结时间的影响不大，纳米SiO₂、硅灰与稻壳灰均能够缩短体系的凝结时间，且掺量越大影响越明显。化学合成纳米材料和天然纳米材料均能提高CFA基地聚合物早期抗压强度，其中硅灰的适宜掺量为10%(质量分数)，稻壳灰为5%(质量分数)。纳米SiO₂和硅灰的掺入提高了CFA基地聚合物体系无定型凝胶相的聚合度;纳米Al₂O₃和稻壳灰对凝胶相的结构无明显影响。纳米材料通过化学作用、颗粒填充作用和晶种成核作用提高了CFA基地聚合物的抗压强度。

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高性能环保型尾矿砂水泥基复合材料增韧性能研究

鲍文博，底高浩，陈四利，李林凤

功能材料. 2016, 47(11): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.002

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针对项目组研发的高性能环保型建材即替代比率达50%的尾矿砂PVA纤维水泥基复合材料，采用立方体抗压实验、薄板四点弯曲实验和薄板拉伸实验，分别测得了该复合材料的抗压强度、弯曲荷载-挠度位移和拉伸应力-应变等特性曲线，获得了该复合材料的弯曲韧性和弯曲强度以及断裂能和抗拉强度。通过实验，研究PVA纤维掺量和水胶比等因素对尾矿砂PVA纤维水泥基复合材料增强和增韧性能的影响。实验结果表明，配合比对尾矿砂PVA纤维增韧水泥基复合材料的力学性能有显著影响;合适的配合比可使该复合材料获得准应变硬化和多裂缝特征，使其具有良好的弯曲韧性和抗拉延性以及较好的抗压强度、弯曲强度和抗拉强度。综合评价了尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料的强度、韧性及其适用性，为该环保型复合材料的工程应用提供了依据。

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减振集料对高强混凝土的收缩性能影响

田耀刚，朱琳，王帅飞，杨婷婷，贾侃，李炜光

功能材料. 2016, 47(11): 13-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.003

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基于轻集料多孔可吸附性，采用常压与负压浸泡两种方法将不同阻尼材料(水和聚合物乳液)导入多孔轻集料中制备出减振集料并用于配制高强混凝土，在分析减振集料等体积取代普通集料对混凝土强度和阻尼功能影响的基础上，重点研究其引入对混凝土内部湿度与收缩性能影响，并结合SEM与MIP分析其微观结构。结果表明:掺加适量减振集料可显著提高混凝土阻尼功能而不明显降低其强度，减振集料可发挥内养护作用并明显改善混凝土收缩性能，延长膨胀剂作用时间，优化水泥石孔隙结构。

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不同微结构SiCNO陶瓷的制备及介电特性研究

余煜玺，刘逾，张志昊，伞海生，许春来

功能材料. 2016, 47(11): 18-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.004

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以双亲性嵌段共聚物F127(PEO₁₀₆-PPO₇₀-PEO₁₀₆)为模板剂，聚乙烯基硅氮烷(PVSZ)为前驱体，采用软模板法和无压烧结工艺制备出不同微结构SiCNO陶瓷。利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪、动态光散射、热重分析和阻抗分析仪等手段表征SiCNO陶瓷，并分析了不同形貌结构对陶瓷介电损耗特性的影响。结果表明，通过精确控制蒸发温度可制备出棒状、十字架状、球形和卵形结构SiCNO陶瓷; SiCNO陶瓷介电损耗与形貌结构密切相关，介电损耗值随着蒸发温度升高呈先增大后降低的趋势，当陶瓷微观结构为十字架结构时，介电损耗达到最高值为0.24;当陶瓷微观结构为卵形结构时，介电损耗最低值为0.03。

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稻草碎料/聚丙烯复合材料制备及性能研究

郑霞，袁光明，乔建政，唐钱，朱凌波

功能材料. 2016, 47(11): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.005

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以稻草碎料和聚丙烯为主要原料，采用热压成型制备了稻草碎料增强聚丙烯复合材料，研究了NaOH改性剂浓度、稻草碎料质量分数以及热压温度对复合材料力学性能的影响。研究表明，8%NaOH处理可以去除稻草碎料中部分半纤维素，使稻草碎料表面变得粗糙，有效改善了复合材料力学性能;稻草质量分数为40%时，聚丙烯可以有效包覆稻草碎料，复合材料拉伸强度和冲击强度的得到改善;热压温度为180 ℃时聚丙烯的流动性好，能改善稻草碎料在聚丙烯中分散的均匀性，且不会使聚丙烯热降解。此时，复合材料拉伸强度和冲击强度分别达到了最大值61.2 MPa和18.4 kJ/m²。

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Al/Ni反应叠层箔的研究进展

孙跃，芦强强，宋广平，雍志鹏，赫晓东

功能材料. 2016, 47(11): 27-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.006

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Al/Ni反应叠层箔具有高能量密度特征，并可以由自蔓延反应方式快速释放此能量，所伴随的显著温升现象对于特种焊接具有重要意义。采用不同制备技术获得的Al/Ni反应叠层箔的组织结构特征各异，其自蔓延反应动力学特征亦有所不同。迄今所开展的相应反应热、生成相顺序及自蔓延速率的探索已获得了较为丰富的研究成果，为Al/Ni反应叠层箔工程应用的前期研究提供了重要支撑。

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一维GaN纳米材料制备及其光电器件研究进展

贾若飞，杨丽丽，杨丰，王飞，杨慧，李岚

功能材料. 2016, 47(11): 34-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.007

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一维GaN纳米材料相对于薄膜材料在光电器件应用方面具有诸多优势，本文主要论述一维GaN纳米材料的主要制备方法及其光电器件应用的研究进展。首先分别介绍采用MOCVD、MBE、CVD及模板法制备一维GaN纳米材料，重点论述GaN纳米材料的结构与形貌调控。其次介绍一维GaN纳米材料分别应用于主要光电器件包括LED、太阳能电池、激光器及光探测器的研究动态，讨论纳米材料性能、结构以及制备技术对其器件性能的影响。最后对一维GaN纳米材料的发展与应用前景进行展望。

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超支化聚酯对形状记忆环氧树脂性能影响的研究

李文晓，赵鹏飞，陈毓焘

功能材料. 2016, 47(11): 41-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.008

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使用端羟基超支化聚酯(HBP)改善形状记忆树脂体系在室温和赋形温度下的拉伸性能。研究表明，当HBP加入量低于5%时，形状记忆环氧树脂的玻璃化转变温度(T_g)出现轻微的下降;超过这一比例后，T_g随HBP加入量的增加逐渐提高。此外，形状记忆环氧树脂的拉伸性能得到了显著改善，在室温下，树脂的断裂伸长率和拉伸强度可分别提高14.6%和7.6%，在赋形温度下，二者可分别提高27.7%和57.3%。电镜观察显示，当加入量较低时，HBP与环氧/酸酐体系完全相容，改性效果显著;而加入量大于10%时，HBP在树脂体系中形成相分离，改性效果较差。

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复合型水性聚氨酯涂料的制备与防腐性能研究

杨文静，王琪辉，黎学明，李勇，籍永亮，牛丽丹

功能材料. 2016, 47(11): 46-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.009

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水性聚氨酯涂膜的附着力、致密性和收缩性等方面存在不足，使其在金属防腐涂料领域没有获得广泛的应用。针对水性聚氨酯反应性官能团少和交联度低的特点对其进行改性，并对涂层的性能进行了研究。采用Tafel曲线外推法，EIS交流阻抗等电化学方法研究不同—NCO/—OH值涂层在5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明，红外光谱分析表明实验成功制得了预期产物，热分析表面涂层具有良好的耐热性。—NCO/—OH值为1.90的涂膜性能最优，腐蚀电流为1.83×10^-7 A/cm²，阻抗模值为666 723 Ω·cm²。

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巯基改性玻璃纤维化学镀银导电性的研究

李金龙，汪庆卫，王宏志，宁伟，高杰，李自豪

功能材料. 2016, 47(11): 51-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.010

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镀银玻璃纤维因具有良好的导电性能而广泛应用于电磁屏蔽材料。本文对3-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)改性的玻璃纤维表面进行化学镀银，利用银离子与巯基发生配位反应制备了镀银玻璃纤维导电材料。利用电化学工作站测量镀层玻璃纤维单丝电阻率。结果表明，KH580浓度较低时，因难以形成完整的单分子层膜其电阻率较高，而KH580浓度过高时，多层组装膜呈现的疏水性会阻碍银层的形成，也会增加电阻率。当KH580浓度为2%时，镀银层均匀致密，超声清洗表明镀层结合牢固，其电阻率最低可以达到7.2×10^-7 Ω·m。

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纤维类别对三维浅交弯联复合材料弯曲性能影响的数值模拟

冯古雨，曹海建，钱坤

功能材料. 2016, 47(11): 56-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.011

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借助绘图软件PRO/E建立一种三层三维浅交弯联机织复合材料结构细观模型，并借助大型有限元软件ANSYS对该复合材料的弯曲力学性能进行模拟分析。分别将纤维材料定义为玻璃纤维和碳纤维，树脂基体定义为环氧树脂E51。对比在1 kN的弯曲载荷作用下，两种不同类别纤维作为增强体时的复合材料、纤维增强体和树脂基体的应力、应变分布情况，预测复合材料的破坏形式，并与实验结果定性对比。结果表明，玻纤作为增强体时比碳纤维表现出更大的弯曲应力和弯曲应变，更容易发生破坏;1 kN弯曲载荷作用下复合材料的破坏形式主要为纤维增强体的变形，树脂基体的碎裂以及纤维增强体和树脂基体间的脱粘。

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AA2195铝锂合金的热变形行为

邓赞辉，李世清，吴洋，王彬，张志清，黄光杰

功能材料. 2016, 47(11): 61-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.012

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通过Gleeble-3500热模拟实验机上进行热压缩实验，研究了变形温度为400～500 ℃，应变速率为0.01～10 s^-1时2195铝锂合金的热变形行为。通过金相显微镜研究了热变形中显微组织的演变。研究结果表明，该合金流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的提高而增大。该合金流变应力可采用Zener-Hollomon参数来描述，在获得流变应力σ解析表达式中A=7.08018×10¹² s^-1、α=β/n₁=0.01473、n₁=5.42929，其热变形激活能为Q=190.27 kJ/mol。热加工图表明AA2195铝锂合金适宜加工区为400～430，442～473 ℃，应变速率为0.01～0.2 s^-1以及温度范围为477～500 ℃，应变速率为0.01～0.3 s^-1的区域。

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聚氨酯后处理对发泡水泥保温板性能的影响

林益军，刘萍，王健雁，唐爱东，潘春跃

功能材料. 2016, 47(11): 68-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.013

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采用全水发泡填充和溶液浸泡两种后处理方式考察聚氨酯宏观结构对发泡水泥密度、孔形貌、吸水率、导热性能及强度的影响，并对其作用机制做了进一步探讨。研究发现，聚氨酯全水发泡填充使得发泡水泥容重下降，吸水率增加，抗压强度随着填充孔径减小而增大;经过聚氨酯溶液浸泡后的水泥发泡体系质量吸水率降低37.2%(质量分数)，抗压强度提高364%，导热系数下降32.4%。

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溶剂对晶硅太阳能电池背银电极用银浆的性能影响

汤森进，彭帅，邹文

功能材料. 2016, 47(11): 72-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.014

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实验采用松油醇-二乙二醇丁醚醋酸酯-柠檬酸三丁酯的溶剂体系，通过改变三种溶剂的质量比，考察了溶剂对晶硅太阳能电池背电极用银浆的性能影响，并利用扫描电子显微镜(SEM)、综合热分析仪(TG-DTA)等仪器对样品进行了表征。实验结果表明，松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯按2∶2∶3的质量比配制的背面银浆性能更佳，其膜层致密、焊接拉力高，并且光电性能更优。

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Li以及Li化合物的添加对17Mg/12Al复合材料储氢性能影响的研究

蓝志强，吕韶霞，曾科，经辉，郭进

功能材料. 2016, 47(11): 76-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.015

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通过粉末烧结制备17Mg/12Al复合材料，然后再添加Li，LiH以及LiAlH₄混合球磨制备17Mg/12Al+10M(M=0，Li，LiH，LiAlH₄)复合材料。经研究发现，烧结后的17Mg/12Al复合储氢材料主要由Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Al₃组成，经过20 h机械球磨后，Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Al₃转变为具有FCC结构的Mg-Al固溶体。Li以及Li化合物的添加能提高Mg-Al固溶体的储氢容量和改善Mg-Al固溶体的热力学性能，如17Mg/12Al复合材料的储氢容量为1.73%(质量分数)，添加Li以及Li化合物后，17Mg/12Al+10M(M=Li，LiH，LiAlH₄)的吸氢量则分别上升到2.23%，2.36%和1.81%(质量分数)，且脱氢活化能从194.5 kJ/mol分别降低到172.8，146.3和155.4 kJ/mol。

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二十二烷/膨胀石墨复合相变材料的制备与表征

李云涛，晏华，汪宏涛，余荣升，胡志德

功能材料. 2016, 47(11): 81-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.016

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基于膨胀石墨(EG)良好的热性能和吸附性，以膨胀石墨为吸附介质，以二十二烷(DE)为相变材料，用熔融共混法制备了二十二烷/膨胀石墨复合相变材料，采用扫描电镜、差示扫描量热仪、综合热分析仪、X射线衍射仪等对其进行性能测试和表征分析。结果表明，膨胀石墨具有网络状微孔结构，通过与二十二烷的物理结合将其封装，使其稳定性提高，同时颗粒粒径较小且均匀性较好，分散性提高;随着膨胀石墨含量的增加，复合相变材料导热系数提高、热稳定性增强;复合相变材料的相变温度较二十二烷略有降低，过冷现象得到改善，并具有较高的相变潜热;综合分析，复合相变材料中膨胀石墨的最佳含量为10%(质量分数)左右。

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膨润土/硫复合材料在锂硫电池中的应用

宁超凡，潘俊安，程豪，袁国龙，谢淑红

功能材料. 2016, 47(11): 87-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.017

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以膨润土作为单质硫的载体，热处理得到含硫50%(质量分数)的膨润土/硫复合材料，采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和比表面分析仪对复合材料进行结构、形貌和孔径分析，通过充放电性能测试和交流阻抗对锂硫电池进行电化学性能分析。电化学测试结果表明，在1.0~3.0 V电压范围内，以0.2、0.5 C大小的电流密度对电池进行充放电性能测试，首次放电比容量分别为795.6和586.0 mAh/g，100次循环后对应的放电比容量分别为488.5和421.5 mAh/g，容量保持率分别为61.3%和71.8%。

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分散途径对Al₂O₃-SiO₂/PAA系统流变性的影响

陈佳佳，殷波，陈娇娇，陈涵，郭露村

功能材料. 2016, 47(11): 91-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.018

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在研究pH值对Al₂O₃/SiO₂二元悬浮体系流变性的基础上，着重研究了分散途径对PAA分散的Al₂O₃-SiO₂二元体系流变性的影响。实验表明，在无分散剂时，Al₂O₃-SiO₂二元混合体系流变特性随pH值的变化可为3段:在pH值＜2.0以及pH值＞9.0两个区域，悬浮液处于稳定分散状态;而当pH值介于2.0~9.0时，浆液产生严重的絮凝现象，且絮凝程度高于Al₂O₃和SiO₂各自的单元体系。在pH值介于2.0~9.0时，通过添加PAA可使Al₂O₃-SiO₂二元悬浮液达到稳定分散状态;pH值为6.0时，采用普通添加方式PAA的最低添加量为0.8%(质量分数);改变分散途径后，分散所需的PAA最低添加量可降低50%，仅为0.4%(质量分数)。该结果表明，在Al₂O₃-SiO₂二元体系中，分散剂PAA在颗粒表面存在不均匀吸附现象，并且通过分散途径的设计，可有效地避免这种现象。另外，分散途径的设计可以提高PAA稳定分散的Al₂O₃-SiO₂二元悬浮液的抗离子强度特性，同时又可降低固含量对浆液流变性能的影响。

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Na₃V₂(PO₄)₃/C复合材料的制备及电化学性能研究

阮艳莉，郑斌，王坤，刘萍

功能材料. 2016, 47(11): 96-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.019

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利用不同的方法合成了Na₃V₂(PO₄)₃/C复合材料，通过X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、循环伏安、交流阻抗等方法对Na₃V₂(PO₄)₃/C材料进行了结构表征及性能测试。通过改变合成方法，考察了不同合成路径对于材料结构、微观形貌及电化学性能的影响。研究发现，利用水热法合成的Na₃V₂(PO₄)₃/C复合材料的颗粒呈类球形，粒径尺寸为50 nm。电化学性能测试表明， 0.1 C倍率下，其首次放电比容量接近理论值，达到117.3 mAh/g，50次循环后容量保持率为97.3%。2 C倍率下，其放电容量仍能达到81.6 mAh/g，循环10次后容量未见衰减。

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PVDF/PMMA/PEG/TiO₂型聚合物隔膜的制备

高虹，韩剑

功能材料. 2016, 47(11): 101-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.020

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为提高锂离子电池聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物隔膜的导电性和降低PVDF基聚合物隔膜的结晶度，引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混，掺杂有机添加剂PEG和无机纳米材料TiO₂，采用相转化方法制备PVDF/PMMA/PEG/TiO₂型聚合物隔膜。通过对制备的PVDF/PMMA/PEG/TiO₂型多孔膜吸液率、离子电导率、微观形貌和电化学性能等的分析研究，确定制膜的最佳工艺条件为聚合物浓度为8%，PMMA占聚合物质量百分比为30%，PEG含量为30%，纳米TiO₂含量为5%，C₂H₅OH含量为3%，反应温度为45 ℃。该最优方案下制备的多孔膜结晶度较纯PVDF薄膜结晶度降低，多孔膜吸液率达345%，离子电导率达5.2 mS/cm，拉伸强度为1 183 kg/cm²，电化学稳定窗口为4.68 V，高于4.5 V，能够满足锂离子电池正常工作需要。

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导电橡胶复合材料压力传感特性研究

仉月仙，李斌

功能材料. 2016, 47(11): 105-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.021

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基于填充型导电高分子柔性复合材料压阻效应，研究导电橡胶压力传感过程中的特殊性能。确定了实验材料与合成工艺，实验室制备出了炭黑填充型导电硅橡胶柔性复合材料，研究了复合材料压力传感特性主要影响因素。分别采用气相法和液相法对炭黑粒子进行表面氧化改性，可有效提高炭黑在基体材料中的分散性，从而改善和提高压力传感性能。双组分基体材料压阻特性优于单组分材料，粘度越大，压阻特性越好，压力传感过程中的电阻弛豫时间越短，电阻迟滞特性系数越小。炭黑与多壁碳纳米管并用，可增强复合材料力敏效应，提高复合材料压力传感性能。

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O₂分子在F掺杂锐钛矿型TiO₂(001)面上吸附影响的研究

刘华忠，马为川

功能材料. 2016, 47(11): 110-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.022

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利用DFT+U方法研究了氟离子掺杂对锐钛矿型TiO₂(001)面对O₂分析吸附的影响。共研究了由F离子分别取代表面上的2配位或3配位O离子，或表面上5配位Ti离子下的3配位O离子所形成的3种F离子杂质(分别记为F_Ⅰ、F_Ⅱ和F_Ⅲ)的影响。F掺杂的表面与分子的作用结果表明，F_Ⅰ杂质能够提高表面的稳定性，而F_Ⅲ能提高表面的活性;由掺入F_Ⅱ离子的表面与未掺杂的表面的活性相当。结果表明，3种形式F离子掺杂能显著提高的TiO₂表面对O₂分子的吸附能力。电子结构分析显示，F掺杂所形成的Ti³⁺在增强表面对分子的吸附能力中起着重要的作用。

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戊二醛交联对盐酸青藤碱微胶囊性能的影响及体外细胞毒性研究

王昌萌，张凤，张雯，李镟颖，张华，李伟，高敏

功能材料. 2016, 47(11): 115-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.06.023

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采用W/O/W复乳界面聚合法以戊二醛作为交联剂，制备盐酸青藤碱聚乙烯醇(SM-PVA)微胶囊。扫描电镜和傅里叶红外光谱分析戊二醛用量对SM-PVA微胶囊结构的影响，动态膜透析法研究微胶囊体外药物释放行为，MTT法评价微胶囊体外细胞毒性。结果表明SM-PVA微胶囊表面光滑、分散性良好;随着戊二醛用量增加，微胶囊囊壁增厚，结构紧实;体外药物释放结果显示戊二醛用量及释放介质pH值对药物释放均有影响;且体外细胞毒性结果表明微胶囊对L929细胞无细胞毒性。SM-PVA微胶囊具有缓释性能和良好的生物相容性，可进一步研制成为新型中药给药制剂。

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碱式硫酸镁水泥水化规律研究

吴成友，邢赛南，张吾渝，蒋宁山，张慧芳，余红发

功能材料. 2016, 47(11): 120-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.024

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利用水化热测定仪、XRD、红外、pH值跟踪等测试手段研究了碱式硫酸镁水泥的水化规律，研究表明碱式硫酸镁水泥的水化历程分为诱导前期、诱导期、加速期、减速期和稳定期。外加剂的加入，使活性氧化镁表面形成稳定的有机镁络合层，而延长了诱导期。有机镁络合层的形成，抑制氢氧化镁的生成，而促进5Mg(OH)₂·MgSO₄·7H₂O相的形成。此外，研究了碱式硫酸镁水泥粉料存放时间和原料配比对水泥水化、凝结时间和抗压强度影响。研究表明，水泥存放时间越长，水化诱导期越长，凝结时间越长，早期强度降低。水泥粉料中活性氧化镁含量越高，水化放热量越高，强度越高，水泥胶砂的流动性越低。

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石蜡/泡沫碳相变复合材料的制备及蓄热实验

张靖驰，盛强，童铁峰，任维佳

功能材料. 2016, 47(11): 125-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.025

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以石蜡类正二十烷相变材料为填充材料，泡沫碳为基体材料，制备了石蜡/泡沫碳相变复合材料。采用差示扫描量热法(DSC)分析了正二十烷相变材料的热物性，通过扫描电子显微镜(SEM)分别获得了泡沫碳和正二十烷/泡沫碳相变复合材料的表面形态图像。搭建了相变蓄热装置实验台，对3种不同材料的相变蓄热装置进行蓄放热对比实验，记录并分析了相变蓄热装置温度测试数据。与正二十烷的结果对比，泡沫材料的填充大幅提高相变材料的传热性能。在蓄热过程中，泡沫复合相变材料的升温速率明显降低;在放热过程中，正二十烷/泡沫碳相变复合材料温度恢复至室温的时间比纯二十烷恢复至室温的时间减少约30%。

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非织造黄麻纤维复合材料的制备与吸声性能研究

周勇，孙筱辰，张兴卫，周怡安，郭云力，贾玉玺

功能材料. 2016, 47(11): 131-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.026

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以黄麻纤维、皮芯结构的4080聚酯纤维等为原料，借鉴非织造技术，采用宜于连续化工业生产的热粘合预定型以及热压成型技术，制备了一种绿色环保、可生物降解的混杂纤维复合材料结构件。综合考虑原料来源及成本等因素，根据结构件组织形貌和拉伸、撕裂性能，优选了材料配方;采用控制变量法，分别探索成型温度、压力以及保温时间对复合材料结构件拉伸性能的影响，优选了成型参数。在此基础上通过阻抗管采用传递函数法，进行吸音性能测试，结果表明该类复合材料在吸音降噪方面有独特的优势，特别适于做汽车内饰件。最后分析了其吸声机理。

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胶原/海藻酸钙互穿网络水凝胶的构建及其对细胞行为的影响

宋益哲，任英，娄茹云，王秀丽，于炜婷，马小军

功能材料. 2016, 47(11): 136-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.027

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利用溶液共混法制备了胶原/海藻酸钠混合液，建立了制备胶原/海藻酸钙互穿网络水凝胶的方法，并证实互穿网络凝胶中，胶原与海藻酸钙二者共存且相互独立，胶原结构保持完好。与传统海藻酸钙水凝胶相比，本文建立的胶原/海藻酸钙互穿网络水凝胶表面疏水性增强且凝胶结构更加疏松，更利于细胞粘附与物质传递。以人源成纤维细胞为模型，通过考察细胞在凝胶表面与凝胶内部的形态，进一步证实胶原分子在胶原/海藻酸钙互穿网络水凝胶的表面与内部均有分布。细胞迁移实验结果也表明该胶原/海藻酸钙互穿网络水凝胶不仅能有效保持细胞活性，且为细胞迁移行为的研究提供了一种新的研究模型。

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厚度对氧化铝涂层氢渗透性能的影响

张华，李帅，何迪，杜淼，吴云翼，王树茂，刘晓鹏，蒋利军

功能材料. 2016, 47(11): 141-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.028

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采用反应溅射法在316L不锈钢上制备了氧化铝(Al₂O₃)涂层。研究了涂层厚度与微观结构，以及氢渗透性能之间的关系，并对涂层的热循环性进行了评估。采用SEM 分析Al₂O₃涂层的微观形貌，采用气相氢渗透装置对涂层氢渗透行为进行评价。结果表明Al₂O₃涂层的氢渗透压力指数为0.52～0.88，说明氢渗透过程机制为表面过程和体扩散过程共同控制，且体扩散过程随温度升高而增强。涂层厚度对涂层表面形貌和氢渗透性能有较大影响，涂层表面质量、阻氢性能都随涂层厚度增加先上升后降低。110 nm厚的Al₂O₃涂层有优良的阻氢性能，热循环前后的氢渗透降低因子(PRF)分别达316和298。

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三元共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)的制备与膜性能研究

王月，李小杰，施冬健，东为富，陈明清

功能材料. 2016, 47(11): 145-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.029

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以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体，采用自由基聚合法合成一系列三元无规共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA) (PEDM)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(¹H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和动态热机械分析仪(DMA)等对无规共聚物的结构及性能进行了表征。采用溶剂挥发法将共聚物制备成膜，接触角测试表明共聚物膜具有一定的pH值响应性;改变溶剂种类还可以调控膜的浸润性及表面形貌，并研究了不同膜表面的细胞粘附行为。

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静电纺丝法制备PLA/CNCs纳米复合薄膜及其性能研究

刘国相，宦思琪，韩广萍，程万里，李超

功能材料. 2016, 47(11): 151-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.030

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采用静电纺丝法成功将纳米纤维素晶体(CNCs)植入聚乳酸(PLA)基体中，制备出网状结构的绿色纳米复合材料，并探讨了PLA/CNCs薄膜的微观形貌、结晶度、热学性能和机械性能随CNCs添加量的变化趋势。结果表明，随着CNCs添加量的增加，静电纺PLA/CNCs纳米复合材料薄膜珠状纤维减少，纤维直径增大;纳米复合纤维薄膜的结晶度提高了87.9%;纳米复合纤维薄膜的最大热解温度由369.36 ℃提升到380.02 ℃;纳米复合纤维的拉伸性能随CNCs添加量的增加而显著提高，CNCs添加量为11%(质量分数)时得到的最大拉伸力和拉伸强度最大分别为3.76 N和4.58 MPa，与纯PLA薄膜相比分别提高了289%和159%。

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磷酸镁水泥耐酸碱性能及机理研究

姜自超，汪宏涛，戴丰乐，张时豪，丁建华，薛明

功能材料. 2016, 47(11): 156-161. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.031

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通过质量损失、抗压强度损失、物相分析、微观形貌分析等方法研究了硫酸溶液、氢氧化钠溶液对磷酸镁水泥的腐蚀情况。研究结果表明硫酸、氢氧化钠溶液会对磷酸镁水泥造成腐蚀。硫酸可与磷酸镁水泥的主要水化产物六水磷酸镁钾(MgKPO₄·6H₂O，MKP)及未水化的氧化镁发生反应。低浓度的氢氧化钠溶液对磷酸镁水泥的腐蚀作用很小，与纯水对磷酸镁水泥的作用相似。高浓度的氢氧化钠溶液对磷酸镁水泥腐蚀作用强烈，高浓度的氢氧化钠溶液与MKP发生反应生成可溶物质。

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纳米TiO₂对粉煤灰水泥体系物理力学性能的影响

马保国，梅军鹏，谭洪波，李海南，欧阳沛

功能材料. 2016, 47(11): 162-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.032

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研究了纳米TiO₂(NT)对粉煤灰(FA)水泥基材料(粉煤灰20%，40%等量取代水泥)物理力学性能的影响。首先测试了不同NT含量的FA水泥砂浆的流动度和净浆的凝结时间，然后测试了3，7，28和90 d水泥砂浆的抗压强度。研究结果显示，NT的掺入可以加速初凝和终凝，降低流动度，FA具有相反的作用。NT可显著提高砂浆的早期抗压强度而对后期强度发展不利。然而，FA对后期强度发展的积极作用可以弥补NT的不利影响，最佳NT和FA掺量分别为3%和20%。接着通过XRD和SEM研究了NT对FA水泥基材料性能改善的机理。结果表明，掺入NT有助于水化产物的生成和沉淀。此外，在强度发展的过程中，NT可加速CH的消耗并提高FA的火山灰反应程度，形成更多的C-S-H，并且NT还可改善FA水泥砂浆的界面过渡区(ITZ)。

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锆、铜及均匀化处理对高导耐热铝合金电工圆杆性能的影响

巩向鹏，张晓燕，黄鑫，张俊杰，林廷艺

功能材料. 2016, 47(11): 168-172. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.033

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通过扫描电镜、X射线物相分析等方法，研究了Zr、Cu元素及均匀化工艺对高导耐热铝合金电工圆杆组织及性能的影响。结果表明，通过“添加Zr(0.10%)Cu(0.08%)+ 300 ℃×16 h均匀化+ 83%轧制”处理后，试样综合性能较优，试样导电率为59.5%IACS，抗拉强度达到149 MPa，230 ℃保温1 h，强度残存率为94.3%。

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淀粉纳米晶/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

张荣荣，曹兴，罗卫华，袁光明，李邦，刘美华

功能材料. 2016, 47(11): 173-176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.034

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以玉米淀粉为原料使用酸解法制备了淀粉纳米晶(SNC)，然后以马来酸酐和丙烯酸甲酯为单体通过熔融接枝的方法对聚乳酸(PLA)进行接枝改性，制得改性PLA(mPLA)，再将SNC、mPLA和PLA通过溶液浇注法制备复合材料。利用红外光谱、力学性能测试、扫描电子显微镜、广角X射线衍射、差式扫描量热-热重同步热分析研究了SNC/PLA复合材料的结构与性能。结果表明，在SNC/PLA复合材料中加入适量的mPLA，SNC与PLA的相容性改善，SNC团聚现象明显减少;随着mPLA含量的增加，SNC/PLA复合材料的拉伸强度先上升后下降，当mPLA的含量为12%时，SNC/PLA复合材料的拉伸强度与未加mPLA的相比增加了32.1%;加入mPLA后，PLA的结晶度提高而晶粒尺寸减小、热稳定性也有所提高。

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滑石粉用量对氟橡胶在热酸环境下粘弹行为的影响

李世泽，康海澜，郝永胜，方庆红

功能材料. 2016, 47(11): 177-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.035

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研究了滑石粉的用量对氟橡胶在热盐酸环境下的力学性能的影响。实验结果表明，在100 ℃，10%的盐酸溶液中浸泡24 h后，填充40 phr滑石粉的氟橡胶保持了较好的力学性能;在100 ℃，10%的盐酸溶液进行蠕变和应力松弛的测试1 h后，添加40 phr的氟橡胶蠕变的变化量最低，应力的松弛量最少;从红外光谱图中发现，氟橡胶主链上的C—H在酸性环境下最终氧化成—COOH;其扫描电镜的形态研究表明，滑石粉40 phr为改性氟橡胶的最佳配比。

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Micro-FAST制备氧化铝微型零件

郭健，陈怡，杨刚，潘秀秀，尹德强

功能材料. 2016, 47(11): 182-185. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.036

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采用多物理场活化烧结微成形技术(简称Micro-FAST)制备了氧化铝微型圆柱，研究了烧结温度对Micro-FAST制备氧化铝微型圆柱致密化过程的影响。结果表明，Micro-FAST的烧结致密化过程可分为4个阶段:预热阶段、升温阶段、保温阶段和冷却阶段，试样的线收缩主要发生在升温阶段;烧结温度是影响原子扩散系数的重要因素，随着烧结温度的升高，试样的线收缩率和相对密度均是增加的;Micro-FAST制备氧化铝陶瓷的平均烧结活化能比传统真空烧结要低得多，说明Micro-FAST是一种活化烧结技术。

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基于白松模板的Cu/C超疏水表面的制备及疏水性能

刘桂菊，王天驰

功能材料. 2016, 47(11): 186-189. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.037

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以白松为模板，通过浸渍硝酸铜溶液、烧结、自组装氟硅烷制备出了具有白松结构的Cu/C超疏水表面。Cu/C表面很好地保留了白松模板的多孔微观形貌，并显示出优异的超疏水性能，接触角达到了158°。利用SEM、XRD、FT-IR、接触角测量仪等对Cu/C表面的微观形貌、成分、疏水性能进行了表征。

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基于压电陶瓷的自维持压电电源设计与建模研究

黎晖，沈冬祥，王彪，邴浩千

功能材料. 2016, 47(11): 190-195. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.038

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为解决浮桥监测系统网络节点供电问题，设计一种新型自维持压电电源，其最大特点是采用了以弹簧-质量块组件为核心的自维持压电结构，它将工作环境产生的机械能转换为振动源，以延长载荷持续效果并延长电源供电时间。阐述了自维持钹式压电电源结构设计，并从材料选择、钹形端帽加工、粘结固定等方面对钹式压电阵列制作工艺进行了描述。最后基于自维持压电结构，在对钹式压电结构受力分析的基础上，利用柱坐标系压电方程推导出自维持压电电源的输出电压、电荷以及电能公式，基于发电模型定性分析了相关参数对发电特性的影响规律。

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基于响应曲面优化法的重组竹热压工艺

左迎峰，吴义强，肖俊华，李贤军，龙柯全

功能材料. 2016, 47(11): 196-200. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.039

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以3~4年生毛竹为原材料，利用自主研发的中温固化酚醛树脂为胶黏剂制备重组竹。采用响应曲面优化法研究密度、热压温度和热压时间对重组竹性能的影响规律，获得优化的重组竹热压工艺。结果表明，对重组竹力学性能影响大小依次为密度>热压温度>热压时间。最佳热压工艺条件为:密度为1.03 g/cm³，热压温度为121 ℃，热压时间为1.13 mm/min。此时静曲强度为160.39 MPa，内结合强度为2.583 MPa，与理论静曲强度最大值163.581 MPa和内结合强度最大值2.64299 MPa接近，说明优化结果可信。

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疏水/超疏水硅表面的制备及液滴的运动特性

李小磊，张磊，马晓雯，张会臣

功能材料. 2016, 47(11): 201-209. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.040

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以硅为基底，采用反应离子刻蚀技术和自组装技术制备疏水/超疏水表面，测量各表面的静态接触角和滚动角，借助高速摄像系统分析液滴滴落到不同硅表面的运动特性。结果表明，微柱高度不同，接触角随微柱间距的变化规律不同;滚动角随微柱高度的增加而增大，随微柱间距的增加而减小。对于液滴在其上能够发生滚动的硅表面，当水平放置时，液滴滴落后，铺展系数和回弹系数均随着跳动次数的增加逐渐减小，且滚动角越大，其减小速度越快;当硅表面倾斜放置时，若倾斜角小于滚动角，液滴滴落后的跳动距离越来越小，且滚动角越大，跳动距离减小的速度越快;若倾斜角大于滚动角，则液滴跳动距离越来越大，但滚动角越大，跳动距离增大的速度越小。

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核壳结构α-Fe₂O₃的制备及其气敏性能的增强

周晓飞，邹彦昭，林果，王红，黄恩龙

功能材料. 2016, 47(11): 210-214. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.041

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采用水热法制备得到了核壳结构的α-Fe₂O₃，并研究了反应温度对产物形貌和结构的影响。使用X射线衍射(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行了表征，发现反应温度对产物的最终形貌起到决定性作用。气敏性能研究结果表明样品对甲醛和乙醇的选择性良好;响应/恢复时间短;响应灵敏度高，在100×10^-6乙醇气氛下核壳结构体的响应值约为体材料的6倍。

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响应面法优化木质素基选择性吸附树脂的皂化条件

姚庆鑫，王蓓，阳后桂，谢建军

功能材料. 2016, 47(11): 215-219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.042

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采用响应面法研究了膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺选择性吸附树脂(BLPAM)的皂化实验。以氢氧化钠溶液浓度、皂化温度、皂化时间为影响因素，以Pb²⁺吸附量、Cu²⁺吸附量、Pb²⁺对Cu²⁺的选择性吸附系数、Pb²⁺去除率、Cu²⁺去除率为响应值建立Box-Behnken数学模型，通过响应面分析得到针对各响应值的主次因素和优化皂化条件。采用组合赋权法确定各响应值的权重，获得最终的优化皂化条件。结果表明，BLPAM的优化皂化条件为:氢氧化钠溶液浓度1.45 mol/L、皂化温度98 ℃、皂化时间2.90 h，所得皂化BLPAM树脂在二元Pb²⁺/Cu²⁺溶液中对Pb²⁺吸附量为1.772 mmol/g，Cu²⁺吸附量为1.719 mmol/g，Pb²⁺对Cu²⁺的选择性吸附系数为1.604，Pb²⁺去除率为96.062%，Cu²⁺去除率为93.864%。

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恒直流二次阳极氧化法构造类荷叶结构氧化铝薄膜

胡玮，李澄，李敏，尹成勇，王艳慧，郑顺丽

功能材料. 2016, 47(11): 220-225. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.043

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荷叶因为有特殊的尖岛状结构和具有低表面能的表层，因此具有良好的超疏水性能，能不受水的粘附，具有生物自净的能力。在金属的防腐蚀领域的应用就是构建金属表面的类荷叶结构。本研究通过对纯铝箔在磷酸环境下，使用低电压恒直流法进行阳极氧化，构建了类荷叶结构的氧化铝薄膜。并对薄膜的表观和性能进行表征，薄膜的接触角达到了152.24°，超疏水膜使铝在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的自腐蚀电位正移0.1 V，腐蚀电流密度降低3个数量级，有效地提高了铝的耐蚀性。

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铜基超疏水膜的制备及其在干湿交替环境下的抗腐蚀行为研究

曹怀杰，陈守刚，刘盈

功能材料. 2016, 47(11): 226-230. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.044

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通过对铜基表面进行电沉积得到微纳米粗糙化铜，再通过多巴胺键联低表面能物质(十二硫醇)最终得到超疏水膜层，该膜层接触角达150°以上，低频阻抗达10^6.1 Ω·cm²，比裸铜增加2.4个数量级，阳极极化电流降低到1.02×10^-8A/cm²，表现出较好的抗腐蚀能力。模拟海洋潮差区将其置于干湿交替环境下研究其抗腐蚀行为，同时与干及湿环境下相同周期对比，发现干湿交替环境下腐蚀最为严重。经过28个干湿交替周期后，该膜层整体破坏较小，低频区阻抗值略有降低，但仍具有较好的抗腐蚀性能。

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微滴喷射打印银导线基础研究

肖渊，蒋龙，陈兰，罗俊

功能材料. 2016, 47(11): 231-236. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.045

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针对当前丝网印刷、喷墨打印技术制备柔性导电线路过程中导线宽度受限、墨水制备难度大、成本高等问题，提出微滴喷射与化学沉积技术相结合成形导电线路的方法。利用构建的双喷头气动式微滴喷射系统，以浓度为1.96 mol/L的硝酸银和1.31 mol/L的抗坏血酸溶液进行按需喷射实验研究;在此基础上，以A4复印纸为基板进行不同沉积序列银导线成形试验，并对沉积成形银导线的方阻进行测量及微观形貌分析。结果表明，利用高速摄像机，获得了两种材料微滴成形的完整动态过程及形态变化;方阻测量结果表明，随着沉积序列次数的增加，银导线方阻的平均值由2.659 Ω/□降低到0.045 Ω/□，方阻的标准偏差由2.563 Ω/□减小到0.022 Ω/□;不同沉积序列次数成形导线SEM照片显示，随着沉积序列的增加，银导线内部孔洞减少，银微粒数量增加。

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2016年, 第47卷, 第11期　刊出日期：2016-11-30

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