过刊目录1-3型压电单晶复合材料结合弛豫铁电单晶与复合材料的优势,具有压电常数高、机电耦合系数极大、声阻抗低等特点,是理想的高频发射换能器压电元件。基于1-3型压电单晶复合材料设计并研制了高频宽带发射换能器,根据理论计算分析了压电单晶复合材料的性能特点,利用有限元建模仿真优化了换能器结构,研制的1-3型压电单晶复合材料发射换能器在250~410 kHz范围内发送电压起伏不超过3 dB,工作带宽达到160 kHz,最大发送电压响应达178.4 dB,性能大大优于同尺寸结构的1-3型压电陶瓷复合材料高频换能器。运用1-3型压电单晶复合材料制作高频发射换能器可有效拓宽工作频带,提高水下声发射能力。
稀土钙氧硼酸盐RECa4O(BO3)3(RECOB,RE∶Y和稀土元素)系列晶体具有高的熔点、高的电阻率、低的介电损耗和适中的压电活性,是一类重要的高温压电晶体材料。介绍了该类晶体的提拉法制备工艺、宽温域电弹性能表征及其在高温传感技术领域的研究新进展,包括以该类晶体为基础的高温声表面波温度传感器件、高温压电换能器件以及高温振动加速度传感器件,阐述了该类高温压电晶体与传感器件在工业领域中的潜在应用及技术优势。
基于电致伸缩效应的微位移驱动器,具有精度高、灵敏度高和滞后小等优点,易于实现亚微米级的微量位移,在精密定位和加工技术中得到了广泛的应用。电致伸缩效应是指电介质在电场作用下,产生的应变正比于电场强度(或极化强度)的平方的现象,在压电、铁电材料的机-电转换过程中起到了至关重要的作用。随着人们对环境可持续发展的重视,无铅钙钛矿陶瓷的电致伸缩效应得到了研究者们的关注。首先综述了国内外电致伸缩效应的发展进程,并提出了获得低滞后、大电致伸缩应变材料的设计思路,总结了几类无铅电致伸缩陶瓷的最新研究进展,并指出其各自优势及存在的不足。其次,讨论了钙钛矿结构陶瓷的电致伸缩效应与压电效应、电卡效应之间的关系,为增强压电、铁电陶瓷的压电和电卡性能提供了新的契机。最后,根据存在的问题和面临的挑战提出展望,以期推动电致伸缩陶瓷及其器件的发展和实用化进程。
高性能环境友好型(K,Na)NbO3(KNN)基无铅压电陶瓷是国际上功能陶瓷的重要科学前沿和技术竞争焦点之一。优异的压电性能及其温度稳定性、抗疲劳特性、力学性能以及制备工艺重复性等综合性能是KNN基陶瓷有望得以广泛应用的重要前提,而这些性能与KNN基陶瓷的多层次结构紧密相关。本工作从多层次结构调控的角度出发,总结了KNN基陶瓷压电性能与其温度稳定性、抗疲劳特性、力学性能、制备工艺重复性研究等方面的研究进展以及KNN基陶瓷的应用技术研究进展。最后,就KNN基无铅压电陶瓷的未来发展进行展望。
铅基织构压电陶瓷由于具有优异的机电耦合性能、高性价比、组分均匀、形状可控等优点,成为了近些年学术界和工业界所关注的热点材料,也被认为是众多压电器件更新换代的关键材料。本工作介绍了铅基织构压电陶瓷的设计原理和制备技术,分析了其相比于单晶及传统多晶陶瓷材料的特点和优势;其次,综述了铅基织构压电陶瓷制备方面的最新研究进展;最后,探讨了目前铅基织构压电陶瓷中存在的问题和未来发展所面临的挑战。
电介质储能材料被誉为“现代工业的血液”,具有介电常数高、损耗低、功率密度大、充/放电速度快、可靠性好等优点,是各类脉冲电力电子系统元器件的关键部件,受到了科学界广泛的关注。但其储能密度低、效率差的缺点也极大地限制了多领域的应用。如何显著提高电介质材料的储能性能成为近年来功能陶瓷研究的热点之一。本工作对比了无机电介质储能材料的性能优势,概述了电介质材料储能原理和储能特性的主要参数,分析了线性电介质、弛豫铁电体、反铁电体等多种无机材料体系的组分设计思路和储能特性,涵盖了陶瓷、膜及多层陶瓷电容器等多种材料形式,并从材料组成、结构、制备工艺等多方面讨论了性能调控方法与增强机制,最后分析了无机电介质储能材料所面临的机遇和挑战,展望了其在未来的发展趋势。
压电材料由于其独特的机电耦合特性而被广泛应用到传感器和制动器等设备中。柔性电子技术是未来智能技术的重要支撑,然而,压电材料难以同时兼具柔性和高压电性能,这限制了压电材料在柔性电子领域的应用。总结了目前可用的柔性压电材料及其设计和制备方法,随后系统的总结了柔性压电材料在压力传感、能量收集和生物医学等方面的应用,最后评述了柔性压电材料发展的挑战和前景展望。
电卡效应通过电场诱导极性材料的相变和偶极子取向,进而引起材料的熵变和温变、控制材料的吸、放热过程,可用于热搬运和制冷。电卡制冷无须危害环境的制冷剂,且具有效率高、体积小和重量轻的特点,可为节能环保制冷技术的实现提供新的解决方案。铁电材料电卡效应的增强是电卡制冷走向实用的关键。铁电陶瓷极化率高、相结构丰富且调控方法多样,在电卡效应研究中备受关注。本工作介绍了基于不同材料体系的铁电陶瓷薄膜、块体和多层厚膜的电卡效应,讨论了电卡性能与材料配方、相变行为和微结构间的内在联系,归纳了材料电卡效应的调控方法。最后,对铁电陶瓷的未来研究进行了展望。
晶体材料的局部结构是对长程有序平均结构的偏离,随着技术的进步和多年来的深入探究,局部结构对材料性能的深刻影响逐渐被学界所认识,对局部结构的探索为材料的性能提升和器件开发提供了关键理论指导。另一方面,铁电材料往往具备十分复杂的局部结构,并且局部结构对平均结构的偏离十分微小,对其进行准确表征具有很大挑战性。本工作针对国际上较为通用的局部结构表征手段进行了综述,主要包括基于X射线和中子进行的单晶漫散射实验技术和粉末全散射实验技术,以及相关数据分析和结构模型构建方法;此外,对散射技术用于铁电压电材料局部结构表征的典型范例进行了回顾。
为了探究掺杂以及不同烧结气氛对陶瓷的微观结构以及压电性能的影响。通过传统固相法制备并分别在空气和还原气氛条件下烧结了0.96K0.48Na0.52Nb(1-x)TaxO3-0.04BaZrO3-0.3%MnCO3陶瓷。研究表明:不同气氛烧结的陶瓷均为纯钙钛矿结构,陶瓷相结构为菱方相与正交相共存,且Ta的掺杂抑制了氧空位的产生。当掺杂量为0.10时,还原烧结气氛下性能最优:d33=172pC/N,,kp=24.9,
,tanδ=0.021,且性能优于同组分在空气下烧结的样品(d33=142pC/N,
, kp=21.1,
, tanδ=0.022)。还原气氛可以抑制晶粒生长,促进陶瓷的致密化,进而提高陶瓷样品的压电性能。
研究了烧结温度对海藻酸钠离子凝胶法制备3-1型多孔PZT压电陶瓷和凝胶注模法制备3-3型多孔PZT压电陶瓷性能的影响。结果表明:当烧结温度从1 150 ℃升至1 250 ℃,多孔PZT陶瓷的孔隙率降低,晶粒尺寸、介电常数、压电系数、厚度机电耦合系数和抗压强度增大,静水压压电系数与静水压品质因数随之降低。3-1型PZT陶瓷具有定向直通孔结构,且在成型过程中引入Ca2+。因此,在相同的烧结温度下,3-1型PZT陶瓷的介电常数和抗压强度高于3-3型PZT陶瓷,可靠性和稳定性更强,压电系数和静水压品质因数则低于3-3型PZT陶瓷,灵敏度下降。3-1型PZT陶瓷的静水压品质因数最高可达到4 755×10-15 Pa-1,适用于高灵敏度压电水听器。
以蓝晶石和Al2O3粉体为原料、PMMA微球为造孔剂、Isobam104为分散胶凝剂,结合凝胶注模工艺与造孔剂法,实现了收缩率可控的多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备。研究了烧结温度对相组成的影响以及固相含量对样品微观结构、相组成、收缩率、气孔率及抗压强度的影响。结果表明:随着固相含量的增加,样品在1 500 ℃烧结后收缩率先减小后增大,在固相含量为30%(体积分数)、造孔剂含量为30%(质量分数)时,样品的总收缩率接近于0,实现了多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备。多孔莫来石陶瓷呈现出较高的气孔率(60.4%)、较小的平均气孔尺寸(3.75 µm)和较高的抗压强度(8.3 MPa)。利用制备过程中的体积膨胀效应,可以有效地控制多孔陶瓷制备过程中的收缩率,实现了多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备,对制备大尺寸复杂形状多孔陶瓷部件、降低加工成本具有重要参考价值。
以Ag-CuO-B2O3为钎料,采用空气反应钎焊法连接了Al2O3陶瓷,在接头中合成了新型Cu2Al6B4O17晶须。研究了连接温度与保温时间对接头显微结构、性能以及生成的晶须结构的影响。结果表明:钎焊过程中,Al2O3与钎料中的CuO、B2O3发生反应生成Cu2Al6B4O17晶须,获得性能优异的可靠接头。保温时间为60 min、连接温度高于950 ℃时,可以实现Al2O3陶瓷接头的有效连接,钎缝中心区主要为Ag,靠近连接界面处为CuO、Cu3B2O6相及Cu2Al6B4O17晶须。随着连接温度的升高,接头的抗剪强度升高。连接温度高于1 050 ℃后,晶须变得粗大,出现黏接,对接头的强化效果减弱,接头的抗剪强度降低。连接温度高于1 100 ℃后,晶须分解为片层状产物,接头的抗剪强度大幅降低。最佳工艺参数为在1 000 ℃条件下保温60 min,接头的抗剪强度可达86.7 MPa,断裂发生在焊缝中靠近母材处。
以赤泥和高铝粉煤灰为主要原料,通过高温熔融发泡法制备赤泥-高铝粉煤灰基多孔陶瓷,研究了原料组成及发泡工艺对泡孔结构及性能的影响。结果表明:随着原料成分中SiO2和Al2O3质量比从1.2增加到1.9时,在1 200 ℃保温1 h进行熔融发泡后,获得的赤泥-高铝粉煤灰基多孔陶瓷泡孔结构由闭孔向开孔转变,并最终形成复合泡孔结构。平均孔径及孔隙率逐渐增加,体积密度减小,导热系数也随之降低。当发泡剂为5%(质量分数)的SiC、35%的钠、钾长石作为助熔剂时,可获得体积密度为0.63 g/cm3、平均孔径约为0.98 mm、总孔隙率达70%,泡孔分布较均匀的复合泡孔结构的赤泥-高铝粉煤灰基多孔陶瓷;其抗折强度及导热系数分别为7.17 MPa和0.34 W/(m·K)。
以碳酸钙、α-氧化铝和二氧化硅为原料、明胶作为凝胶剂,采用泡沫注凝法制备了系列钙长石多孔陶瓷,研究了明胶添加量对制备材料组成、结构与性能的影响。结果表明:明胶添加量对物相组成没有影响,均获得了单相材料;但对材料性能有一定的影响,当明胶添加量由6%(质量分数)增加到12%时,总气孔率由89.7%缓慢降低到88.0%,体积密度由0.28 g/cm3增大到0.33 g/cm3,抗压强度由1.02 MPa增加到2.54 MPa,热导率由0.038 W/(m·K)升高至0.059 W/(m·K)。采用此方法可制备出同时具有低密度、高强度和低热导率的钙长石多孔陶瓷。
以α-Al2O3为原料,环保无毒的海藻酸钠为凝胶体系,通过氯化钙溶液引入钙离子,利用凝胶-滴注及无压烧结的方法制备了Al2O3多孔陶瓷球,研究了固化时间及烧结温度对Al2O3多孔陶瓷球的气孔率、抗压强度及显微结构的影响规律。结果表明:固化时间延长,有利于钙离子迁移,与海藻酸钠发生反应,形成三维交联网状结构,使Al2O3粉原位固化形成陶瓷球坯。烧结温度升高,颗粒间的间隙孔减少,显微结构更加均匀,抗压强度升高。Al2O3多孔陶瓷球的气孔率约在47.7%~78.1%之间,抗压强度在1.2~36.0 MPa范围内。通过优化固化时间、烧结温度、Ca2+浓度等工艺参数可调控多孔陶瓷球的气孔率、孔结构及抗压强度。利用工艺简单的凝胶-滴注法方便进行多孔陶瓷球的直径、球形度及性能的控制,在催化剂载体、吸附、分离提纯等领域将具有广泛的应用前景。
BiFeO3-BaTiO3陶瓷的低温快速烧结致密化有助于抑制Bi元素的挥发,降低能耗以及快速筛选出具有优异电学性能的BiFeO3-BaTiO3基陶瓷材料。在200 V/cm的直流电场和280 mA的限制电流作用下,通过反应闪烧Bi2O3、Fe2O3、TiO2和BaCO3混合粉体,能够在415 ℃的炉温下,30 s内获得具有良好铁电及压电性能的致密BiFeO3-BaTiO3陶瓷。反应闪烧过程中,固相化学反应和烧结致密化同时发生;限制电流值的大小对样品的相变和致密化程度有重要影响。反应闪烧技术可通过一步闪烧陶瓷材料的前驱体混合粉末而获得单相且致密的陶瓷材料,为陶瓷材料的快速制备提供了一个新的途径。
采用无压烧结制备ZTA复相陶瓷,探究Cr2O3的添加对ZTA复相陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:Cr2O3会促进Al2O3晶粒的生长,并出现长条状Al2O3晶粒;随着Cr2O3的增加,复相陶瓷的密度、硬度、断裂韧性均呈现先增大后减小趋势。在Cr2O3添加量为0.6%时具有最佳性能,但过多的Cr2O3会使陶瓷内部气孔增多,性能下降。添加纳米级Cr2O3的ZTA复相陶瓷力学性能整体高于添加微米级Cr2O3试样。纳米级Cr2O3使Al2O3的平均晶粒尺寸更小,陶瓷的密度和硬度更高;产生的长条状晶粒数目更多,裂纹扩展需要更多的能量,断裂韧性更高。
采用机械激活辅助固相法合成了一种具有随光异色功能的钼酸钬陶瓷色料。利用激光粒度仪、同步热分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜探究了前驱体激活方式/时间以及固相烧结温度对所合成钼酸钬产品性质的影响。采用紫外可见分光光度计和色度仪分析了色料的颜色和变色性能。此外,还考察了色料的高温及化学稳定性。结果表明,前驱体混合粉料经激活预处理1h在900 ℃烧结3 h可获得单相钼酸钬,相比未经激活的前驱体混合粉料以及先磨后混的前驱体粉料经烧结所获得单相钼酸钬所需温度降低了100 ℃,这归因于激活预处理可有效降低前驱体混合粉料中颗粒的粒径和晶体的结晶度,提高其固相反应活性,从而降低固相合成温度。另外,在不同的光照条件下,经激活预处理2 h的前驱体混合粉料在900 ℃烧结3 h后所获得的色料呈现更好的变色效果。色料的变色机理是由钬离子在可见光范围内具有丰富的能级结构和不同光源的相对光谱功率分布差异所致。同时,这种色料还具有良好的高温及化学稳定性,可作为一种潜在的功能性色料应用于陶瓷装饰等领域。
采用紫砂土为铁源并引入Ca3(PO4)2与SnO2双添加剂制备艺术釉。利用紫外可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜等探究添加剂对其釉色、显微结构及艺术纹理的影响。结果表明:添加剂的引入除改变铁离子存在形式外,也有助于不规则蓝色花纹的产生。当引入Ca3(PO4)2时,部分铁离子被还原,釉面呈蓝黄色且出现少量蓝色花纹;而同时引入Ca3(PO4)2与SnO2会使得对铁离子的还原性加强,Fe2+与Fe3+的比值增加,釉面呈蓝绿色,花纹明显且明度值L*变大。釉玻璃体中存在的Fe3+—O—Fe2+是呈色因素之一,液相分离形成的结构色是辅助色,二者结合使釉面更为美观。
通过固相法制备Ta掺杂Li7La3Zr2O12(Ta-LLZO)陶瓷,以LiOH为锂源合成Ta-LLZO粉末,并以LiOH为助烧剂制备Ta-LLZO陶瓷,研究了LiOH对Ta-LLZO陶瓷的组织结构和离子电导率的影响。结果表明:以LiOH为锂源可促进立方相Ta-LLZO的生成。同时,以LiOH为助烧剂,可有效促进陶瓷的致密化,在1 200 ℃烧结5 h可获得致密的立方相Ta-LLZO陶瓷。当助烧剂的添加量为6%(质量分数)时,陶瓷的离子电导率可达6.23×10-4 S·cm-1。可见,固相法制备的Li7La3Zr2O12在全固态锂离子电池中具有广阔的应用前景。
基于局域共振机理提出1种双侧空心不对称散射体声子晶体结构,借助有限元法,计算了双侧空心不对称散射体声子晶体能带结构、传输损失谱及本征位移场,得到了起始频率为79.4 Hz、带宽为1 065.2 Hz的超宽第1完全带隙。结合等效弹簧质量系统,分析标记点的本征位移场振动模态,揭示出新型双侧空心不对称散射体声子晶体带隙形成机理。分析了包裹层缺口角度、连接短板宽度、空心圆柱散射体高度等几何参数对第1完全带隙的影响规律,并改变声子晶体几何参数实现对带隙频率的调控。结果表明:双侧不对称二维空心散射体声子晶体第1完全带隙的起始频率有效降低至80 Hz以下,带宽超过1 000 Hz;改变声子晶体结构参数可实现局域共振与Bragg散射带隙同时存在于一种声子晶体中,为单一声子晶体同时调控低频、高频带隙提供了可能。
采用冷却结晶和筛分法研究了响应曲面法设计下pH值、Fe3+浓度、搅拌速率各因素不同水平对平均粒径和变异系数影响程度,构建了平均粒径2次回归模型和C·V·值2FI回归模型,深入探究了各影响因素之间交互作用,研究表明:各因素对平均粒径和C·V·值影响程度为母液pH>搅拌速率>Fe3+质量浓度;各因素之间交互作用对晶体平均粒径和C·V·值影响程度为AC >BC >AB;当母液pH为5.5、搅拌速率为150 r/min、Fe3+质量浓度为0.3 g/L时,可得到平均粒径为0.985 mm、C·V·为793.719的晶体;经验证模型值与实验值误差较小,回归模型具有良好拟合度和可靠性。
研究了真空下在1 300 ~ 1 500 ℃通过氧化铝碳热还原法制备碳氧化铝。结果表明:真空下氧化铝碳热还原法制备碳氧化铝所需的温度明显低于氩气下,1 300 ℃即开始大量生成Al4O4C。形成的冷凝产物均以Al4O4C为主,与原料的反应完全程度无关。最佳制备条件为:n(α-Al2O3)∶n(C) = 2∶3,1 400 ℃、20 min时,原料基本反应完全,得到的冷凝产物以Al4O4C为主,仅含有少量Al4C3。证实了Al4O4C的形成分为2步,先在高温下氧化铝与碳反应产生含铝气体Al2O、Al和CO,该气体产物在较低温度下,形成以Al4O4C为主的冷凝物。
采用顶部籽晶助熔法制备0.15%(摩尔分数)Fe掺杂的KTa1-xNbxO3晶体,测试了晶体介电性能、电致应变性能分布、组分分布和电畴结构。结果表明:数字全息是一种有效表征材料应变空间分布的方法,Fe∶KTN晶体电致应变性能呈现不均匀分布的特性,室温下外加电场为435 V/mm时,晶体应变最大值为0.05%,有3/4区域应变在0.02%附近。Fe∶KTN晶体的应变分布与组分分布、电畴结构之间存在联系,室温低于晶体Curie温度时,晶体Nb元素含量少的区域电畴结构小,具有更大的电致应变。
采用干胶转化法,在晶种辅助下,制备出多级孔ZSM-5沸石,考察了晶种加入量、水加入量和晶化时间等因素对多级孔沸石结构和形貌的影响。结果表明:加入晶种,大大加快了沸石合成的晶化速率,无定形硅铝凝胶直接在晶种表面形成的水膜中溶解并就近快速生长为ZSM-5纳米沸石,纳米沸石相互聚集,并在纳米沸石间形成了介孔孔道。通过调节晶种加入量、水加入量和晶化时间,可以调节纳米沸石的大小,进而改变介孔孔道的大小。纳米沸石相互聚集形成了同时含有微孔和介孔的多级孔ZSM-5沸石,在催化氧化苯乙烯重排制备苯乙醛反应中的稳定性较传统沸石提高了5倍。
以碳量子点(CQDs)和铕离子(Eu3+)为荧光基团,构建比率荧光探针(CQDs/Eu3+),用于四环素(TC)的可视化检测。在380 nm波长激发下,CQDs/Eu3+在439 nm处存在较强的蓝色荧光峰,在616 nm处存在较弱的红色荧光峰,当TC存在时,基于内滤效应439 nm处CQDs的荧光峰强度降低;基于天线效应616 nm处Eu3+荧光强度增强。研究优化了CQDs和Eu3+比例、响应时间、稳定性等实验条件。结果表明:该比率荧光探针对TC具有特异性识别能力,荧光强度比(F616/F439)与不同浓度TC(0 ~50 µM)之间存在良好的线性关系,对TC最低检测限为0.68 µM,随着TC的加入,比率荧光探针溶液在紫外灯下的颜色由蓝色逐渐变成红色并成功用于牛奶中TC检测,回收率为92.5%~114.8%。还制备了TC检测试纸,可快速用于对TC的可视化试纸检测。
以BaZrO3为面层材料和Al2O3为背层材料,在1 600 ℃保温8 h烧结制备BaZrO3/Al2O3复合模壳。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜结合能谱仪等手段观察了面层与背层界面结合层水化前和水化后的物相与显微结构变化,分析了模壳内界面结合层的水化过程及损毁机理,并通过TiAl合金定向凝固实验,研究了模壳损毁对定向凝固合金的影响。结果表明,模壳面层BaZrO3与背层Al2O3在高温烧结过程中,在界面结合处生成BaAl2O4;而BaAl2O4在水化后生成Ba(AlO(OH)2)2、Ba2Al4(OH)16和Ba3(Al(OH)6)2,导致晶粒体积变化破坏晶粒间结合力,引发模壳裂纹的生成而导致损毁。在定向凝固过程中,生成的裂纹会成为TiAl合金熔体渗透的通道,而导致模壳出现熔体泄露,并进一步导致了定向凝固的TiAl合金铸件中杂晶的出现。
用硅溶胶对硅莫砖再生骨料进行浸渍处理,研究了硅溶胶含量(质量分数)对骨料性能的影响。用扫描电子显微镜和能谱仪对浸渍后硅莫砖骨料的显微结构进行表征。通过水润湿角测试判断硅莫砖骨料的水润湿性。结果表明:骨料经浸渍处理后,吸水率从6.9%降低到2.6%。骨料的水润湿性有了较大的改善,水润湿角从55°降低到7°。将浸渍后的硅莫砖替代棕刚玉,作为再生骨料应用于Al2O3-SiC-C浇注料中,当硅溶胶含量为15%浸渍的硅莫砖骨料替代棕刚玉时,1 450 ℃热处理后浇注料的显气孔率最低(17.1%),常温耐压强度最高(73.7 MPa),比以棕刚玉为骨料的浇注料的强度提高了45.7%,浇注料热震后残余抗折强度和残余抗折强度保持率分别提高了69.4%和24.1%,综合性能最佳。
研究了掺入6、8、12 mm共聚甲醛纤维及钢纤维的超高性能混凝土(UHPC)高温后残余力学性能及微观结构。结果表明:400 ℃时,仅素混凝土发生爆裂;500 ℃时单掺钢纤维UHPC试件发生爆裂,单掺共聚甲醛纤维及混掺2种纤维的UHPC试件仍能保持相对完整,后者高温残余强度较高。UHPC中共聚甲醛纤维在高温蒸汽养护后,能与基体紧密黏接,165 ℃后纤维熔化形成的孔洞能有效缓解并释放蒸汽压,保持混凝土基体完整,防止其在500 ℃发生高温爆裂。本工作揭示了共聚甲醛纤维在混凝土高温性能方面的作用机理,对其在UHPC中应用有参考价值。
除了白炽灯、白光二极管以及非线性超连续白光光源外,研究表明:近红外连续激光辐照不同性质的光学活性材料可以产生一种连续宽谱白光。首先分类介绍具有近红外光驱动连续白光特性的发光材料,包括无机材料、混合纳米结构材料、碳基材料、有机金属化合物及稀土复合物等。然后从光谱特性、温度效应和光电响应3方面讨论这种发光的内在光物理过程。随后总结分析目前报道的可能的发光产生机制及其潜在的应用价值。最后,对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。
数据驱动的机器学习因其能够快速拟合历史数据中的潜在模式并实现材料性能的精准预测,已被广泛应用于材料性能优化和新材料设计。然而,由于缺乏描述符间关联关系、材料性能驱动机制等材料领域知识的指导,数据驱动的机器学习在实际应用中常常出现与材料基础理论认知或原理不一致的结果。本工作通过分析材料数据的特点和数据驱动的机器学习建模原理,厘清了数据驱动的机器学习应用于材料领域面临的三大矛盾:高维度与小样本数据的矛盾、模型复杂性与易用性的矛盾、模型学习结果与领域专家知识的矛盾。藉此提出材料领域知识嵌入的机器学习作为上述矛盾的调和策略。进一步,面向“目标定义-数据准备-数据预处理-特征工程-模型构建-模型应用”的机器学习全流程,通过剖析相关的基础性和探索性工作,探讨了在机器学习各阶段实现材料领域知识嵌入的关键技术。最后,展望了材料领域知识嵌入机器学习的发展机遇和挑战。