泡沫轻质土由于其独特的孔隙结构，在硫酸盐侵蚀条件下其强度演化特征很可能不同于混凝土，侵蚀初期物化反应引起的孔隙结构演化及其与力学特性的关联机制尚不明确。基于单轴压缩试验和X射线计算机断层扫描技术联合核磁共振方法，研究了Na₂SO₄质量分数，龄期对侵蚀初期泡沫轻质土力学性能和孔隙特征的影响。结果表明：相比于标准试样，试样在侵蚀后力学性能衰减。然而，随着龄期增加（28~56 d），峰值强度和残余强度回升分别可达19.28%和55.56%。随Na₂SO₄质量分数增加，含水大孔（>100 µm）分布频率减小，从25.66%降至9.49%，相应峰值强度变化率回升。侵蚀初期，试样的含水孔隙度高于同期自来水浸润后的试样，且随着质量分数增加，总含水孔隙度先减小而后趋于不变。随着泡沫轻质土试样含水孔隙度减小，其峰值强度和残余强度呈指数上升。研究结果对于深入认识服役环境对泡沫轻质土早期工程性能的影响具有指导意义。

镁和磷作为原料组分可显著调控高硫型高贝利特硫铝酸盐熟料的烧成行为与性能，但镁/磷的协同作用机制尚不明确。采用X射线衍射结合Rietveld方法、扫描电子显微镜等表征手段，研究了镁/磷复合掺杂对熟料矿物形成、微观结构及性能的影响及机理。结果表明：P⁵⁺选择性取代钙和铝/硅位点，促进稳定硅酸二钙（α'-C₂S）和硫铝酸钙（c-C₄A₃$）等活性晶型；而Mg²⁺与P⁵⁺竞争钙位点，不利于稳定活性晶型，当掺1%（质量分数，下同）MgO、1.3% P₂o₅时，α'-C₂S含量相对最高。适量镁/磷掺入促进C₂S矿物形成，当掺1.5% MgO、0.4% P₂O₅时，C₂S生成量最高，28 d强度达到74.5 MPa；过量MgO会引发方镁石形成，导致强度显著下降。

针对既有混凝土徐变模型在多源机制砂混凝土徐变数据的适用性不足问题，提出了一种融合机器学习的机制砂混凝土徐变显式建模方法，用以提升模型精度和增强结构可解释性。首先，收集了81组机制砂混凝土徐变试验数据，评估了现有模型（MC2010、ACI209、B3、B4、GL2000）和机制砂混凝土修正模型的适用性，发现决定系数（R²）最大仅为0.57，存在明显低估或高估机制砂混凝土徐变行为。然后，采用Feature Tokenizer Transformer、PINNs、TabNet与XGBoost机器学习算法进行机制砂混凝土徐变预测，测试集R²最高可达0.98，验证了机器学习模型在机制砂混凝土徐变预测方面的优势。最后，基于特征分析，采用自动特征工程与筛选（AutoFeat）与神经符号回归（NSR）进行显式模型构建。AutoFeat通过XGBoost-SHAP与皮尔逊相关系数进行特征筛选，分别构建了一阶、二阶和三阶模型，R²最高达到0.96；NSR则基于函数符号组合自动挖掘变量间的非线性关系，最终构建的表达式模型在测试集上取得R² = 0.86，具有良好的结构透明性与物理合理性。两种建模计算结果显示，石粉掺量、水胶比、加载龄期、持荷时间与抗压强度是机制砂混凝土徐变的主要影响因素。本工作所提出方法在特征简化的同时保持了模型精度，为机制砂混凝土徐变预测提供了一种兼具准确性与解释性的建模思路。

微胶囊团聚和不均匀分布降低自修复作用的效率。受蜜蜂蜂巢结构形式的启发，设计一种微胶囊均匀分布的空间结构模型应用于胶囊法自修复水泥基材料。研究了基材内随机产生的裂纹与内置微胶囊相遇的概率关系，建立了相遇概率的表达式，分析了微胶囊尺寸、形态和掺量对相遇概率的影响，采用蒙特卡罗模拟验证了理论模型的准确性。结果表明：蜂巢式的设计策略能提高微胶囊的分布均匀性，增加胶囊的破裂概率，提升自修复效率；相较于球形胶囊，球柱形微胶囊具有更高的破裂概率和修复潜力。

高效、准确地实时预测游离氧化钙（f-CaO）含量对于实现水泥质量的稳定控制至关重要。针对生产过程中采样周期不一致引发的标签数据缺失、f-CaO含量预测精度低的问题，本研究提出并采用了半监督生成对抗网络（SSGAN）的方法，对f-CaO数据集进行数据增强，并借助门控递归单元模型，对输入方式及编码器等关键模块进行了消融实验，评估了其有效性。结果表明，SSGAN方法可以生成与真实数据分布高度一致的虚拟标签数据，显著扩充了训练样本的多样性和代表性，并使得下游预测任务的平均绝对误差、均方误差、均方根误差分别由0.24、0.08、0.29降至0.19、0.06、0.24，证实了SSGAN策略在降低预测误差和提升模型鲁棒性方面的显著作用，为材料数据增强研究提供了可借鉴的方法。

碱激发矿渣（AAS）材料因凝结硬化速度快、体积收缩大及易开裂等固有缺陷，严重制约了其工程应用。采用活性氧化镁（MgO）作为改性剂，系统研究了其对AAS的水化、硬化过程及微观结构的调控机制。结果表明：MgO通过吸收体系自由水显著降低新拌浆体流动度。其初始水化产物Mg（OH）₂在高碱度环境下溶解度极低，可在矿渣颗粒表面形成钝化膜，有效延缓矿渣溶解，从而延长凝结时间。随着水化反应进行，体系pH值降低促使Mg（OH）₂溶解度升高，解离产生的Mg²⁺和OH^-呈现协同效应：一方面通过提高液相碱度加速矿渣溶解；另一方面与溶出的［SiO₄］^4-和［Al（OH）₄］^-反应，生成二次水化产物M-S-H凝胶和镁铝水滑石（Ht），显著提升早期抗压强度。其中，当高活性MgO掺量为8%时，8 h强度增幅最大，达38.82%。然而，过量Mg²⁺会与Ca²⁺竞争消耗［SiO₄］^4-和［Al（OH）₄］^-，不仅抑制C-（A）-S-H凝胶的结晶生长，还降低其铝含量，导致凝胶结构疏松化，致使后期强度发展受限。基于Krstulovic-Dabic水化动力学模型分析发现，MgO掺入使晶体成核与生长（NG）阶段反应速率提升，但扩散控制（D）阶段反应速率因产物层覆盖效应而降低。值得注意的是，尽管反应动力学参数发生变化，体系总水化热仍随MgO活性及掺量呈正相关，这与含镁产物（Mg（OH）₂、Ht、M-S-H凝胶等）的持续生成密切相关。本研究为优化AAS的凝结时间，平衡早期强度与长期强度发展提供了理论依据。

水泥浆体中的镁铝水滑石（Mg-Al LDH）具有优异的阴离子结合能力，探究高镁硅酸盐水泥中Mg-Al LDH的形成路径及养护温度对含镁C₃A水化产物影响规律，对于降低高镁硅酸盐水泥中方镁石水化膨胀，改善混凝土抗离子侵蚀能力有理论价值。通过无石膏条件下C₃A-MgO复合物的水化实验，分析了20 ℃和50 ℃养护温度下水化产物组成、微观形貌及元素分布特征。结果表明：20 ℃下，水化6 h即有少量Mg-Al LDH形成；提高养护温度到50 ℃加速了方镁石Mg²⁺的释放，使LDH在7 d后成为主要水化产物，且伴随着Mg/Al比从2.77降至2.21。Mg²⁺促使C₃AH₆表面溶解并生长板状/薄片状Mg-Al LDH：20 ℃养护形成的LDH呈规则六方片状（Mg/Al比=2.77~3.16），50 ℃下LDH边缘不规则且Mg/Al比降低。20 ℃和50 ℃养护样品的水化产物中形成包含Ca-Mg-Al的新水合物，50 ℃养护的样品中，该水合物出现的时间更早，其形成依赖于C₃AH₆、Mg-Al LDH与Ca（OH）₂的共同反应。该新相具有热致可逆相变特性。能谱证实新相其表面组成接近CaMgAl（OH）₇，板层内部的Ca/Mg比存在一定的线性关系。

为了探寻水化硅酸镁（M-S-H）胶凝材料更广泛、更低碳的原料来源，使用实验室废酸酸浸蛇纹石等3种天然硅酸盐矿物获得不溶残渣和Mg（OH）₂，并用残渣和Mg（OH）₂制备了M-S-H胶凝材料。采用XRD等手段表征了20，50 ℃和80 ℃水浴养护的试样结构，测试了3个温度养护试样的胶砂强度等性能。结果表明：HCl和H₂SO₄摩尔浓度分别为6.20 mol/L和7.77 mol/L的废酸能够溶解蛇纹石、海泡石和橄榄石，并得到纯度达到96%的Mg（OH）₂和SiO₂含量高于89%的残渣。随着养护温度的升高，M-S-H胶凝材料中的Mg（OH）₂含量降低，M-S-H相结合水量增加，硅氧四面体聚合程度增加。M-S-H胶凝材料试样3 d和28 d胶砂抗压强度可达12 MPa和40 MPa，并与结合水含量之间有一定的相关性，试样较高的早期强度得益于残渣中无定形二氧化硅的高活性，较好的砂浆流动性得益于残渣中含有一定的水分。

通过测定早期二氧化碳（CO₂）养护水泥净浆孔溶液的pH值与抗压强度，结合X射线衍射、热重-微分热重、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和压汞等技术分析CO₂养护水泥净浆的后续水化度、物相演变及微观结构，并与水养水泥净浆对比，研究了早期CO₂养护水泥净浆的后续水化特性和抗压强度演变。结果表明：在后续水养过程中，早期CO₂养护水泥净浆的主要反应包括未碳化水泥颗粒的水化及硅胶、富钙硅胶与氢氧化钙的反应；早期CO₂养护水泥净浆的后续水化度低于水养对照组，且后续水化度随水灰比的增大呈下降趋势；早期CO₂养护水泥净浆的抗压强度随后续养护龄期的延长持续增长，但其后期强度增长率随水灰比增大而减小。

石灰石粉和钢渣粉作为辅助性胶凝材料广泛应用于现代混凝土中，但是极低水胶比下石灰石粉或钢渣粉对复合水泥浆体流变性能的影响仍缺乏深入研究。通过测定流动度、凝结时间、Marsh筒流动时间、流变性能和总有机碳含量，对石灰石粉和钢渣粉在极低水胶比下对复合浆体流变性能的影响进行了比较研究。结果表明，添加石灰石粉的复合浆体的流动度损失率低于添加钢渣粉的复合浆体。与添加钢渣粉相比，添加石灰石粉显著缩短了复合浆体的凝结时间和Marsh筒流动时间，且添加石灰石粉的复合浆体具有更好的流变性能和更强的触变性。添加钢渣粉的复合浆体的总有机碳含量低于添加石灰石粉的复合浆体，但添加石灰石粉的样品中自由水含量更高。与添加钢渣粉相比，在极低水胶比下，石灰石粉对复合浆体流变性能的影响更有利。

基于钢化玻璃的原理，提出了一种在不需要钢筋的条件下，利用基层约束面层膨胀的方法在砂浆内建立预压应力的增强方法。研究以硫铝酸钙类膨胀剂为膨胀源，系统探讨了基层和面层截面高度比（1.7~4.0）、面层膨胀剂掺量（2%~10%）以及界面粘结状态对砂浆抗折强度的影响规律，采用切割法和实时应变监测，对预应力的存在进行了验证。结果表明：抗折强度随着截面高度比的增加而增大，面层掺入6%膨胀剂，且截面高度比为4时，抗折强度达到了11.24 MPa；面层膨胀率增大，无筋预应力砂浆的抗折强度增加，面层掺入10%膨胀剂，28 d抗折强度增幅可达45%；采用非连续浇筑法，界面经粗糙处理并使用界面剂的无筋预应力砂浆抗折强度可达到12.33 MPa，最大折压比接近1∶3，界面粘结状态越好，对无筋预应力砂浆抗折强度的提升效果越好；对无筋预应力砂浆进行切割，监测到了最大1.68 MPa应力的释放过程，双重验证了砂浆中预应力的存在。研究提供了一种全新的砂浆增强和增韧方法，为无筋预应力技术在薄壁结构、修复工程中的应用提供了理论依据。

高延性水泥基复合材料（ECC）具有高延性、高韧性等特点，大量细密裂缝的产生为其自愈合提供条件，海洋环境中硫酸盐含量较高、北方部分地区土壤呈碱性，为了揭示环境与荷载共同作用下ECC的自愈合性能，分别开展了3种环境（5% Na₂SO₄、饱和Ca（OH）₂、清水）下、不同预加载水平的拉伸试件（0%、1%、2%）及四点弯曲试件（0%、20%、40%）在不同龄期的性能试验研究。结果表明：ECC自愈合后抗拉性能恢复良好，预拉应变1%有利于恢复试件各龄期的抗拉强度，5% Na₂SO₄及饱和Ca（OH）₂干湿循环作用有利于提升ECC抗拉强度，且Ca（OH）₂环境的恢复效果更好；清水环境对于完好试件（预拉0%）长龄期下的延性恢复效果明显，5% Na₂SO₄及饱和Ca（OH）₂干湿循环作用削弱有裂缝试件的延性，预拉应变2%时极限拉应变降幅最大，可达52.78%~65.39%。预加载40%对于四点弯曲薄板的初裂抗弯强度、极限抗弯强度恢复作用最显著，且5% Na₂SO₄干湿循环作用的效果更佳，预加载20%明显提升极限挠度，且清水环境最具优势；抗弯延性与多缝开裂模式正相关；5% Na₂SO₄及饱和Ca（OH）₂干湿循环作用对于试件短龄期的抗弯强度恢复作用明显，对微裂缝愈合具有积极效果；自愈合90 d后，预加载20%薄板的初始弯曲韧度比、残余弯曲韧度比恢复效果最佳，Ca（OH）₂环境有利于提升峰前弯曲韧性，清水环境有利于提升峰后弯曲韧性。

为阐明不同吸附基团聚羧酸减水剂（PCE）在半水石膏体系中的分散性能与作用机制，合成了3种具有不同吸附基团结构的PCE，分别含羧酸基（PCE-C）、磺酸基（PCE-S）和磷酸基（PCE-P）。通过流动度、吸附量、Zeta电位及分子模拟等手段系统分析其分散性能与界面调控行为。结果表明，PCE-S相较于PCE-C和PCE-P，展现出更高的吸附量、更强的Ca²⁺络合作用、更优的构象展开能力及更显著的SO₄^2-竞争吸附优势，显著提升净浆流动性与24 h抗压强度。尽管磺酸基团吸附能最低，但可诱导石膏（001）表面发生显著电子重排与晶面重构，增强界面协同吸附效应。本研究明确了吸附基团结构对PCE分散机制的调控作用，为石膏专用高性能PCE的分子设计提供理论支撑。

硅烷作为混凝土常用的耐久性防护材料，其憎水性劣化机理对评估防护效果至关重要。对硬化水泥浆体粉末进行硅烷浸渍，使用加速试验研究硅烷浸渍水泥基材料表面憎水性的劣化机理，加速试验方法包括纯水干湿循环和紫外辐照，采用红外光谱、裂解气相色谱质谱、热分析联用系统和动态水蒸气脱吸附等方法表征劣化后水泥浆体粉末表面硅烷状态以及憎水特性。结果表明：纯水干湿循环和紫外辐照之后硅烷浸渍水泥浆体粉末中硅烷占比有一定的下降，浸渍粉末的水蒸气吸附和浸渍砂浆试件质量吸水率均有增加的趋势；干湿循环极有可能是通过硅烷的水解与溢出导致憎水性的劣化，紫外辐照则是通过改变硅烷单体的结构而导致对憎水性的劣化作用。

为了解纤维增强水泥基复合材料在动态荷载下的抗冲击性能，本工作通过霍普金森压杆试验研究高应变率下应变硬化水泥基复合材料（SHCC）的力学行为及损伤形式，并利用高速数字相关图像（DIC）技术对冲击过程中SHCC表面全场应变演变形式进行分析；同时，采用X-CT对加载后SHCC的内部损伤进行扫描分析。结果表明：高应变率加载下，随着应变率的增加SHCC的动态峰值应力和吸能能力逐渐增加，表明其具有应变率敏感性，并发现动态峰值应力对应变率的敏感性要明显大于吸能能力；DIC分析得到试样的竖向膨胀明显大于侧向压缩。据X-CT扫描结果可知，试样边缘位置处裂缝数目要明显多于试样中心，且裂缝分布较密，同时同一起裂点位置处出现多条裂缝，这是SHCC具有优异的动态力学性能的重要原因。

高海拔地区自然环境中的桥梁墩柱承受着大幅度的昼夜温度循环作用。为了预测其表层混凝土的开裂风险，构建了混凝土表层温度应力分析模型。该模型综合考虑了桥梁墩柱内部温度分布的不均匀性和混凝土材料内部各组分间的热变形不协调性，即整体各向同性和局部各向异性。在该模型中加载现场实测得到的高海拔地区桥梁墩柱内部各时刻温度场，分别应用热弹性力学理论计算与平面应变问题有限元求解的办法，分析了墩柱表层的三维热应力。结果表明，墩柱表层开裂主要在上部结构架设之前。晴天时，对温度作用下墩柱表面受力进行正交分解，得到1 d中墩柱表面最大压应力约12.52 MPa，最大拉应力约2.15 MPa。其中，最大拉应力已接近混凝土在二轴受拉状态下的抗拉强度，进一步叠加湿度应力后开裂风险较大。架设上部结构后，墩柱混表面切向最大拉应力仍为2.15 MPa，竖向最大拉应力仅余0.58 MPa，均明显小于C35混凝土在该二轴受拉状态下的抗拉强度。采用热膨胀系数低的粗骨料虽可降低温度梯度导致的拉应力，但会增大混凝土各组分热变形不协调产生的热应力，导致墩柱混凝土表层最大拉应力略有上升。

为研究动态冲击作用下含不同角度裂隙的混凝土裂纹扩展机理，利用分离式霍普金森压杆试验系统进行不同裂隙角度的动态冲击试验，采用数字图像相关系统进行表面应变监测，对比分析了动力冲击后不同裂隙角度试样的动态强度、能量耗散以及破碎分形特征，并基于断裂力学给出裂隙周边应力的理论结果。结果表明：随着裂隙角度的增加，峰值应力应变表现出典型的V形变化，均在30°达到最小值，其初始损伤区由裂隙尖端向裂隙中部移动，随后损伤范围逐渐扩大直至形成宏观破坏，其破坏形式也分别表现为拉伸破坏（0°）、剪切破坏（30°）、拉剪混合破坏（45°和60°），以及压塌破坏（90°）。试样的耗散能随着裂隙角度的增加先增大后减小，在30°达到最大值，表征了试样中能量积累和转化的过程。随着试样裂隙角度的增加，试样破碎分形值先增大后减小，整体分布在1.5~2.2，并在30°时取得最大值，说明此时试样耗散能量相对较大，从而导致试样破碎程度更高。结合断裂力学给出了裂隙周边的应力解析解，从理论上解释了不同裂隙角度下起裂角、应力分布以及能量耗散的变化规律，与试验结果吻合较好。

为明确不同输送和浇筑方式对超高性能混凝土（UHPC）力学性能的影响，以输送方式（未经输送直接浇筑、螺杆泵输送、活塞泵输送）、浇筑方向（无特定方向、平行浇筑、垂直浇筑）和钢纤维掺量（0%、1%、2%）为试验参数，对UHPC的力学性能进行了试验研究，并采用图像处理方法定量分析了不同输送和浇筑方式对UHPC内部纤维取向的影响。结果表明：螺杆泵输送可显著提高UHPC中钢纤维的定向程度。与未经泵送直接浇筑的UHPC试件相比，纤维掺量分别为1%和2%的螺杆泵送浇筑的UHPC试件，其内钢纤维取向系数分别增大了33.7%和38.2%，弯曲极限强度提高了15.0%和31.9%。活塞泵送浇筑的试件，其力学性能和纤维分布特性均与直接浇筑试件相近。依据试验结果给出了不同输送方式和浇筑方向下UHPC中钢纤维取向系数的建议取值，进而预测了不同输送方式和浇筑方向UHPC的抗弯强度，预测结果和实测结果吻合良好。

山西省作为中国煤矸石积存量最大的地区之一，其大宗固废的高效资源化利用已成为区域可持续发展的迫切需求。当前快速发展的3D打印建造技术，因其精确控制材料分布特性和复杂构件的免模板成型优势，为大宗固废的规模化消耗提供了创新路径。本工作采用煤矸石作为粗骨料，结合建筑3D打印技术，制备一种新型的打印煤矸石混凝土（3DP-CC）。针对煤矸石掺量为0%、10%、20%和40%的混凝土，测试其早期性能以及打印试件的抗压、三点弯曲强度，并利用X射线计算断层扫描技术观察试件内部孔隙结构。结果表明：3DP-CC抗压、三点弯曲强度和破坏模式呈现明显的各向异性特性。同时，随着煤矸石掺量增加，3DP-CC的抗压强度和三点弯曲强度亦呈现出先增高后降低的趋势。各向异性力学性能和裂纹演化的微观机制是由骨料的骨架支撑和嵌锁作用，以及孔隙微结构和层条间界面特性共同决定的。

近年来，建筑3D打印技术与超高性能混凝土结合（即3DP-UHPC），可同时发挥3D打印快速建造、成型可控和UHPC超高强、高韧等多重优势。已有3DP-UHPC的相关工作由于受到打印技术限制，大多针对较短钢纤维（6 mm和10 mm），而工程中UHPC常用钢纤维长度为13 mm。另外，3DP-UHPC的微细观结构特征及其引起的各向异性力学性能和损伤断裂机理的研究较为缺乏。因此，研究了13 mm钢纤维及其掺量（0、0.5%、1.0%、2.0%）对3DP-UHPC各向异性压缩力学行为的多尺度影响规律。利用数字图像相关技术（DIC）捕捉了试件裂缝的起裂、扩展和贯通等行为，开展了基于微观X射线计算断层扫描技术的微细观扫描实验，揭示了3DP-UHPC内部孔隙和纤维等特征。结果表明：3DP-UHPC的压缩破坏模式由层条间薄弱界面及孔隙主导，同时受到纤维沿打印方向的定向分布和打印工艺（条带堆叠）等因素的耦合作用，为3DP-UHPC的材料设计与工程应用提供了数据参考。

聚丙烯（PP）隔膜以优异的力学性能、耐电解液腐蚀性、高离子透过性、易加工性及低成本等优势被广泛应用于锂离子电池（LIBs）隔膜。然而，PP隔膜与电解液亲和性欠佳，且不具备抑制锂枝晶生长的功能，限制了LIBs性能。本工作采用溶液聚合法，在高碘酸钠（SP）的催化作用下快速制备聚丙烯/聚多巴胺（PP-PDA_x）复合隔膜，并对其性能进行系统研究，结果表明：当改性时间为4 h，PDA纳米颗粒沉积量为0.075 mg·cm^-2，即PP-PDA₄隔膜的电解液吸液率最大，达324%，接触角降至9°，同时展现出最优的电化学性能，其离子电导率为0.51 mS·cm^-1。组装LiFePO₄/PP-PDA₄隔膜/Li扣式电池，在1 C条件下100圈循环后放电容量仍保持113.9 mA·h·g^-1。此外，PP-PDA₄隔膜展现出显著的抑制锂枝晶生长的能力。

为改善尖晶石LiMn₂O₄的循环稳定性，抑制其容量衰减，采用固相燃烧法合成了B—Al共掺截断八面体形貌LiB_0.08Al_yMn_1.92-yO₄（y=0.01、0.02、0.04、0.06和0.08）正极材料。结果表明，B—Al复合掺杂没有改变LiMn₂O₄的立方尖晶石结构，但可显著影响其晶面生长速率，促进材料的晶体生长和晶面的择优生长，且颗粒尺寸增大。在B—Al共掺杂中随Al掺杂量增加，颗粒形貌由包含（111）和（100）2个晶面的截断八面体逐渐形成包含（111）、（100）和（110）3个晶面的单晶截断八面体，y（Al）≥0.04时形成类球形颗粒，其中，LiB_0.08Al_0.02Mn_1.90O₄样品形成3个晶面的完整单晶截断八面体形貌颗粒，具有优良的倍率性能和长循环稳定性。在室温1.0、10.0、15.0 C倍率和高温（55 ℃）1.0 C倍率下，其初始放电比容量分别为114.7、86.3、82.6 mA·h·g^-1和114.7 mA·h·g^-1；1.0 C倍率200次循环、10.0 C和15.0 C倍率500次循环以及高温（55 ℃）1.0 C倍率200次循环后，容量保持率分别为84.7%、81.9%、90.3%和70.0%。LiB_0.08Al_0.02Mn_1.90O₄电极材料具有较大的锂离子扩散系数（3.14×10^-11 cm²·s^-1）以及相对较小的表观活化能（24.76 kJ/mol）和电荷转移阻抗（114.2 Ω），有利于锂离子的输运。B—Al共掺杂和单晶截断八面体形貌抑制了Jahn-Teller畸变并缓解Mn的溶解，提高了尖晶石型LiMn₂O₄正极材料的晶体结构稳定性，增强了材料的高倍率性能和长循环稳定性。

为实现宽频带隙的声子晶体设计，本工作将仿生设计与声学黑洞结构相结合，基于局域共振理论，提出了一种飞碟型声子晶体。通过有限元法对该声子晶体的能带结构、振动模式及衰减特性进行计算，揭示了其带隙产生机理，并分析了几何参数对带隙的影响规律。结果表明：飞碟型声子晶体在0~1000 Hz产生了1条局域共振带隙，位于294~944 Hz，带隙宽度为650 Hz，带隙覆盖率为65%。带隙起始频率主要由散射体的平移振动决定，而截止频率则是由边缘结构左右两侧的反向振动决定。增加小梯形的高度可以提高带隙的起始频率，增加矩形的宽度可以调整带隙的截止频率，调整大梯形的高度则可影响带隙宽度。

红色荧光粉是提高发光二极管（LED）显色指数、降低色温的重要组分。选择具有红色特征发射的Eu³⁺作为激活剂离子，以新型硼酸盐Ba₃Sr₄B₃O₉F₅为荧光粉基质，通过高温固相反应合成了系列Ba₃Sr₄B₃O₉F₅：xEu³⁺荧光粉。利用DFT计算、XRD、SEM、室温及变温荧光光谱、量子效率和荧光寿命，详细研究了所制备荧光粉的组成结构、微观形貌及其光致发光性能。研究结果表明，在Ba₃Sr₄B₃O₉F₅基质中，Eu³⁺掺杂会优先占据Ba²⁺所在的格点位置；并且这类荧光粉在394 nm激发下可发出明亮的红光（613 nm主导）。此外，所合成的Ba₃Sr₄B₃O₉F₅：0.38Eu³⁺荧光粉具有较好的色纯度和热稳定性，表明其在荧光粉转换型白光LED照明和显示领域具有一定的发展潜力。

二硼化物是基于增强SiO分压促进Si₃N₄-SiC耐火材料致密化的新型添加剂，但其微结构演变与致密化作用的关联尚不明确。为建立二者关联性，在Si₃N₄-SiC耐火材料中引入TiB₂和AlB₂微粉，借助同步热分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手段，研究不同种类二硼化物的氧化和氮化反应过程、微结构演变及其对Si₃N₄-SiC耐火材料的致密化作用。研究表明：添加适量TiB₂和AlB₂微粉均可改善Si₃N₄-SiC耐火材料致密性，减小Si₂N₂O相含量和α-Si₃N₄/β-Si₃N₄质量比，最优添加量均为0.6%；二硼化物的微结构演变通过影响Si氮化反应阶段的SiO分压和Si₃N₄晶须生长，来进一步影响致密化作用；一类二硼化物以TiB₂为代表，氧化产物间不发生进一步化学反应，形成玻璃相包裹结构，大部分留存至Si氮化反应阶段，可有效降低氧分压、增强SiO分压、促进Si间接氮化，生成大量直径约200 nm的β-Si₃N₄晶须并形成三维网络结构，致密化作用强；另一类硼化物以AlB₂为代表，因氧化产物发生反应，玻璃相包裹结构被破坏，相同添加量下致密化效果更弱。

燃煤烟气中CO₂减排刻不容缓，而传统吸附材料存在吸附性能有限、受烟气中杂质影响大等问题，本研究以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物为模板剂，Na₂SiO₃为硅源，制备硅基介孔材料SM，并在其上担载四乙烯五胺（TEPA）、聚乙烯亚胺（PEI）以及2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP），获得硅基胺吸附剂，用于CO₂吸附实验。结果表明，硅基材料负载胺后，CO₂吸附性能均明显提高，且双胺吸附剂要优于单胺吸附剂。最优硅基胺吸附剂30PEI-30AMP/SM的CO₂吸附量达到4.30 mmol/g。TEPA和PEI含有大量伯胺基团，能与CO₂发生化学反应，但高黏度限制了它们在载体中的分散。AMP是具有羟基的位阻胺，可以引入额外的网络结构，提高吸附剂的热稳定性。双胺吸附剂不同种类的胺可以相互协作，共同提高CO₂的吸附性能。同时，燃煤烟气中的SO₂和水蒸气等成分也会对吸附剂的CO₂吸附性能产生重要影响。强酸性的SO₂会优先与碱性胺基反应，生成的亚硫酸盐会堵塞孔隙，增加CO₂的扩散阻力，严重抑制CO₂的吸附；水蒸气可以减少与等量CO₂反应的胺基数量，提高胺基团的利用效率，从而提高吸附剂的CO₂吸附性能；NO对CO₂吸附几乎没有影响。

在混凝土生产中，若所用的骨料含有黄铁矿或磁黄铁矿等铁硫化物，会发生铁硫化物氧化和内部硫酸盐腐蚀，产生膨胀和溶蚀，导致混凝土破坏。然而，在固废资源化利用中，因忽视这类骨料在混凝土中的反应性已在世界各地广泛引发安全事故。本文对比分析了国内外研究差异，梳理了相关工程失效案例，阐述了铁硫化物对混凝土侵蚀机制，归纳了标准规范对该类骨料的限值要求以及相关评价方法，并据此探讨了目前含铁硫化物骨料在混凝土中的应用风险，同时对未来的研究进行了展望。

可逆固体氧化物电池（RSOCs）是一种可实现化学能和电能相互转化的电化学能源装置，它与可再生能源系统耦和，在电力需求低谷（波谷）时存储多余电能，在需求高峰（波峰）时高效释放电能，具有能量转化效率高、排放少、无须贵金属等优点。然而，在低温（400~600 ℃）范围内，空气极材料缓慢的氧还原/氧析出反应活性和较差的稳定性限制了RSOCs高效稳定运行，这是低温RSOCs商业化面临的关键挑战之一。近年来，纳米技术被广泛应用于提升RSOCs空气极的性能和稳定性，推动了其在低温下的应用进程。本文主要从新型空气极材料的开发和空气极材料表面修饰这2个角度出发，综述了纳米级粉体的制备、原位自组装法、原位水诱导法、表面修饰（纳米浸渍法、原子层沉积和脉冲激光沉积和空气极新型结构的构筑等纳米技术在RSOCs空气极材料中的应用及研究进展，最后对将来的研究方向提出了若干建议。

天然糖类作为绿色模板在多级孔ZSM-5分子筛合成中，不但能发挥结构导向作用，还可调控晶粒尺寸与酸中心分布，因此成为研究热点。本文综述了以天然糖类及其衍生物为模板辅助合成多级孔ZSM-5的研究进展，重点讨论了糖类模板的作用原理及其对分子筛结构、性质及催化性能的影响。研究表明：糖类模板的类型直接影响分子筛的孔径、酸性及形貌。葡萄糖和蔗糖模板倾向于形成较小介孔的ZSM-5，而淀粉、纤维素及其衍生物有助于构建较大介孔甚至微-介-大孔ZSM-5分子筛。此外，不同糖类模板可诱导特殊形貌的形成，如葡萄糖和淀粉可促进b轴方向生长，淀粉与蔗糖模板倾向于形成链状结构，纤维素衍生物则有助于构建中空球形结构。最后，指出未来研究应聚焦于开发新型合成方法、深入探索糖类模板与多级孔结构的构效关系、以及优化模板剂用量以实现孔结构和酸位点的精准调控。