刊出日期：2025-06-20
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航空发动机及燃气轮机涡轮叶片修复技术专栏2025, 53(6): 1-11. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000674通过解剖实际服役499 h的DZ125涡轮叶片，并结合人工神经网络模型对叶片不同部位进行服役温度和应力评估，确定涡轮叶片的正常和超温服役组织。以涡轮叶片用DZ125合金为研究对象，通过925 ℃/32~200 MPa/500 h和1075 ℃/10~60 MPa/100 h的变截面实验模拟叶片的正常和超温服役，并对两种服役组织进行1200 ℃固溶温度的亚固溶恢复热处理，观察亚固溶恢复热处理对两种服役组织的影响。结果表明：DZ125涡轮叶片损伤最严重部位为叶身中部的进气边，服役温度最高达到1075 ℃。DZ125合金在1075 ℃变截面条件下的显微组织退化情况比925 ℃变截面条件下的严重，经过亚固溶恢复热处理，925 ℃变截面条件模拟的正常服役组织退化，而1075 ℃变截面条件模拟的超温服役组织中有立方状二次γ′相析出，特定超温服役损伤态DZ125合金经过亚固溶恢复热处理后，在980 ℃/220 MPa条件下的蠕变寿命由16 h提升到25 h。亚固溶恢复热处理对正常服役组织是不利的，对超温服役组织有恢复效果。
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航空发动机及燃气轮机涡轮叶片修复技术专栏2025, 53(6): 12-23. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2025.000056针对定向凝固DSM11服役涡轮叶片显微组织损伤和性能退化问题，亟需开展亚固溶恢复热处理工艺研究。本研究参考真实服役DSM11叶片的损伤组织，以980 ℃热暴露500 h定向凝固DSM11合金为研究对象，研究不同亚固溶恢复热处理工艺对损伤组织和性能的影响。结果表明：采用1180 ℃/2 h固溶结合1120 ℃/2 h/AC+850 ℃/24 h/AC恢复热处理制度时，可以获得约23%、尺寸为270 nm左右的二次γ′相和约17%粗大γ′相的双态组织。同时，热暴露过程形成的晶界M 23C6型碳化物全部回溶，晶界γ′膜厚度降低。若直接进行1120 ℃时效处理，晶界M 23C6型碳化物也能发生溶解，但晶界γ′膜厚度几乎不发生变化。二次γ′相的尺寸和体积分数与固溶温度和固溶后冷却速度密切相关。炉冷得到的二次γ′相尺寸大于空冷，1160 ℃固溶时得到的二次γ′相在随后的时效过程中全部溶解，不会被保留。经过1180 ℃/2 h/AC+1120 ℃/2 h/AC+850℃/24 h/AC恢复热处理后，热暴露损伤DSM11合金980 ℃/220 MPa的持久寿命由18 h恢复至24 h，达到标准热处理态的86%。一定含量重新析出的二次γ′相对合金力学性能的恢复起主要作用。
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航空发动机及燃气轮机涡轮叶片修复技术专栏2025, 53(6): 24-34. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2025.000040相组成和结构对于黏结层合金的抗高温氧化性能起着重要作用，而合金的抗高温氧化性能又直接影响其制备的热障涂层的服役性能与工作寿命。采用Thermo-Calc热力学计算、X射线衍射仪、场发射扫描电镜等分析手段研究不同Hf含量对NiCoCrAlY黏结层合金相组成和结构、1150 ℃等温氧化过程及Hf等元素分布特征的影响。热力学理论计算及室温组织观察结果表明，含0.5%（质量分数，下同）和1%Hf的黏结层合金相组成均以FCC_L12结构的γ'-Ni3Al相与BCC_B2结构的β-NiAl相为主。Hf含量由0.5%增加到1%后，合金的液相线温度由1422 ℃降低为1418 ℃，固相线温度从1297 ℃降低至1287 ℃，凝固区间温度增加，α-Cr相析出温度由860 ℃提高到880 ℃，1000~1250 ℃温度范围内含0.5%Hf的黏结合金β-NiAl相含量高于1.0%Hf。不同Hf含量黏结层合金200 h等温氧化分析结果表明，氧化增重量与氧化时间曲线均符合典型抛物线氧化动力学规律。随着合金中Hf含量由0.5%增加到1.0%，合金的平均氧化速率由（0.15±0.008） g·m-2·h-1增加到（0.32±0.006） g·m-2·h-1，拟合的抛物线氧化速率常数k p则由4.163 g2∙m-4∙h-1增加到9.337 g2·m-4·h-1。氧化物相及形貌分析表明：氧化后合金表面主要由致密的Al2O3组成；由合金截面观察到深灰色衬度的Al2O3膜，氧化膜中还分布着白色衬度的HfO2相，且随着Hf含量上升，氧化膜中分布着的HfO2由不连续的点状分布转变为长条形的连续分布，内氧化的HfO2颗粒数量与面积增加，贫Al层的厚度也大大提升。
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航空发动机及燃气轮机涡轮叶片修复技术专栏2025, 53(6): 35-43. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000863MCrAlY黏结层材料的相组织及性能对提高涡轮叶片热障涂层服役稳定性和使用寿命至关重要。采用Thermo-Calc热力学计算软件、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜、热膨胀仪等研究了Re改性NiCoCrAlY黏结层合金的组织特征、热膨胀性和抗高温氧化性。结果表明：改性黏结层合金以β-NiAl相为主还有少量σ-CoCr、α-Cr、Ni5Y相，稀土元素Y与Ni结合形成Ni5Y，改性元素Re则主要固溶于α-Cr和σ-CoCr相。当温度由室温升高到1200 ℃时，改性黏结层合金的热膨胀系数为（18.1±0.1）×10-6 K-1。当1100 ℃等温氧化时间达到100 h，氧化膜和贫铝层厚度分别为（2.44±0.09） μm和（2.53±0.33） μm，氧化速率为（0.06±0.01） g·m-2·h-1，达到完全抗氧化级对氧化速率的要求。与常规MCrAlY黏结层合金相比，1200 ℃热膨胀系数减小了12%，1100 ℃氧化100 h的增重速率降低了25%，即Re改性NiCoCrAlY黏结层合金具有更低的热膨胀性和更高的抗氧化性，能够为高性能MCrAlY黏结层材料的研制提供设计思路。
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航空发动机及燃气轮机涡轮叶片修复技术专栏2025, 53(6): 44-51. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000666采用真空电弧镀（AIP）技术在镍基高温合金DSM11基体表面制备NiCoCrAlYSiHf涂层，并通过化学方法对涂层进行完全退除。通过高温持久、高温瞬时拉伸等力学实验评价涂层退除及再涂覆对基体合金力学性能的影响，并采用扫描电子显微镜（SEM）观察和分析涂层退除前后的截面形貌。结果表明：采用1#溶液可以有效退除NiCoCrAlYSiHf涂层，反应时间达180 min时，试样减重0.1078 g，涂层基本完全退除。涂层退除后，涂层/基体合金界面及基体合金的微观组织形貌与原始状态相比基本保持不变，表明退除过程未对基体合金造成显著影响。在涂层退化过程中，涂层逐层剥落，失重与反应时间呈规律性变化，验证了该现象。NiCoCrAlYSiHf涂层对DSM11合金的力学性能无显著影响，涂层退除对基体合金的高温持久性和高温瞬时拉伸性能也基本无影响。
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综述2025, 53(6): 52-61. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000328近年来，随着航空航天技术的飞快发展，对发动机热效率和轻质化的要求越来越高，导致涡轮叶片的壁厚不断减小。然而，壁厚减小导致叶片用合金材料性能下降，即薄壁效应。因此，薄壁效应的研究对涡轮发动机安全稳定运行具有重要意义。但是，薄壁效应产生的原因和规律十分复杂。基于此，本文综述了实验条件、材料的表面状态、涂层、多晶、单晶及合金的各向异性等方面对叶片用合金材料薄壁效应的影响规律，并根据薄壁效应的机理和模型，归纳了3种典型情况：氧化损伤模型、氧化-蠕变损伤模型和基于裂纹扩展的分析。由于氧化作用和硬脆相的存在，工件在服役过程中不可避免地产生裂纹，基于裂纹扩展分析表明裂纹扩展与薄壁效应有着明显的相关性，这为未来薄壁效应的研究提供了新思路。
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综述2025, 53(6): 62-73. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000844钛/铝异种焊接结构兼具钛合金的高强度、耐腐蚀性以及铝合金的轻质、易成型特性，为产品设计和制造提供了更广阔的选择空间。同时，该结构有助于降低构件质量和成本，实现轻量化与结构-功能一体化。搅拌摩擦焊作为一种固相焊接方法，是最适合于钛/铝异种连接的方法之一。然而，在钛/铝常规搅拌摩擦焊接过程中，仍存在搅拌针磨损严重、焊缝厚度方向性能不均匀、焊缝根部易出现未焊合缺陷、金属间化合物难以精准调控等问题。本文综述了国内外研究者针对上述问题提出的改进措施，探索了多种新型工艺，以期改善钛/铝常规搅拌摩擦焊的不足，实现高质量连接。分析对比了不同改型工艺的特点与适用性，主要包括界面添加中间层、施加辅助外场、改变接头形式以及采用静轴肩搅拌摩擦焊4种方法，探讨其在提升焊接质量和优化界面性能方面的作用与机制，并对钛/铝异种搅拌摩擦焊的未来发展方向进行了系统总结。最后指出，未来的研究应进一步优化焊接改型新工艺，同时提高工艺的稳定性和工业应用的可行性，以推动钛/铝异种焊接结构的工程化应用。
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综述2025, 53(6): 74-86. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000675MXene作为一类新型二维（2D）材料，因其卓越的电导率、高效的光热转换能力和丰富的终端基团而受到广泛的研究关注。然而，MXene的易氧化特性和较弱的力学性能在一定程度上限制其在多个应用领域的广泛使用。MXene基形状记忆复合材料不仅具有增强MXene的抗氧化和力学性能，还能赋予材料宏观3D结构的智能响应特性。这些特性为MXene在信息传递、能量转换、电磁屏蔽和火灾安全防护等领域开辟新的应用途径。本文旨在全面回顾MXene基形状记忆复合材料的研究进展，深入分析其制备方法、形状记忆机制及应用潜力，为MXene基形状记忆复合材料的进一步研发和应用提供有价值的参考。同时，对MXene基形状记忆复合材料在高效制备、性能优化、多功能开发等未来走向及潜在稳定性提升与商业化挑战进行分析，有助于推动该领域的技术进步和创新。
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综述2025, 53(6): 87-104. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000320聚四氟乙烯（PTFE）作为一种特种工程塑料具有自润滑性优异、化学稳定性良好、使用温度范围广泛等诸多优点，但核心缺点是耐磨性差、易磨损，严重缩短其使用寿命。本文从PTFE分子结构特点出发，以转移膜理论为主线，深入分析了PTFE摩擦磨损机理及研究发展历程，综述了PTFE摩擦学改性方法，分析了表面改性、填充改性、共混改性及复合改性的常见方法，深入对比了这4类改性方法的内在机理，并总结了复合改性的发展趋势。最后，结合近年来的研究成果及在研究过程中存在的问题对PTFE摩擦学改性研究方向进行了展望，对转移膜的定量研究、多方式协同复合改性的工业化可行性、实际工况下的改性体系选择及应用等方面给出了建议。
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综述2025, 53(6): 105-116. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000590刚性陶瓷纤维隔热瓦基体辐射式热防护涂层是航天飞行器大面积使用的热防护系统，提高其辐射率、抗冲击、抗热震等可重复使用性能一直是研究重点。本文综述了多元化性能优化背景下刚性陶瓷纤维隔热瓦基体辐射式热防护涂层结构设计和材料改进的研究进展，分析了辐射式热防护涂层的结构设计途径和组成调整思路，涂层从单层致密结构发展到多层梯度结构以及多层鳞片结构，并总结了不同结构辐射式热防护涂层的优势和存在问题。最后指出多层梯度结构涂层由于综合了致密结构和多孔梯度结构的综合优势且具有可调节性仍是当前研究的主流，未来辐射式热防护涂层应进一步优化防/隔热一体化设计，并开展结构、组成对服役仿真环境下的性能影响研究。
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研究论文2025, 53(6): 117-125. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000265采用真空感应熔炼+离心铸造的工艺制备Incoloy825管材，研究其组织的凝固行为和微观晶粒特征。使用ProCAST软件建立真空离心铸造仿真模型，模拟计算合金充型与凝固过程。结果表明：浇注温度为1480~1520 ℃时，金属液成型效果好。铸型转速达到800 r/min以上时，金属液沿铸型壁均匀分布。当浇注温度在1480 ℃以上时，缩孔率减小到0%~1.33%。在浇注温度为1520 ℃、铸型转速为800 r/min工艺下，铸件下、中、上部的开始凝固时间分别为9.61、12.53 s和14.32 s。根据仿真结果制定最优工艺参数并进行铸造实验后，对铸件的微观组织进行分区分析，观察到从铸件中心区到外层区的枝晶平均长度从271 μm逐渐减小至121 μm，显示出组织沿冷却方向存在较高的晶粒尺寸梯度。
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研究论文2025, 53(6): 126-135. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000052采用同步超声能场辅助激光熔化沉积技术制备了TiC/Ti6Al4V复合材料，研究同步超声能场处理对TiC体积分数分别为5%和20%复合材料的显微组织及性能的影响。结果表明：沉积态复合材料中含有不均匀分布的未溶TiC颗粒以及原位TiC，其中5%TiC/Ti6Al4V（体积分数，下同）复合材料中含有较大尺寸的链条状共晶TiC，20%TiC/Ti6Al4V复合材料中含有较大尺寸的枝晶状初生TiC。施加同步超声能场处理后，复合材料中的未溶TiC颗粒分布均匀性得到改善；原位TiC增强相得到细化，链条状共晶TiC转变为颗粒状共晶TiC，枝晶状初生TiC尺寸减小。同步超声能场处理使5%TiC/Ti6Al4V和20%TiC/Ti6Al4V的显微硬度分别从406.5HV0.2和498.4HV0.2提高到414.2HV0.2和539.1HV0.2，磨损率分别从1.82×10-6 mm3·m-1·N-1和1.04×10-6 mm3·m-1·N-1降低到1.78×10-6 mm3·m-1·N-1和9.48×10-7 mm3·m-1·N-1，5%TiC/Ti6Al4V的抗拉强度从1075.23 MPa提高到1116.31 MPa，屈服强度从1021.51 MPa提高到1043.12 MPa，断裂应变从1.27%提高到1.45%，实现强度与塑性的同时提升。
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研究论文2025, 53(6): 136-144. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000328为提高母材对激光的吸收率、改善焊缝成形，选取氧化物（SiO2、TiO2）和氯化物（NaCl、KCl）作为活性剂对5 mm厚的TC4钛合金进行活性激光焊接。以活性剂对焊缝成形的影响为基础，进而分析了活性剂的作用机制和活性剂对接头组织性能的影响。结果表明，所选活性剂对焊缝的宏观成形无显著影响，4种活性剂均可通过提高母材对激光的吸收率影响焊缝的形状尺寸，影响程度与焊接热输入有关。SiO2主要是通过降低光致等离子体对激光的吸收和散射作用，TiO2主要是通过激光束在细小颗粒间多次反射传播作用，NaCl和KCl则是通过以上两种作用提高母材对激光的吸收率。涂敷SiO2和TiO2接头由于焊缝组织变化造成接头抗拉强度下降分别为14%和10%，涂敷NaCl和KCl接头抗拉性能不低于未涂敷接头，可以作为有效的活性剂用于TC4钛合金激光焊。
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研究论文2025, 53(6): 145-153. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000545金属相变材料在提升能源利用效率和节能减排方面具有广阔的应用前景。本研究通过采用脉冲微孔喷射法（pulsated orifice ejection method，POEM）成功合成A30、H30、A50、H50合金粒子作为高温储热的金属相变材料。结果表明：POEM制备的粒子呈单分散状态，具有高球形度、高纯度，表面光滑致密以及均匀的粒径分布等特点。此外，这些粒子表现出优异的热稳定性和高潜热值。其中，A30、H30、A50、H50粒子的熔化潜热为347.54、359.67、262.63、284.82 J/g，而相应的凝固潜热为366.24、377.50、256.82、296.47 J/g。经历多次热循环后，这些粒子仍能保持较高的能量储存密度和较好的结构稳定性。通过POEM制备的Al-Si合金粒子在相变储能领域具有显著的应用潜力，为开发新型高效储能材料提供了重要依据。
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研究论文2025, 53(6): 154-161. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000670缺陷是影响铸造材料断裂行为的主要因素。以高压铸造铝合金为研究对象，采用Gurson-Tvergaard-Needleman（GTN）损伤模型结合有限元仿真软件对高压铸造铝合金的断裂行为开展预测。结果表明：有限元逆向拟合得到高压铸造铝合金材料适用的损伤参数，可形核孔洞体积分数f N为0.12，临界孔洞体积分数f c为0.001，断裂孔洞体积分数f F为0.001。同时开展基于微观特征的断裂行为预测，通过简化孔洞形貌为椭球体和忽略体积小于0.001 mm3的孔洞的方法，避免有限仿真计算效率低和不收敛问题。对比两种模型在预测铸造材料断裂行为方面的适用性，得出结合损伤力学的有限元模拟的计算效率更高，但基于微观特征的有限元模拟的预测准确性更高。
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研究论文2025, 53(6): 162-171. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000249基于中位粒径分别为76 μm和14 μm的粗细两种SiC颗粒，按不同配比设计6种颗粒级配方案，并通过热等静压烧结成型制备体积分数为55%的SiCP/2024Al复合材料，设计“冷热循环”和“固溶+冷热循环”两种稳定化热处理工艺，研究了颗粒级配及热处理对55%SiCP/2024Al复合材料微观组织结构及尺寸稳定性的影响。结果表明：颗粒级配对铝合金基体中的Al2Cu相含量有显著影响，当细SiC颗粒占比为40%时有利于Al2Cu相的析出，而固溶+冷热循环稳定化热处理提高了Al2Cu相的尺寸均匀性和分布均匀性，进一步提高相稳定性；在真实模型及标准模型中，稳定化热处理过程所产生的热错配应力水平，随着细SiC颗粒占比的提高表现出先上升后下降的趋势，占比为40%时Mises应力达到最大值（分别为7.95 MPa和3.52 MPa），有利于复合材料内部残余应力的释放，提高应力状态稳定性；采用14 μm细SiC颗粒占比为40%的颗粒级配方案并进行固溶+冷热循环稳定化热处理时，55%SiCP/2024Al复合材料具有最佳的尺寸稳定性，在5次180 ℃热载荷测试中的尺寸变化率保持在±0.07%以内。
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研究论文2025, 53(6): 172-187. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000316采用宏观有限元模拟与微观晶体塑性分析相结合的方法对六道次热轧ZK61镁合金中厚板的晶体内应力和织构演化进行研究。根据轧制实验与拉伸实验建立相应同步热轧模型并进行仿真计算，将模拟结果作为边界条件代入到基于Voronoi图的多晶体塑性模型中，再应用晶体塑性有限元方法对多晶体模型进行同步热轧模拟，得到各道次热轧态ZK61镁合金的塑性参数和织构极图，并分别与拉伸实验结果和电子背散射衍射实验导出的织构极图进行对比分析，归纳出不同道次下热轧ZK61镁合金晶体塑性变形与织构演化机制。结果表明：经多道次热轧后的ZK61板材存在大量孪晶与动态再结晶，晶粒均匀细化效果明显，其基面织构极密度与轧制道次整体呈正相关，不同道次下的峰值取向差角存在较大差异（8°、28°、88°），且合金力学性能得到改善，强度提升了7.55%，伸长率达到19.5%。
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研究论文2025, 53(6): 188-197. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000720以二维过渡金属碳/氮化物（MXene）和碳化沸石咪唑骨架（carbonized zeolitic imidazolate frameworks， CZIF）为功能填料，通过原位聚合法与热亚胺化工艺，成功制备兼具导电性与磁性能的MXene-CZIF/PI复合薄膜，并对复合薄膜的导电性、磁性能、力学性能、阻燃性能及热稳定性进行系统研究。结果表明：随着填料MXene和CZIF含量的增加，复合薄膜的电导率和饱和磁化强度显著提升。当MXene和CZIF含量达到40%（质量分数）时，PMCo-40薄膜的电导率可达0.33 S/cm，饱和磁化强度可达 6.95 A·m²·kg-1。另外，PMCo-40薄膜表现出优异的综合性能：拉伸强度达到47.83 MPa，极限氧指数高达37.7%（体积分数），酒精灯下燃烧60 s后薄膜几乎没有变化，展现出良好的阻燃性能；在氮气氛围下800 ℃时的残炭量可达80.76%，表明其具有优异的热稳定性。
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研究论文2025, 53(6): 198-209. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000170不同碳载体载Pt催化剂对质子交换膜燃料电池膜电极性能的影响不同。本文分别制备石墨烯和Vulcan XC-72担载的Pt催化剂（Pt/G和Pt/C），对它们的形貌和物理特性进行表征，并作为膜电极阴极催化剂，通过极化曲线性能测试和阻抗测试探究Pt/G和Pt/C在不同I/C比下对膜电极性能的影响，以及不同Pt载量下Pt/G和Pt/C的性能变化趋势，并进行循环伏安曲线测试和加速耐久性测试，通过电化学活性面积和极化曲线性能的变化进一步评估不同碳载体载Pt催化剂在燃料电池操作环境下对膜电极稳定性的影响。结果表明，Pt/G和Pt/C最佳I/C比分别为0.5和0.6；随着Pt载量的升高，极化性能曲线均呈现先升高后降低的趋势，且均在0.8 mgPt/cm2时，达到最大值；Pt/G经历30000次三角波循环后，ECSA损失率为63%，峰值功率保有率高达60%，与Pt/C相比，石墨烯是稳定性优于无定形碳Vulcan XC-72的燃料电池膜电极催化剂载体。
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研究论文2025, 53(6): 210-217. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000580石墨复合双极板因其优良的导电性和耐腐蚀性在燃料电池领域受到广泛关注，传统的石墨复合双极板模压成型方法存在效率低、操作复杂等问题，因此本工作提出了一种将石墨/树脂混合粉料通过辊压机轧制成预成型板，然后快速模压成型，以简化工艺操作并提升效率的预成型工艺方案。并通过优化辊压参数和添加辅助黏结剂，解决了预成型板压实不足和结构缺陷等问题，提升了工艺的可靠性和材料利用率。结果表明：温度的提升和辊距的减小均可以提升预成型板的压实密度，添加PTFE作为辅助黏结剂能够有效改善辊压过程中的缺陷，但过量添加会对导电性和气密性产生负面影响，其最优添加比例为5%（质量分数）。与传统的直接模压成型相比，通过该方案制备的双极板尽管面内电导率略有下降，但抗弯强度提高14.2%，制备周期缩短至原来的42.9%，显著提升生产效率。
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研究论文2025, 53(6): 218-226. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000055质子交换膜燃料电池（PEMFC）能量转换效率高，发电效率受负载变化影响小，有害物和碳排放少。双极板是其关键结构部件之一，承担传递电子、分配气体、电池内水管理、支撑膜电极组件等作用。复合双极板有质轻、耐腐、成本低等优势，受到了较多的关注。然而，为了保持燃料电池的稳定运行，应保证膜电极充分润湿的情况下，确保积累在流道内的液态水顺利排出，这对于双极板的表面特性提出了新的要求。对于复合石墨板而言，可以通过极板组分与制备工艺的改变，实现接触角的调节，进而调控电池的水、气状况。本工作在鳞片石墨-树脂复合材料中，加入化学气相沉积制备的纳米碳纤维（CF-CVD）作添加剂，调控复合双极板的亲水性。同时，通过改变鳞片石墨粒径，验证其对复合双极板亲水性调控的影响。结果表明，极板表面的亲水性随着碳纤维含量的升高而增强，接触角降低幅度可达10.28°。鳞片石墨粒径影响复合双极板的接触角调控效果，为配合CF-CVD实现极板最佳亲水性，应选择500~1500目石墨作为导电基材。CF-CVD含量为3%、鳞片石墨为1000目的亲水复合双极板综合性能最佳，电导率达到239.33 S/cm，抗弯强度达到73.47 MPa。
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研究论文2025, 53(6): 227-234. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000311碳/碳（C/C）复合材料在370 ℃以上易氧化，这限制了其在航空航天及军事领域的进一步应用。因此，提高C/C复合材料的耐烧蚀性能尤为重要。本研究以柠檬酸、乙二醇和金属盐溶液为前驱体，采用前驱体浸渍裂解工艺（PIP）和陶瓷化工艺制备了密度为2.00~2.10 g/cm3的C/C-Hf x Zr1- x C复合材料。研究了不同Hf/Zr比例对C/C-Hf x Zr1- x C复合材料耐烧蚀性能的影响。结果表明，Hf x Zr1- x C是一种固溶体陶瓷。随着Hf比例的增加，烧蚀率先减小后增大，其中C/C-Hf0.5Zr0.5C的耐烧蚀性能最佳，在3.5 MW/m2热流密度下烧蚀120 s时，C/C-Hf0.5Zr0.5C的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.39×10-2 g/s和7.49×10-3 mm/s。因为C/C-Hf0.5Zr0.5C的氧化产物HfO2-ZrO2对纤维和基体的附着力较强，可以减少纤维和基体受到的机械剥蚀，同时HfO2-ZrO2混合物的熔点较低，有利于形成HfO2-ZrO2的熔融混合物，从而降低氧化层的透氧性。
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研究论文2025, 53(6): 235-243. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000347Ta0.8Hf0.2C具有良好的热防护性能，适合在高温烧蚀环境中使用，MoSi2是一种优异的烧结助剂且常用于抗烧蚀涂层中。为了研究MoSi2含量对Ta0.8Hf0.2C-SiC-MoSi2涂层抗烧蚀性能的影响，本研究采用料浆刷涂法在含有SiC过渡涂层的C/C复合材料上制备了不同MoSi2含量的Ta0.8Hf0.2C-SiC-MoSi2涂层，并研究了不同涂层的相组成、微观形貌和烧蚀行为。结果表明，当MoSi2质量分数为10%时，涂层的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.24 mg·s-1、0.02 μm·s-1，表现出较好的抗烧蚀性能。这是因为涂层中MoSi2的存在抑制了SiC的主动氧化，减少了SiC的消耗，在烧蚀过程中形成的液相层黏度较高，抵抗高温火焰的冲蚀的能力较强，有效地阻止了氧的扩散。
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研究论文2025, 53(6): 244-253. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000349采用水热法成功合成纳米片结构的钼酸铜（Cu3Mo2O9）。样品的形貌、结构和比表面积通过SEM、XRD、EDS等技术进行表征。以Cu3Mo2O9纳米片和MoO3纳米棒为传感材料分别制备气体传感器，并进行挥发性有机气体的传感性能测试。实验结果表明：传感器暴露于100×10-6丙酮时，Cu3Mo2O9传感器在210 ℃下表现出145.4的超高响应，是MoO3传感器响应（67.8）的2.1倍，响应/恢复时间为29.7 s/21.2 s。利用暴露在100×10-6丙酮的10次循环测试，证明了Cu3Mo2O9传感器具有优异的循环稳定性。其优异的丙酮传感性能归因于本身的多孔纳米片结构以及铜和钼两种金属元素之间的协同作用。其结构比表面积较大，为气体分子吸附提供大量活性位点，促进气体之间的氧化还原反应，使反应进行得更加彻底。Cu3Mo2O9纳米片对丙酮有优异的传感性能，说明在未来丙酮气体的实际检测中有很大潜力。
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研究论文2025, 53(6): 254-262. https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000821本研究以核桃壳为原料，采用静电纺丝方法制备核桃壳纳米纤维。利用扫描电镜（SEM）考察了纺丝参数对纳米纤维形貌和直径的影响，借助傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）、电阻率测试仪对核桃壳纳米纤维结构及性能进行表征。结果表明，在纺丝液浓度55%、纺丝电压16 kV、注射速率0.75 mL/h、接收距离14 cm的条件下，能够纺得表面光滑、直径分布均匀、平均直径0.38 μm的核桃壳纳米纤维，该纳米纤维的结构有序性显著提高，在500 ℃条件下的热稳定性提高了1.29倍，电导特性也有所改善。
