- 张丽艳;王欣;陈树彬;胡丽丽;
玻璃结构基因模拟(GSgM:Glass Structure gene Modeling)法，也称为玻璃成分–结构–性质模拟法(C–S–P法)，是一种将玻璃实测结构数据(红外、拉曼、核磁等)引入模拟方程，通过建立成分–结构(C–S)与结构–性质(S–P)模型搭建成分–结构–性质模拟平台，从而实现复杂玻璃体系的成分?结构?性质双向模拟设计的实用方法。该方法将玻璃看作由一组网络结构单元组成，每个网络单元具有统计上独特的结构特征，并且成比例地影响整个玻璃性质。详细阐述了GSgM法的理论基础及建议玻璃配方设计方法与结构数据解析方法，给出了C–S、S–P及S–C模型的建模过程及模型含义，并通过其在核废固化玻璃及激光玻璃模拟设计中的应用实例，逐一演示了该模拟方法的使用效果。
2025年10期 v.53;No.439 2755-2765页 [查看摘要][在线阅读][下载 3685K] [下载次数：53 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 田静;李苑;官敏;郑际杰;储静远;刘涌;韩高荣;
随着氧化物玻璃在电子信息领域的应用日益广泛，其电学性能作为关键性指标也愈发受到重视。尽管数据驱动的机器学习方法在玻璃性能预测中已取得显著进展，但其在小数据集场景下的应用仍面临挑战。针对氧化物玻璃电学性能数据不足的核心问题，引入带梯度惩罚项和组分惩罚项的改进Wasserstein生成式对抗网络(WGAN-GP-CP)，构建了适用于玻璃材料的数据增强框架，并设计了新型样本质量评估方式。该框架在生成器损失函数中引入组分惩罚项，能够生成高质量的合成样本，有效扩展现有数据集。对比研究表明，数据增强显著缓解了模型过拟合问题，同时显著提升其泛化能力。基于建立的组分–性能预测模型，通过SHAP单特征分析和特征交互分析进一步揭示了氧化物组分特征对玻璃电学性能的影响机制及特征间的交互作用。以上结果不仅为氧化物玻璃电学性能预测提供了可靠的模型支持，更为数据稀缺场景下高性能数据驱动模型的开发提供了新思路。
2025年10期 v.53;No.439 2766-2776页 [查看摘要][在线阅读][下载 4854K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王浩铭;李路瑶;王静;韩建军;储静远;
采用熔融-热处理法制备了Li_2O-ZnO-MgO-Al_2O_3-SiO_2(LZMAS)微晶玻璃，研究了Li_2O含量从0～6%(摩尔分数)对玻璃的结构、析晶行为及性能的影响。结果表明：Li_2O含量增加，玻璃网络聚合度和析晶活化能呈现降低的趋势。不含Li_2O的微晶玻璃析出晶相只有尖晶石晶相及SnO_2；当Li_2O含量为2%时，则有β-石英固溶体和尖晶石晶相形成。随着Li_2O含量继续增加到4%,β-锂辉石晶相出现，β-石英固溶体晶相消失。Li_2O含量为2%的基础玻璃在850℃晶化2 h后，晶粒分布均匀且尺寸较小，平均晶粒尺寸为28 nm，具有较高的可见光透过率～84%，且维氏硬度及弯曲强度分别可以达到8.62 GPa、199 MPa。这种材料具备优异的光学及力学性能，在光电元件、透明装甲等领域具有重要的应用价值。
2025年10期 v.53;No.439 2777-2790页 [查看摘要][在线阅读][下载 4534K] [下载次数：304 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 沈毅鸿;吴敏波;伦振杰;左笛;陈东丹;钱奇;董国平;杨中民;
Nd~(3+)掺杂磷酸盐玻璃因其较大的受激发射截面、高效能量转换效率以及高能量存储密度，在激光武器、光通信和生物医疗等前沿领域具有重要的应用前景。然而，稀土离子掺杂激光玻璃的研发主要依赖经验引导、简单循环的“试错法”模式，存在研发效率低、周期长、成本高等问题，严重阻碍了激光玻璃材料及器件的发展。以Nd~(3+)掺杂Li_2O-MgO-Al_2O_3-P_2O_5玻璃为研究对象，利用玻璃组分空间中的邻近玻璃态化合物(NGCs)来预测玻璃的Nd~(3+)局域结构特征和发光性能。研究表明，在该玻璃体系中，通过NGCs预测的Nd~(3+)局域结构特征参数与分子动力学模拟结果高度一致；在发光性能方面，通过NGCs预测的荧光寿命和受激发射截面值与实验值的最大相对误差仅分别为6.19%和1.72%。基于此方法，成功筛选出了荧光寿命长、受激发射截面高的Nd~(3+)掺杂磷酸盐激光玻璃组分。该研究为新型激光玻璃的组分设计提供了一条快速、低成本、高效的新方法。
2025年10期 v.53;No.439 2791-2798页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K] [下载次数：93 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 曹生硕;刘艳;罗良红;李玫;谢耀英;张驰;黄雪梅;
针对化学强化后的微晶玻璃表面化学稳定性欠佳的问题，探究了氯化锌溶液浸泡处理对其表面化学稳定性的影响。通过扫描电子显微镜与能谱仪，分析了浸泡前后样品中钠、钾元素的分布状态；运用原子力显微镜，表征了不同条件下浸泡处理对样品表面状况的影响。通过高温高湿箱内的玻璃风化加速实验观察样品发霉情况，并据此评估了各种条件下浸泡对微晶玻璃表面化学稳定性的改善效果，并分析了其机理。结果表明：氯化锌溶液浸泡能够有效降低表面碱金属含量，并抑制内部碱金属离子外迁，显著提升微晶玻璃表面化学稳定性。同时，样品通过浸泡还可有效地提高强化后微晶玻璃的抗冲击性能，尤其是98℃下，在0.05 mol/L的氯化锌溶液中浸泡3.5 h后，其最大冲击高度平均值约为1600 mm(钢球质量为132 g)，为未作处理样品的1.5倍。
2025年10期 v.53;No.439 2799-2807页 [查看摘要][在线阅读][下载 1943K] [下载次数：89 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 严静萍;王飞梅;李波源;邓路;胡丽丽;
硅酸盐玻璃被广泛应用于建筑窗户、电子设备、光学器件、核废料处理和日用品等领域。随着科技的发展，当代社会对新型玻璃材料的性能要求越来越高，其中，力学性能直接影响其使用寿命、安全性和功能性，因而得到了广泛关注。鉴于玻璃组成的复杂性，传统的试错法已经难以满足新材料的快速开发需求；另一方面，随着计算机技术的不断进步，运用材料计算方法设计满足应用需求的玻璃组成成为新型玻璃研发的又一选择，并逐渐在新型玻璃材料的快速迭代中起到越来越关键的作用。本文围绕多组分硅酸盐玻璃，以力学性能为主要目标，结合实验数据、分子动力学模拟和定量结构性能关系分析法，构建了3种机器学习预测模型：1)基于实验测得数据的玻璃密度预测模型；2)基于实验密度数据，运用分子动力学模拟计算获得性能数据所构建的玻璃杨氏模量预测模型；3)以少量实验数据为基础，运用QSPR方法进行数据增强采样所构建的玻璃硬度预测模型。通过实验制备和测试，进一步验证模型预测所得玻璃组成的相关性能，证明了模型预测的有效性。这为基于机器学习的玻璃性能预测提供了新思路，有助于加快新型高性能玻璃的研发进程。
2025年10期 v.53;No.439 2808-2819页 [查看摘要][在线阅读][下载 2970K] [下载次数：80 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 崔世宁;阮健;胡巨臣;田晨;韩建军;刘超;
采用熔体–淬冷法和热处理制备了含有花状Fe_3O_4纳米晶的硅酸盐微晶玻璃，并研究了热处理温度(620～740℃)对显微结构、电磁参数和吸波性能的影响。结果表明：随着温度升高，Fe_3O_4晶粒逐渐增多，而它们聚集形成的花状结构尺寸先增大，后减小。饱和磁化强度M_s逐渐由5.2增至9.5 emu/g，但回波损耗先增强，后降低。其中，当热处理温度为700℃时，Fe_3O_4花状结构尺寸最大，吸波性能较佳。当材料厚度为7 mm时，回波损耗最低达–18 dB，有效带宽为2 GHz(14～16 GHz)。根据经典Debye方程和Cole-Cole图像分析，较大的花状纳米结构加强了电磁波在微晶玻璃中传输时的反射和散射，引起介电损耗增加并形成更好的阻抗匹配，从而使材料表现出更佳的吸波性能。
2025年10期 v.53;No.439 2820-2829页 [查看摘要][在线阅读][下载 4379K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 周利生;孙元成;杜秀蓉;王思雨;刘星;陈志威;孙鹏博;杨雅楠;李莹江;李星宇;
石英玻璃作为光电子领域的关键基础材料，其微观结构状态及分布对使用性能至关重要。通过对石英玻璃样品高温均化处理，利用拉曼光谱表征均化前后的结构变化，并借助主成分分析(PCA)进行数据分析。结果表明，均化前样品峰中心离散，表面结构不均一；均化后数据点分布集中，结构均一性增强，拉曼位移数据离散程度显著降低，各峰指标标准差减小，其中对D2峰相关指标影响最大。同时利用PCA算法进行数据降维可视化，对于峰中心及半峰宽的变化分析结果，在整个均化过程中，D2峰的变化是引导整个数据发生变化的主要因素。本工作揭示了均化工艺对材料热应力分布与微观结构的空间异质性调控机制，为获取准确物质结构和成分信息、优化材料性能提供了依据。
2025年10期 v.53;No.439 2830-2840页 [查看摘要][在线阅读][下载 1228K] [下载次数：157 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 曹禹;徐博;韩滨;朱宝京;吕子彬;陈玮;王衍行;祖成奎;
低温共烧陶瓷(LTCC)是高频、高集成、高可靠封装的基础材料之一。本工作以La_2O_3-B_2O_3-CaO-P_2O_5(LBCP)玻璃体系为基础，Al_2O_3粉体为添加物，研究了复合材料的介电性能改善方法，并用于LTCC生瓷制备。研究发现，在LBCP玻璃中引入碱金属氧化物可以促进玻璃网络解聚，调节玻璃的析晶性能。生瓷烧结中LBCP玻璃与Al_2O_3会反应析出CaAl_2(BO_3)_2O为主的多种晶相。引入Na_2O可以促进复合材料中CaAl_2(BO_3)_2O的析出，提高熟瓷介电性能；降低烧结升温速率使生瓷充分烧结，增加CaAl_2(BO_3)_2O析出，进一步优化熟瓷的介电性能，最终得到介电常数为6.70，介电损耗为0.80×10~(–3)的LTCC材料，可满足高频、高集成电子封装对LTCC基板材料的配套需求。
2025年10期 v.53;No.439 2841-2853页 [查看摘要][在线阅读][下载 2945K] [下载次数：285 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 胡文涛;石丽芬;周刚;李深厚;杨勇;高子鹏;滕飞;孙晨蕊;陈淑勇;曹欣;
铝硅酸盐玻璃由于具有优良的机械性能和化学稳定性，在信息显示领域，如手机盖板、液晶显示器面板等得到了广泛的应用。本工作研究了铝硅酸盐玻璃成分对其微观结构和性能的影响规律，通过实验和分子动力学模拟阐明了组分–微观结构–性能之间的关系。随着Al_2O_3含量的增加，网络结构中[AlO_4]的含量逐渐升高，提高网络的完整性，起到了增强网络连通性的作用，使得玻璃网络结构更加完整、致密。因此，玻璃的密度、弹性模量、维氏硬度、玻璃化转变点、软化点和玻璃熔体的黏度均升高，平均热膨胀系数下降。该工作为铝硅酸盐盖板玻璃的工业化生产提供了必要的理论依据和实验数据。
2025年10期 v.53;No.439 2854-2860页 [查看摘要][在线阅读][下载 905K] [下载次数：82 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 苏文敬;王天齐;金克武;汤永康;沈洪雪;李刚;
开发了离子导体材料钽酸锂的溶胶–凝胶法合成工艺并采用旋涂法制备了钽酸锂薄膜，采用X射线衍射仪、原子力显微镜及电化学工作站等对薄膜进行了物相形貌及电化学性能表征。其中溶胶–凝胶法制备的钽酸锂薄膜室温离子电导率可以达到7.44×10~(-7) S/cm。采用旋涂法分别在ITO/NiO和ITO/WO_3基底上制备了钽酸锂薄膜，并采用磁控溅射法制备相应的电致变色层和离子存储层及透明导电电极，通过液相法与PVD法结合制备出了结构为ITO/NiO/LiTaO_3/WO_3/ITO的电致变色器件，研究发现以ITO/NiO为基底旋涂钽酸锂制备的电致变色器件具有较高的变色幅度和较快的转变速率，在施加5 V外加电压时，可见光调节幅度可以达到26%，着色时间约为50 s，褪色时间为56 s。而在氧化钨薄膜表面旋涂钽酸锂制备的器件对近红外波段有较好的调控，但是相同电压下器件褪色和着色速率大幅下降，相同电压下可见光调节幅度也有所降低。
2025年10期 v.53;No.439 2861-2869页 [查看摘要][在线阅读][下载 1645K] [下载次数：105 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王思雨;孙元成;余睿;杜秀蓉;周利生;刘星;陈志威;
系统研究了不同预处理方法和机器学习算法对玻璃材料性能预测的影响。实验基于一组包含4种组分作为输入、7种性能作为输出的数据集，首先通过标准化与3种插值方法因不同顺序生成6组样本，随后分别采用随机森林(RF)、极限梯度提升(XGB)、分类回归树(CART)、K近邻(KNN)、支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)对每组样本的每一列输出进行单目标实验，并对所有输出进行综合实验。在此基础上，选择RF与SVM进行超参数调优，比较了随机搜索、网格搜索和贝叶斯优化的效果。结果表明，预处理顺序对误差指标(MSE/MAE)的敏感性高于决定系数(R~2)，建议优先采用“B–RF插值”组合以平衡精度与稳定性；而数据缺失率>10%时，插值方法对R~2的影响权重显著增加，高缺失场景(>40%)需特别注意插值方法对SHAP特征排序的干扰；算法性能呈RF=XGB>KNN=ANN>SVM≥CART的稳定层级，建议首选集成算法构建预测模型；组分分析显示Na_2O主导密度与折射率，B_2O_3主导玻璃化转变温度T_g,SiO_2调控膨胀软化温度M_g，而热膨胀系数存在阶段性；贝叶斯优化可有效提升SVM，而集成算法建议采用遗传算法强化参数搜索。
2025年10期 v.53;No.439 2870-2881页 [查看摘要][在线阅读][下载 3664K] [下载次数：306 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 刘峥嵘;牛佳希;刘敬泽;武硕;吴锴;周峻;
固体氧化物电解电池(SOEC)作为一种高效能量转换技术，在电解过程中展现出将CO_2转化为有用化学品的巨大潜力，为实现碳中和目标提供了有效路径。然而，传统燃料电极Ni-氧化钇稳定氧化锆的催化性能不足一直是制约SOEC技术发展的关键因素。针对这一挑战，制备了原位生长Cu纳米颗粒修饰的(La_4Sr_4)_(0.9)Ti_(8–x) Cu_xO_(26)(LSTCux, x=0.4, 0.8, 1.2和1.6)层状钙钛矿氧化物，并将其作为SOEC装置的新型燃料电极。Cu纳米颗粒与层状钙钛矿氧化物形成的异质结结构显著增强了CO_2还原反应(CO_2RR)的催化活性。结果表明：采用LSTCu-rx作为燃料电极的SOEC纽扣电池，在2.0 V、850℃和纯CO_2电解条件下，获得了2.01 A·cm~(–2)的电流密度，其极化阻抗和欧姆阻抗分别为0.12Ω·cm~2和0.05Ω·cm~2，表现出了优异的CO_2电解性能。
2025年10期 v.53;No.439 2941-2951页 [查看摘要][在线阅读][下载 3079K] [下载次数：63 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 项永康;丁镇发;张肖鑫;张婉馨;孙毅飞;
固体氧化物电池因其高效能量转换及低污染排放的特点，成为能源领域的研究热点。然而燃料极支撑固体氧化物电解池(SOEC)在电解CO_2时面临传质极化大和电解性能有待提高等问题。本研究提出微观结构优化与材料双改性策略，显著提升了SOEC在CO_2电解模式下的性能，通过对电极支撑体共流延过程中对功能层引入4%淀粉作为造孔剂，有效降低了传质阻力，使电解电流密度在750℃、1.6 V条件下提升至0.64 A·cm~(–2)；同时采用溶胶–凝胶法合成Ce_(0.8)Gd_(0.15)Ni_(0.05)O_2并浸渍至燃料极，经还原处理后形成均匀分布的金属镍颗粒。电化学测试表明，改性电池在1.1 V和1.6 V下的电解电流密度分别进一步提高了58%和64%。X射线光电子能谱分析显示，第二活性相的修饰显著提高了电极材料氧空位浓度的增加，进一步促进了电解过程中氧离子传导。改性后电池在100 h长期测试中表现出良好的电压稳定性，为提升SOEC性能提供了有效的设计思路。
2025年10期 v.53;No.439 2952-2962页 [查看摘要][在线阅读][下载 3866K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王紫寒;杨钧;桑君康;刘曌;官万兵;蔡文远;纪育博;罗象;吴韬;
随着全球能源结构转型的推进，固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高效、清洁的能源转换特性成为研究热点。甲醇作为液态氢载体，具有储运安全、来源广泛等优势，其重整制氢耦合SOFC系统可规避氢气储运难题，提升能源利用效率。本工作针对甲醇蒸汽重整耦合平管型SOFC电堆系统，研究开发了一种基于吉布斯自由能最小化的平管型SOFC电堆模型，该模型执行热量和质量平衡，并在电压计算中考虑了欧姆、活化和浓度极化损失，可以预测不同运行条件下甲醇SOFC的发电特性，通过对比模拟计算结果与使用甲醇运行的平管型SOFC电堆实验数据验证了该模型的准确性。本工作还对电堆燃料利用率、电流密度和蒸汽与可燃碳(甲醇)的摩尔比等参数开展了敏感性分析，以深入了解主要变量对系统的影响。为甲醇SOFC系统的优化设计与稳定运行提供了理论与实验依据，对推动清洁能源高效利用具有重要意义。
2025年10期 v.53;No.439 2963-2972页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K] [下载次数：60 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 乔相评;童菁菁;刘槟妍;郑岩岩;庄馥蔚;王淑琦;卢子腾;刘富亮;袁东;
甲烷干重整(DRM)反应是一种将甲烷和二氧化碳转化为合成气的重要技术，具有显著的环保和经济效益。然而，DRM反应面临二氧化碳成本高等问题，本工作提出了一种基于高温混合导体二氧化碳渗透膜(MOCC膜)反应器的新型技术路线，可利用工业气源捕集的二氧化碳原位与DRM反应耦合生成合成气，实现了二氧化碳的捕集与资源化利用及甲烷的高效转化。膜反应器采用氧化钐掺杂的氧化铈多孔骨架复合锂钠二元共晶碳酸盐双相膜，负载LaNi_(1–x)Cu_xO_(3–δ)钙钛矿型催化剂。850℃、负载LaNi_(0.8)Cu_(0.2)O_(3–δ)催化剂时，针对模拟烟气和模拟碳基固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极尾气2种气源，甲烷转化率分别达到97.31%和95.51%，二氧化碳转化率分别达到98.34%和78.49%，一氧化碳的生成速率分别为2.39 mL·cm~(–2)·min~(–1)和2.93 mL·cm~(–2)·min~(–1)，氢气的生成速率分别为1.44 m L·cm~(–2)·min~(–1)和1.38 m L·cm~(–2)·min~(–1)。长期稳定性测试表明，该膜反应器在60 h内性能无明显衰减，展现出良好的应用前景。本工作为二氧化碳捕集与甲烷高效转化提供了新的技术路径，对实现“双碳”目标具有重要意义。
2025年10期 v.53;No.439 2973-2983页 [查看摘要][在线阅读][下载 3692K] [下载次数：157 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王玉齐;沈钰凡;程琳琳;顾佳敏;卜云飞;
针对固体氧化物燃料电解池(SOEC)中二氧化碳还原反应(CO_2RR)效率低的问题，提出了一种双重调控策略：在Sr_2FeCo_(0.7)Mo_(0.3)O_(6–δ)氧化物中掺杂氟离子并引入A位缺陷来优化电极材料性能。采用乙二胺四乙酸与柠檬酸复合溶胶–凝胶法制备了一系列改性电极，并通过多种表征手段系统研究了材料结构与性能的演变规律。结果发现：氟掺杂与A位缺陷的协同作用显著改变了材料的晶格结构，使氧空位浓度提高，同时增强了氧离子传输能力。Sr_(1.95)Fe Co_(0.7)Mo_(0.3)F_(0.1)O_(5.9–δ)材料的氧空位浓度，在CO_2吸附和电解方面的性能分别提升了125%和66.7%，极化电阻降低了73.2%。该电极材料在700～850℃表现出优越的CO_2RR催化活性，并且在120 h连续运行测试中衰减仅为7%。本工作不仅为开发高效SOEC阴极材料提供了新思路，也证实了氧位阴离子掺杂是提高钙钛矿氧化物电化学性能的有效策略。
2025年10期 v.53;No.439 2984-2994页 [查看摘要][在线阅读][下载 2952K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 程凯;焦震钧;
固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质材料氧化钇稳定氧化锆(YSZ)在长期运行中会发生由立方晶向四方晶(c–t)相变所导致的材料离子电导率下降与力学性能退化，进而加剧全电池性能衰减。针对现有研究对YSZ相变动力学定量分析不足的问题，本工作通过构建微弹性相场模型，对SOFC阳极内部Ni–YSZ界面处的YSZ内部的c–t晶体相变过程进行了定量研究。模拟结果准确预测了实验过程中观察到的界面处YSZ形貌演化，并解释了Ni–YSZ界面附近YSZ内部孔洞的生成机制。研究通过理论建模与实验的相互验证，为提升SOFC阳极内部Ni–YSZ界面稳定性提供了理论支持。
2025年10期 v.53;No.439 2995-3002页 [查看摘要][在线阅读][下载 2024K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭梦媛;吴云飞;李杰;于明浩;葛奔;熊星宇;杨志宾;
基于K–Na–Ca–Ba–Si硅酸盐玻璃，分别添加5%(质量分数)、10%、15%蛭石粉末研制3种蛭石–玻璃复合密封材料应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)，表现出了优良的气密性能和耐铬侵蚀性能。其中，玻璃添加10%蛭石制备的复合密封材料(GV10)应用于纽扣电池测试，在750℃时开路电压稳定在1.1 V左右，气密性测试也证明其具有低的气体泄漏速率，进气压力为7 k Pa时，气体泄漏速率为0.003 1 sccm·cm~(–1)。随着操作温度降低，气密性升高，700℃进气压力为7 k Pa时，气体泄漏速率仅为0.001 9 sccm·cm~(–1)，这与密封材料热膨胀系数曲线分析发现样品GV10软化温度(538℃)较低有关，降低操作温度可以防止玻璃过度软化，提高密封性能。进一步使用扫描电子显微镜和能量色散型X射线谱仪，进行微观形貌和密封界面线扫描，分析表明，片层状的蛭石颗粒嵌入玻璃中可以显著抑制Cr元素向密封材料中扩散，并有助于密封材料获得低气体泄漏速率并提高断裂韧性。蛭石–玻璃复合密封材料是具有潜力的SOFC密封材料。
2025年10期 v.53;No.439 3003-3012页 [查看摘要][在线阅读][下载 2662K] [下载次数：143 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 冯仰光;林科迪;张旸;林王林;官万兵;
固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆是实现大规模应用的基础，金属连接体是衔接各单体电池的核心部件，而其阴极侧的防护及其界面电阻是影响SOFC电堆性能的关键。本工作以SUS441不锈钢为基体，在表面制备Mn–Co涂层，深入探究该涂层对连接体氧化行为及由此影响界面电阻性能的作用效果。结果显示，经800 h测试，含Mn–Co涂层的连接体面比电阻为11.97 mΩ·cm~2，为无防护涂层的47%；含有涂层样品也展现出与阴极良好的界面接触，800 h测试后其界面电阻为7.99 mΩ·cm~2，约为无防护涂层的55%。结果表明，Mn–Co涂层有效抑制了SUS441不锈钢基体的氧化，并显著降低了界面电阻，为SOFC电堆的性能优化提供了可行的技术方案。
2025年10期 v.53;No.439 3013-3021页 [查看摘要][在线阅读][下载 2325K] [下载次数：49 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 薛柯;蔡长焜;谢满意;李舒婷;安胜利;
PrBaFe_2O_(5+δ)(PBF)是中温固体氧化物燃料电池的阴极材料之一，然而PBF材料的结构还存在四方结构和立方结构的争议，并且氧还原反应机理还不清晰，需要进一步深入研究。目前的相关报道主要是对PBF材料的电化学性能进行优化，对结构和氧还原反应机理的报道较少。本工作通过密度泛函理论计算、X射线衍射、透射电子显微镜、电化学阻抗谱和弛豫时间分布法等方法研究PBF材料的晶体结构和氧还原反应机理，对PBF材料的合成过程、晶体结构和氧还原反应限制性步骤进行了详细分析。结果表明，由PrFeO_3和BaFeO_3在800℃固溶合成的PBF呈现四方结构(空间群：P4/mmm)。在空气和体积分数为20%的H_2(H_2+N_2)气氛中晶体结构稳定，在纯氢气中部分分解为Fe、BaFeO_3和Pr_2O_3。氧还原反应限制性步骤在400～550℃为氧原子电离和氧离子传输，600～700℃为氧气的化学吸附和氧分子的解离，700～800℃为氧气的物理吸附。
2025年10期 v.53;No.439 3022-3030页 [查看摘要][在线阅读][下载 2490K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]