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  • 激光熔覆制备的双相亚共晶高熵合金Fe₂Ni₂CrV₀.₅Nb₀.₈涂层的微观结构特征及摩擦学性能

    高熵共晶合金涂层在不同载荷下的摩擦磨损行为研究作者团队来自南京航空航天大学机电工程学院,针对工程装备在复杂载荷工况下的表面失效问题,系统研究了Fe₂Ni₂CrV₀.₅Nb₀.₈高熵共晶合金涂层的微观结构演变与摩擦磨损的动态响应关系。该研究揭示了多相微结构对载荷敏感的摩擦学性能调控机制,为极端工况下表面强化技术研发提供了新思路。在高熵合金领域,传统单相合金存在强度与韧性的权衡难题。研究团队创新性地采用激光熔覆技术制备双相高熵共晶(EHEA)涂层,通过调控合金成分实现FCC相与Laves相的周期性交替排列。这种非连续共格界面结构不仅显著提升涂层的硬度,更形成独特的应力传递机制。实验发现,当载荷达到

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 镁合金上锡酸盐转化涂层的腐蚀行为与机械性能:聚丙烯酸的影响

    该研究聚焦于镁合金AZ31表面性能的优化,重点探讨了聚丙烯酸(PAA)作为功能添加剂对锡酸盐转化涂层性能的影响机制。研究团队通过水浴法成功制备了具有致密结构的Sn/PAA涂层,其核心创新点在于突破传统无机添加剂的局限性,首次系统验证了高分子电解质在转化膜成膜过程中的结构调控作用。研究采用多维度表征手段,结合分子动力学模拟,揭示了PAA链段对晶核形成、晶体生长及界面结合的协同作用机制,为开发高性能环保型镁合金防护涂层提供了新思路。一、研究背景与意义镁合金作为最轻的工程结构材料,其密度仅为钢的1/4,比强度超过铝合金30%。然而,镁合金在潮湿环境(pH100ppm)介质中易发生点蚀,传统六价铬钝化

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 综述:用于太阳能燃料生成的先进钙钛矿材料:效率与性能优化

    光电化学水分解技术近年来在可再生能源领域备受关注,其核心是通过半导体材料在光照下催化水分解生成氢气和氧气。本研究以二氧化钛(TiO₂)为基体材料,通过引入氧空位缺陷和金纳米颗粒(Au NPs)修饰,系统性地探究了材料改性对光电化学水分解性能的影响规律。研究团队采用水热法制备了TiO₂纳米棒阵列,并通过不同处理工艺制备出缺陷型TiO₂(D-TiO₂)和金修饰型TiO₂(Au@TiO₂),最终构建出Au@TiO₂||Au@TiO₂的双极对称器件,实现了光驱动下高效的水分解。以下从材料设计、性能表征、机理分析及应用前景等方面展开解读。### 一、材料设计与制备策略研究聚焦于两种关键改性策略:一是通过

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28

  • 研究不同表面活化方式对AISI 316L不锈钢表面特性的影响,并探讨这些变化与表面处理状态之间的关联性

    本研究聚焦于一种关键表面预处理技术对奥氏体不锈钢AISI 316L在等离子体氮碳共渗(PNC)工艺中形成均匀表面奥氏体层的影响机制。实验采用多维度表面分析技术,揭示了机械加工状态与激活工艺协同作用对材料近表面区域的微观重构、化学状态及扩散行为的关键调控作用。在材料预处理阶段,对比分析了磨削表面与抛光表面在近表面区域的差异。透射电镜(TEM)发现磨削表面存在250-300 nm超细晶粒层和700 nm变形层,其中 martensite相占比达14%,而抛光表面变形层厚度仅100 nm且 martensite含量降低至4%。X射线衍射(XRD)显示磨削表面存在显著应力应变(平均晶粒尺寸44 nm)

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28

  • 表面纹理处理对润滑条件下DLC涂层Ti-6Al-4V材料摩擦学性能的影响

    钛合金表面激光纹理与类金刚石涂层协同效应研究在人工关节置换领域,钛合金基体材料因优异生物相容性和机械性能被广泛应用。但实际应用中暴露的摩擦系数高(0.44)、耐磨性不足等问题,严重制约了植入物的长期稳定性。针对这一技术瓶颈,本研究提出表面激光纹理处理与类金刚石膜(DLC)物理气相沉积(PVD)相结合的创新工艺,通过多维度实验验证协同效应,为医疗器械表面改性提供新思路。18MΩ·cm)。特别值得注意的是,表面粗糙度控制严格≤0.2μm,确保后续纹理处理与涂层结合的基准统一。激光纹理加工采用波长1064nm的纳秒脉冲激光器,参数设置根据前期预实验优化确定。重点研究参数包括:脉冲频率10-50kHz

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28

  • 关于TiN氧化态对铪锆氧化物界面化学作用的研究

    赵翔|刘翱|单一阳|李彦伟|秦丽楠|齐中|卢峰|王伟华|刘辉|程雅辉|李博彦|董宏南开大学电子信息与光学工程系,天津300350,中国摘要基于氧化铪锆(HZO)的铁电器件作为新兴存储技术之一受到了广泛研究。TiN是HZO器件中最常用的电极材料。铁电器件界面的物理和化学性质对其电性能有显著影响。通过角分辨X射线光电子能谱(ARXPS)提出了一种描述TiN暴露在空气中时界面氧化的深度分布模型。我们系统地研究了不同空气暴露时间下TiN电极氧化状态对HZO堆叠界面性质的影响,使用了原位(in situ)和离位(ex situ)沉积技术。此外,通过¹⁸O同位素追踪和飞行时间二次离子质谱(TOF MS)分

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28

  • 用于Al 2024合金的耐腐蚀Ce和V基自修复转化涂层

    铝合金表面铈钒复合转化膜的自修复特性与耐蚀性研究在轻量化材料领域,2024铝合金因高强度与良好加工性备受关注。然而,合金元素间的微电化学作用会显著削弱其耐蚀性能。本研究通过引入铈(Ce)与钒(V)的协同效应,成功开发了具有优异自修复能力的转化膜体系,为解决铝合金腐蚀问题提供了新思路。传统铬系转化膜虽具备卓越的自修复性能,但其剧毒特性已在全球范围内受到严格限制。铈基转化膜作为环保替代方案,虽然能有效抑制微孔腐蚀,但在复杂应力环境下仍存在膜层开裂问题。本研究通过系统研究铈钒复合体系,揭示了两种稀土元素在微观结构重构和腐蚀介质响应机制上的协同作用。实验采用双电解液体系:基础组采用5% Ce(NO3)

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 等离子喷涂Al₂O₃-TiO₂改性YSZ涂层在动态NaCl熔盐环境中的腐蚀机理

    航空发动机燃烧室的高温防护技术是材料科学领域的重要研究方向。随着航空发动机推重比和热效率的提升,工作温度持续向1400℃以上区间攀升,氯盐腐蚀问题日益凸显。镍基高温合金作为核心承力部件,在富氯环境中易发生化学腐蚀和渗透腐蚀,导致热障涂层系统失效。近年来,陶瓷基复合涂层因其优异的热物理性能和化学稳定性受到广泛关注,其中氧化铝(Al₂O₃)与二氧化钛(TiO₂)的复合体系因兼具高熔点、低氯渗透性和结构稳定性成为研究热点。### 热腐蚀防护涂层体系创新研究该研究创新性地构建了三层防护体系:表面Al₂O₃-TiO₂复合层(AT层)、中间过渡层、基体镍基合金。通过等离子喷涂技术制备三种典型涂层结构——纯

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • FeCoNiCrSix高熵合金涂层用于提高304不锈钢的耐腐蚀性:微观结构演变与机理分析

    叶子伟|徐鹏|吕玉芳|费明浩贵州大学材料与冶金学院,贵阳,550025,中国摘要基于FeCoNiCr的高熵合金(HEA)涂层添加硅(Si)后,在耐腐蚀性方面展现出巨大潜力。本研究通过激光熔覆技术在304不锈钢表面沉积了FeCoNiCrSix HEA涂层,以提升基材的耐腐蚀性能,并重点探讨了Si含量对微观结构、相形成及腐蚀性能的影响。微观结构分析显示该涂层具有独特的双相(Fe2.5Ni1.5Si + Fe-BCC)结构,且其相特性可通过Si含量进行调控。当Si的质量比为0.5时,涂层中的Fe-BCC相发育良好,在0.1 M/0.5 M H₂SO₄溶液中表现出最佳的耐腐蚀性,这归因于该溶液中较高的

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 通过等离子体电解氧化工艺在颗粒悬浮液中制备的功能性碳酸盐-羟基磷灰石涂层

    本项研究聚焦于通过改进等离子电解氧化(PEO)技术制备兼具生物活性与抗腐蚀性能的复合涂层。研究团队在钛基体表面成功构建了含碳酸钙(CC)和羟基磷灰石(HA)的复合涂层,其厚度达25微米,孔隙结构优化后展现出独特的功能特性。通过对比实验发现,添加CC和HA颗粒的复合涂层在多个关键性能指标上显著优于传统羟基磷灰石涂层。在制备工艺方面,创新性地采用碳化法合成纳米级碳酸钙颗粒,与磷酸钠电解液形成双相悬浮体系。研究过程中特别优化了电解液配方,通过预熟化处理使CC颗粒与磷酸盐发生可控反应,最终在钛基体表面形成致密的复合氧化物层。值得注意的是,该工艺在低温环境下(10℃)即可实现稳定操作,突破了传统高温烧结

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 采用牛至油-聚醚酰亚胺涂层制造的镁生物植入物,具有抗菌、抗腐蚀及与骨组织相容的特性

    镁基生物植入物表面功能化涂层技术研究进展骨组织修复领域长期面临传统金属植入物的机械性能不足和生物相容性缺陷问题。近年来,镁合金因其优异的骨整合性能和生物可降解特性受到广泛关注。然而,现有镁合金植入物普遍存在表面腐蚀速率过高(裸镁植入体在生理液中的腐蚀电流密度达1.2×10⁻⁶ A/cm²)和抗菌能力不足的双重挑战,这直接导致植入体周围骨组织吸收率增加(高达60%)和感染发生率上升(临床统计感染率约15-20%)。表面改性技术已成为解决镁合金植入物性能瓶颈的关键路径。研究团队创新性地采用"前处理-功能化"协同策略,通过三步工艺构建了具有多重防护功能的复合涂层体系:首先采用氢氟酸处理(HF浓度5%

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • MXene M2C(其中M为Ti、V、Cr和Nb)作为多种插层电池(锂、钠、镁、铝、钾、钙和锌离子电池)的电极材料:从头算研究

    该研究聚焦于二维过渡金属碳化物MXene材料作为多离子电池电极材料的系统性评估。研究团队以M₂C型MXene(Ti₂C、V₂C、Cr₂C、Nb₂C)为对象,通过密度泛函理论(DFT)计算,结合广义梯度近似(GGA)和带自旋轨道耦合校正的GGA+U模型,全面考察了这些材料在锂、钠、镁、铝、钾、钙及锌离子电池中的适用性。研究不仅验证了MXene结构在离子嵌入过程中的稳定性,还创新性地构建了评估电极材料综合性能的量化指标体系。在理论建模方面,研究采用全势线性平面波(FP-LAPW)方法,通过计算不同离子嵌入/脱出过程中的结构稳定性、电子能带特性及界面结合能,揭示MXene材料的多离子兼容机制。特别值

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28

  • 一种超薄的中远红外吸收剂,采用石墨烯-VO₂复合材料实现超宽带和多波段可调谐特性

    该研究聚焦于开发一种基于石墨烯/二氧化钒(VO₂)复合材料的超薄可调谐吸收器,其创新性和技术突破主要体现在以下五个维度:一、材料体系与结构设计创新研究团队突破性地将二维材料石墨烯与相变材料VO₂进行异质集成。不同于传统金属或半导体基吸收器,该结构通过10纳米厚度的石墨烯层实现电子调控,配合6.5微米厚度的VO₂薄膜层,在保持材料超薄特性的同时构建出多层复合结构。这种"双基异质集成"设计有效解决了单一材料在宽频段吸收的局限性,其中石墨烯的载流子调控能力与VO₂的相变特性形成协同效应。二、多模式动态调控机制通过建立"电-热"协同调控体系,实现了三种工作模式的智能切换:1. 超宽带模式(3.90-1

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28

  • 通过载流子弛豫时间调节和横向超晶格工程突破磷烯中的ZT能隙障碍

    黑磷掺杂体系及其超晶格结构的热电性能研究一、研究背景与意义黑磷(BP)作为二维过渡金属磷化物,凭借其独特的层状晶体结构、优异的电子迁移率(达400 cm²/V·s)和低晶格热导率(约300 W/m·K),在热电领域展现出巨大潜力。然而,其本征热电转换效率(ZT值)受限于本征热导率偏高(约1.3 W/m·K)和载流子浓度低等问题。本研究创新性地引入VA族元素掺杂,并构建SbP₃/BiP₃超晶格结构,通过理论计算揭示了材料电子结构调控与热电性能优化的新机制。二、研究体系与材料设计研究聚焦于XP₃(X=N,As,Sb,Bi)四元体系,采用密度泛函理论(DFT)结合Boltzmann传输理论,系统研究

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28

  • 由类似蒲公英结构的CeO₂-ZnO和rGO纳米片混合物制备的Ce-Zn MOF,用于高灵敏度的多巴胺电化学检测

    Jinlong Li|Hong Zhou|Shuo Huang|Xin Gao|Qinhan Liu|Shuai Zhang|Hang Su|Haopeng Zhang|Hongyan Yue哈尔滨科技大学材料科学与化学工程学院,中国哈尔滨 150040摘要金属有机框架(MOF)衍生金属氧化物的低导电性和缓慢的反应动力学在一定程度上限制了其传感性能,但这可以通过合理的成分设计和新型微观结构设计来克服。在本研究中,通过溶剂热反应合成了类似空心蒲公英结构的Ce-Zn MOF/还原氧化石墨烯(rGO)纳米片前驱体,并对前驱体进行退火处理以获得CeO2-ZnO/rGO(CZO/rGO)。研究了聚乙烯吡

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28

  • 通过TiAl激光合金化和TiCN陶瓷表面强化处理的因瓦合金的微观结构与磨损行为

    Invar合金因其卓越的热膨胀特性在精密工程领域应用广泛,但其低硬度与耐磨性缺陷制约了其在摩擦场景的应用潜力。针对这一技术瓶颈,研究团队创新性地采用激光合金化技术,通过引入TiAl合金化和TiCN陶瓷增强机制,实现了Invar表面性能的突破性提升。该研究在材料科学领域具有双重示范价值:既展示了先进表面工程技术对传统合金性能的改造能力,又为高温合金表面改性提供了新的技术路径。研究背景方面,Invar合金(如4J32标准牌号)凭借小于2×10⁻⁶/°C的CTE性能,在航天发动机精密部件、低温储罐、模具制造等领域占据不可替代地位。然而,单一奥氏体γ-Fe相结构导致的硬度和耐磨性不足(基体硬度约135

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 激光熔覆Ti2AlC增强复合涂层耐磨性的协同提升:润滑作用、硬化过程及原位氧化膜的形成

    该研究聚焦于通过激光熔覆技术在300M超高强度钢基体上制备Ti₂AlC增强复合涂层,系统探究了涂层性能与Ti₂AlC含量之间的关联规律。研究以隧道掘进机(TBM)刀具的磨损防护为应用导向,针对传统表面强化技术存在的局限性,提出利用MAX相材料Ti₂AlC作为新型增强相与自润滑相的复合功能设计理念。在制备工艺方面,采用300M钢粉末与Ti₂AlC粉末的混合送粉系统,通过激光熔覆实现两种材料的梯度复合。实验表明,随着Ti₂AlC含量从0%提升至7.5%,涂层宏观形貌呈现出由致密柱状晶向均匀致密层状结构的演变特征。当Ti₂AlC含量超过5%时,熔池流动性显著改善,形成连续无裂纹的涂层结构,这主要归因

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 通过多周期钛植入实现镍-磷的缺陷介导的原子重构

    近年来,高精度金属模具在航空航天、精密光学器件和微纳光电子制造等领域的重要性日益凸显。这类模具需在高温、多场耦合(热-机械-化学)极端工况下保持尺寸稳定性与功能可靠性,但其材料体系普遍面临表面退化难题。以镍基磷化物(Ni-P)合金为代表的模具材料,尽管具备优异的切削加工性、高硬度(可达500 HV0.1)和抗腐蚀性能,但在持续高温暴露下易出现镍元素扩散失控、磷化物析出相变和涂层界面剥离等关键问题,导致表面形貌失真、耐磨性下降和功能失效。例如,传统热处理工艺会使Ni-P模具在800℃以上发生晶粒粗化(平均粒径可达50-80μm),氧化速率提升3-5倍,表面粗糙度增加0.5-1μm Ra,严重制约

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 具有优异防腐性能的亲水Janus F-SiO₂-NH₂改性水性环氧涂料

    高熵碳化物(HEC)因其独特的材料特性成为先进材料领域的研究热点。研究团队采用脉冲激光沉积(PLD)技术成功制备了(TaNbHfTiZr)C单相薄膜,并通过系统调控激光参数实现了材料性能的优化。该成果不仅验证了PLD技术在复杂成分薄膜制备中的可行性,更为高熵材料在半导体等精密工业中的应用开辟了新路径。在材料性能方面,通过调整激光能量密度(fluence)、背景氦气压力(He为0.1 Pa时最佳)和沉积温度(850℃时表现最优),研究团队成功控制薄膜的碳配比和晶体结构。实验表明,低温(室温)沉积时薄膜中会残留未反应的碳源,形成元素碳夹层,导致硬度相对降低。随着沉积温度升高至850℃,元素碳含量显

    来源:Surface and Coatings Technology

    时间:2025-11-28

  • 聚四氟乙烯(PTFE)和表面活性剂改性对电沉积铜电极在电化学CO₂还原反应中性能的影响

    该研究聚焦于通过调控铜电极表面的亲/疏水性环境,探究其对二氧化碳电还原反应(CO₂RR)产物选择性的影响。研究团队通过共沉积技术制备了三种铜基电极:普通铜电极、PTFE共沉积电极以及仅含阳离子表面活性剂的共沉积电极。通过表面形貌分析、润湿性测试、X射线光电子能谱(XPS)及电化学阻抗谱(EIS)等多维度表征,结合CO₂RR产物的法拉第效率(FE)分析,揭示了表面环境对催化活性的调控机制。### 1. 研究背景与意义二氧化碳电还原反应因其将温室气体转化为高附加值化学品(如甲烷、乙烯等)的特性备受关注。铜基催化剂因其独特的中间体吸附能,能够同时生成一氧化碳、甲烷和乙烯等产物。然而,电极表面环境(如

    来源:Surfaces and Interfaces

    时间:2025-11-28


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