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  • 综述:锂离子电池用NCM三元正极材料的研究进展

    锂离子电池三元正极材料研究进展与挑战分析全球能源结构转型背景下,高能量密度、长循环寿命的锂离子电池技术成为关键突破方向。三元正极材料LiNi_xCo_yMn_zO₂因其独特的成分协同效应,在商业化动力电池中占据主导地位。本文系统梳理了三元材料的发展脉络、制备工艺优化路径及界面调控策略,重点探讨高镍化材料面临的工程化瓶颈。一、三元材料技术演进路径在材料体系发展方面,三元材料通过元素配比优化实现了性能突破。传统NCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)存在热稳定性不足的问题,随着Co/Mn含量提升,NCM622等改进型号在循环稳定性方面取得显著进展。研究表明,当Ni含量超过0.6时,材

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-11-28

  • 增强TiO₂−x/过一硫酸盐活化作用以实现阿特拉津的光催化降解:表面/体相氧空位的调控

    该研究聚焦于开发一种具有表面和体相氧空位(OVs)的TiO₂纳米管催化剂(TNT),通过γ射线辐照还原制备,并与过硫酸盐(PMS)结合实现高效光催化降解农药残留 atrazine(ATZ)。以下从研究背景、技术路线、创新点及环境应用价值等方面进行系统性解读。**1. 研究背景与问题提出** 农残污染已成为全球性环境挑战,ATZ作为三嗪类除草剂,具有强吸附性、光稳定性及内分泌干扰特性,易通过雨水渗透至土壤深层。传统降解方法存在效率低、二次污染等问题,需开发新型绿色技术。PMS活化技术因可无需金属催化剂且产生低毒自由基(如•OH、•O₂⁻等)备受关注,但其活化效率受催化剂电子结构调控不足的限制。

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-11-28

  • 焊接引起的微观结构对5xxx铝合金在空气和氢环境中疲劳裂纹扩展的影响

    铝合金焊接结构在氢-湿度混合环境中的疲劳裂纹扩展行为研究1. 研究背景与意义5xxx系列铝合金因兼具轻量化与高强度特性,已成为船舶制造和航空工业的关键材料。然而,焊接工艺导致的微观结构异质性可能显著改变材料的环境敏感性。当前研究多聚焦于单一环境(如干燥空气或纯氢环境)下的氢脆行为,而针对氢-湿度协同作用对焊接接头影响的系统性研究仍存在空白。本研究首次揭示了焊接接头中细晶区(FG-HAZ)、粗晶区(CG-HAZ)和焊缝金属(WM)在复合环境下的差异化响应机制。2. 实验设计与关键发现研究采用EN AW-5083铝合金(镁含量4.7%)作为基材,通过MIG焊接制备标准试样。微观结构表征显示,焊接区

    来源:Materials Letters

    时间:2025-11-28

  • 用于癌症治疗的等离子体放电管的特性研究

    ### 新型等离子体放电管(PDT)系统在脑胶质瘤治疗中的创新应用与机制研究#### 研究背景与意义脑胶质瘤(GBM)作为成年人中最致命的原发性脑肿瘤,其高度异质性、侵袭性和对传统治疗的耐药性,长期面临治疗瓶颈。现有疗法如手术、放疗和化疗(尤其是替莫唑胺)虽有一定效果,但存在复发率高、药物渗透性差(血脑屏障阻碍)等问题。近年来,冷等离子体技术因能直接产生具有生物毒性的活性物种(ROS/RNS)和非侵入性电磁场(EMF)特性,成为非热性肿瘤治疗的研究热点。然而,传统等离子体系统(如等离子体喷射、介质阻挡放电DBD)存在开放式放电导致能量不均、局部过热或活性物种逸散等问题,限制了临床应用。本研究提

    来源:Materials Today Advances

    时间:2025-11-28

  • 含有三嗪结构的聚酰胺,通过三苯胺与D-A嵌段共聚的方式实现连接,以提高显示和伪装领域中高效、稳定的电致变色/电致荧光双功能器件的性能

    【研究背景与意义】 电致变色(EC)与电化学发光(EFC)复合器件在智能显示、军事伪装等领域具有重要应用价值。此类器件需具备高光致发光强度对比、优异循环稳定性及快速响应特性。然而,传统非共轭聚合物(NCPs)存在主链刚性不足、发光效率受限等问题,亟需通过分子设计实现性能优化。本研究通过构建三苯胺(TPA)与三苯基三嗪(TPT)组成的D-A型单体,合成三种非共轭聚酰胺材料,系统探究其光电性能与潜在应用。【分子设计与合成策略】 研究团队创新性地采用非平面TPA作为电子供体单元,TPT作为电子受体单元,形成D-A结构单体。该设计基于以下科学逻辑: 1. **空间构型协同效应**:TPA的三维空

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-11-28

  • 具有交替多层结构的轻质芳纶纳米纤维/铁纳米线复合气凝胶薄膜,用于增强电磁波吸收性能

    王慧星|周丽杰|邹一杰|陈可杰|陈伟|安欣|郑一帆|陈一鸣|杨平安|郑佳佳|王晓艺安徽工业大学机械工程学院,马鞍山,243002,中国摘要工业数字化的快速发展加剧了电磁污染,迫切需要轻质、超薄且具有宽带电磁波(EMW)吸收能力的材料,同时这些材料还需要具备可持续的结构设计。本文通过一种简便的真空辅助过滤和冷冻干燥工艺制备了一种铁纳米线(FeNW)修饰的芳纶纳米纤维(ANF)复合气凝胶薄膜。该薄膜采用交替多层结构设计,旨在提升电磁波吸收性能。坚固轻质的ANF基体有效抑制了FeNW的聚集,并形成了大量异质界面,从而在多孔微观结构中实现了介电损耗与磁损耗的协同作用及界面阻抗的优化匹配。最终,该复合气

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-11-28

  • 通过杂质掺杂和抑制阳离子混合来优化core@shell@shell型光敏纳米颗粒(LDNPs)的上转换和下转换效率

    稀土掺杂纳米颗粒(LDNPs)作为多功能光学材料,在生物成像、传感器、光电器件等领域展现出重要应用价值。该研究通过创新性设计三壳层纳米结构,有效解决了传统单壳层LDNPs存在的能量迁移效率低、发光性能不均衡等问题,为开发高性能多模态发光材料提供了新思路。在材料设计层面,研究团队构建了NaYF4:Yb³⁺,Er³⁺/Ce³⁺核心-活性壳层-惰性外壳的三级结构体系。核心采用氟化钠镧系氟化物体系,通过调控Yb³⁺与Er³⁺的掺杂比例(20:2)实现可见光区的铒离子激发态调控。特别引入的Ce³⁺掺杂层在近红外区展现出独特的抗干扰特性,其浓度梯度分布有效抑制了Yb³⁺-Er³⁺体系中的离子混合现象。活性

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-11-28

  • 通过介孔调控合成具有层次化仿生结构的多杂化有机硅纳米颗粒,用于肿瘤定向的声免疫代谢疗法

    胰腺导管腺癌(PDAC)作为消化系统恶性肿瘤中预后最差的一类疾病,其致密结缔组织基质形成的酸性微环境(TME)会显著抑制免疫细胞活性。近年来,靶向肿瘤代谢调控的治疗策略逐渐受到关注,但如何实现精准递送和高效功能化仍存在技术瓶颈。本研究团队创新性地提出"原位孔道调控框架杂合化"(IPTFH)策略,构建了具备智能响应特性的纳米递送系统,为克服PDAC治疗难题提供了新思路。在材料设计层面,研究团队突破传统孔径调节技术的局限。通过优化二氧化硅前驱体比例,在保留纳米颗粒小尺寸(<100nm)优势的同时,实现了孔径的可逆调控。这种动态孔径调节技术不仅解决了siRNA等大分子载体的封装难题,更通过精准控制药

    来源:Materials Today

    时间:2025-11-28

  • 用于高效降解新兴污染物的共价有机框架/六方氮化硼异质结构光催化剂

    该研究团队在光催化领域取得重要突破,成功开发出新型hBN@COFs异质结构催化剂。这项创新工作将二维材料与共价有机框架材料的优势完美结合,为解决环境污染和能源转化问题提供了新思路。研究背景方面,团队指出自然光合作用机制为人工光催化系统设计提供了重要启示。传统光催化剂存在金属残留、反应条件苛刻等缺陷,而hBN作为理想的二维模板材料,具备化学惰性、无毒无害等特性。但单独使用hBN存在带隙宽(约5.3eV)、载流子分离效率低等瓶颈问题,这促使研究团队探索hBN与其他活性材料的协同效应。制备方法创新性地采用原位生长技术,通过球磨处理hBN基底材料,在引入大量羟基缺陷位点的同时,利用APTES进行氨基功

    来源:Materials Today

    时间:2025-11-28

  • 镧系硅酸盐环境屏障涂层材料的光学吸收特性

    航空发动机的高温高压环境对材料性能提出了更高要求,尤其是用于保护硅基复合材料的环保涂层(EBCs)。传统涂层如Yb₂Si₂O₇(YbDS)虽能有效抑制氧化和挥发,但其热导率较高(3–6 W m⁻¹ K⁻¹),且仅能吸收约1800°C时黑体辐射峰附近的940 nm波长,导致其他波段辐射仍可穿透涂层,引发基体材料的热疲劳损伤。近年来,研究者通过引入多稀土元素(如Tm³⁺、Er³⁺、Ho³⁺等)优化涂层性能,旨在平衡热膨胀系数匹配性、低热导率与宽谱段吸光性。### 研究背景与核心问题航空发动机的推力与效率提升依赖于燃烧温度(达1800°C)和压力(40 atm)的升高,这使得传统超合金逐渐被密度更低

    来源:Materials Letters

    时间:2025-11-28

  • 铜钢激光粉末床熔融过程中BCC相的大规模稳定化,使得统计微观结构分析和力学测试成为可能

    本研究聚焦于激光粉末床熔融(L-PBF)工艺中铜钢双金属系统的界面优化问题,重点探索了通过添加316L不锈钢粉末调控CuCrZr合金的凝固行为,并最终实现BCC相的规模化稳定,以提升材料力学性能和界面可靠性。研究团队通过热力学计算、多尺度显微表征及力学性能测试,系统揭示了BCC相形成机制及其对材料性能的影响规律。在材料选择方面,研究针对CuCrZr合金与316L不锈钢的异质界面问题展开。纯CuCrZr合金在L-PBF加工中存在显著界面缺陷,包括孔隙、裂纹及晶粒粗大等问题。通过引入15%体积比的316L粉末,研究团队成功将BCC相体积分数提升至14.6%,并观察到以下关键变化:1. **凝固行为

    来源:Materials Letters

    时间:2025-11-28

  • 多孔石墨烯与3D打印压电聚合物的结合用于制造柔性超声换能器

    本研究提出了一种创新性的柔性超声换能器制造方法,通过激光诱导石墨化(LIG)技术与3D打印工艺结合,成功将多孔石墨烯与聚偏氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)复合,实现了高灵敏度、宽频带且可定制的柔性超声传感器。这一突破性进展为可穿戴医疗设备的发展开辟了新路径,其核心价值体现在材料创新、制造工艺优化以及性能指标的全面提升。### 一、技术背景与挑战传统超声换能器多采用铅钛酸锌(PZT)陶瓷材料,这类材料具有优异的压电性能,但其刚性、脆性及高成本阻碍了在可穿戴设备中的应用。当前柔性超声技术面临两大瓶颈:一是柔性电极与压电材料的界面结合强度不足,二是难以实现宽频段(10-28MHz)的精准调控。

    来源:Materials Letters

    时间:2025-11-28

  • 通过(非)等温时效处理对Zn改性的Al-Cu-Mg-Ag合金的微观结构及力学性能进行研究

    铝合金热处理工艺对微观结构与力学性能的影响机制研究铝铜镁银合金作为航空航天领域的关键材料,其性能调控依赖于精确的热处理工艺。本研究系统考察了等温时效(IA)与非等温时效(NIA)工艺对Al-5.2Cu-4Zn-0.8Mg-0.6Ag-0.7Mn-0.1Zr合金组织特征和力学性能的作用规律,揭示了不同热处理方式对第二相形貌演变的关键调控机制。在合金成分设计方面,5.2% Cu含量保障了基体强度,4% Zn的添加形成MgZn₂相并优化沉淀序列。实验发现,Zn含量超过2%时,通过形成致密的Ω相与η'相协同强化机制,可使合金强度突破600 MPa。这种协同效应源于Ω相(六方结构)与η'相(类六方结构)

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-11-28

  • 多功能B₂O₃-BaO-TiO₂-ZnO-PbO₂-Er₂O₃玻璃复合材料:PbO₂/Er₂O₃对材料结构、光学性能、机械性能以及中子和伽马射线屏蔽特性的影响

    阿瓦蒂夫·阿尔沙马里(Awatif Alshamari)| 曼朱纳塔·曼朱纳塔(Manjunatha Manjunatha)| M.I. 赛义德(M.I. Sayyed)| M.H.A. 马赫雷布(M.H.A. Mhareb)| 穆罕默德哈米德拉扎·A·马瓦赞(Mohammedhamidraza A. Mawazzan)| A.S. 本纳尔(A.S. Bennal)| M.M. 霍萨马尼(M.M. Hosamani)沙特阿拉伯北部边境大学科学学院物理系,邮政信箱1321,阿拉尔(Arar),91431摘要本研究重点制备了四种具有通用成分(B2O3-BaO-TiO2-ZnO-PbO2-Er2O3

    来源:Materials Research Bulletin

    时间:2025-11-28

  • 分析后短时退火工艺对轧制AXM1021镁合金的微观结构、织构及力学性能的影响

    镁合金作为汽车轻量化材料的重要候选之一,其室温塑性提升与晶界行为调控是当前研究热点。该研究针对Mg-1.08Al-0.24Ca-1.03Mn(AXM1021)合金体系,通过挤压铸造、多道次轧制及短时退火工艺组合,系统探究了微观组织演变规律与力学性能优化机制。在铸造工艺方面,采用底部浇铸搅拌铸造技术制备合金锭。原料纯度控制在99.95%以上,通过精确配比实现Al 1.08%、Ca 0.24%、Mn 1.03%的化学成分设计。铸造过程中通入氩气保护熔体,特别注重在350℃预热的50mm×300mm圆柱形模具中完成铸锭定型。这种工艺设计有效控制了凝固过程中枝晶偏析,为后续轧制提供均匀的初始组织。轧制

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-11-28

  • TC4–B(4C)复合材料的高压高温制备:提升的机械性能与环境耐受性

    该研究系统探讨了高压高温(HPHT)处理对钛基复合材料微观结构演变及性能优化的影响。实验采用六-anvil大腔体压机,在5.5 GPa压力下结合1000℃和1800℃双温区工艺,对纯TC4钛合金粉末及1wt% B4C掺杂的TC4粉末进行致密化处理,并对比了传统铸造TC4的性能差异。在材料制备方面,研究选用中国AVIMETAL提供的99.99%纯度钛合金微米级粉末(0-20μm)与Aladdin提供的99.9%纯度硼碳化物纳米级粉末(2-4μm)进行复合。通过三维混合器进行72小时球磨混合,再经玛瑙研钵细化处理,确保两种粉末的均匀分布。特别值得关注的是,B4C作为异质形核基底,在高压环境下与钛合

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-11-28

  • Nd3+掺杂的超表面吸收体的能带隙调节、磁性能、振动特性以及载流子迁移率响应:设计与仿真

    贵州工程大学机械工程学院的研究团队近期在微波吸收材料领域取得重要进展。该研究以钴锌铁氧体为基体,通过溶胶-凝胶自燃法成功制备出不同镝离子(Nd³+)掺杂浓度的纳米铁氧体材料,其化学式为Zn₀.₅Co₀.₅Fe₂₋ₓNdₓO₄(x=0, 0.01, 0.02, 0.03)。通过系统研究材料的微观结构、光学特性、磁学性能及电磁波吸收行为,揭示了镝离子掺杂对材料性能的多维度调控机制。在材料制备方面,团队创新性地采用自燃法工艺,该技术具有反应条件温和、产物结晶度高、颗粒分布均匀等优势。通过优化前驱体配比(CoCl₂·6H₂O、ZnCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O、NdCl₃·6H₂O)与溶剂配比

    来源:Materials Characterization

    时间:2025-11-28

  • IWO目标的压力滑模铸造:烧结曲线动力学及微观结构与性能关系研究

    张慧宇|孙本双|刘晓凯|张文宇|赵和涛|梁欣娜|杨元培|张建航|程诺|毕文辉|张明珠|刘洋|何吉林郑州大学材料科学与工程学院,中国郑州,450001摘要通过控制湿法球磨成功制备了固含量为80%、粘度在471.6 mPa·s至610 mPa·s之间的高固含量IWO浆料。这些浆料随后被用于通过压力辅助滑模铸造法制备出致密且结构均匀的生坯。基于膨胀数据,通过 master sintering curve (MSC) 分析系统研究了烧结行为,并通过 XRD/EDS 检查了热处理过程中的相变。本研究的一个关键发现是,在优化的烧结条件下(1500°C,20小时,O₂气氛),IWO-1、IWO-3 和 IW

    来源:Materials Characterization

    时间:2025-11-28

  • AgNPs@La2Ti2O7@(BiOCl)x@(BiOBr)(100-x)异质结在模拟太阳光下的光催化性能:用于有机污染物的降解和氢气的产生

    近年来,水污染治理已成为全球性环境问题。随着工业化和城市化进程加快,来自纺织印染、制药及农业等领域的废水排放量激增,其中含有苯胺类染料、抗生素、激素等难降解有机污染物。这些污染物不仅威胁水生生态系统,更通过生物富集作用危害人体健康。传统物理化学处理技术存在效率低、二次污染等问题,因此开发高效稳定的光催化材料成为研究热点。在光催化领域,宽禁带半导体材料TiO₂虽被广泛应用,但其仅能响应紫外光(波长<380nm),而太阳光中可见光占比达43%。近年来,异质结材料通过构建多级能带结构,有效拓宽光响应范围并提升载流子分离效率。其中,二维半导体异质结因其高比表面积和优异的界面特性备受关注。研究团队以La

    来源:Materials Characterization

    时间:2025-11-28

  • 基于K-卡拉胶的高性能Na+离子导电固体生物聚合物电解质,其中含有NaCl,适用于能量存储应用

    本研究的核心目标在于开发新型钠离子电池电解质材料。研究团队以天然红藻硫酸多糖κ-卡拉胶(KC)为基体材料,通过溶液浇铸法制备了固体生物聚合物电解质(SBPE),并系统研究了其结构性能与电化学特性。该研究具有以下创新点和重要价值:1. **材料选择与制备创新**研究选取KC作为生物聚合物基体,其分子量达788.65 g/mol,富含羟基和硫酸酯基团,为离子传输提供了丰富的活性位点。通过双蒸馏水作为溶剂,以1:0.6质量比复合KC与NaCl,成功制备出具有优异离子传导性能的薄膜电解质。该制备工艺具有显著优势:溶剂体系环保安全,加工温度(80℃)可控且能耗低,制备流程简单易规模化。2. **多维度结

    来源:Materials Characterization

    时间:2025-11-28


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