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  • 质子性离子液体中的极化率松弛现象:以硝酸烷基铵为例

    分子动力学模拟被用于研究一系列烷基铵硝酸盐质子化离子液体(pILs)的各向异性极化率弛豫现象。这些系统的结构特征被回顾并与其他文献中的数据进行了比较。所研究的离子材料为化学势均等化(CPE)方法提供了测试平台,这是一种基于半经验密度泛函理论(DFT)的方法,用于计算凝聚相中的电子性质。CPE方法被应用于通过经典固定原子电荷分子动力学模拟(MD)获得的轨迹,以计算电子极化率。提出了一组新的CPE参数,用于计算一系列烷基铵离子的原子部分电荷以及凝聚相中的极化率。极化率弛豫发生在10皮秒范围内,这是由于离子液体中预期的缓慢结构/取向弛豫。从极化率时间相关函数(TCFs)中可以观察到,随着阳离子尺寸的

    来源:Journal of Molecular Liquids

    时间:2025-10-28

  • 水泥瓷砖粘合剂与水泥砂浆在化学成分、机械性能、可加工性及可持续性方面的对比分析

    本研究聚焦于通过脉冲共电沉积(PCED)技术制备纳米孪晶铜(ntCu)与石墨烯(Gr)复合材料,并探讨其微观结构与力学性能之间的关系。石墨烯作为一种二维材料,具有优异的机械和功能特性,例如拉伸强度可达约130 GPa,杨氏模量约为1.1 TPa,以及较高的载流子迁移率。这些特性使其成为提升铜基复合材料性能的潜在增强材料。另一方面,纳米孪晶铜因其独特的纳米孪晶结构,能够同时实现高强度和高导电性,这源于其对位错和电子的独特作用机制。将石墨烯引入纳米孪晶铜中,理论上可以实现两者性能的协同增强,从而获得具有独特机械-电性能组合的ntCu-Gr纳米复合材料。然而,石墨烯在铜基体中的有效分散与强韧的界面结

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-10-28

  • 采用包括球磨Ti在内的元素粉末激光打印的Ti-25V-15Cr耐烧合金的微观结构与力学性能

    钛合金因其独特的性能,如高强度、优异的耐腐蚀性和良好的热稳定性,广泛应用于航空航天、海洋工程和国防工业等高端领域。然而,传统钛合金在高温高压环境下存在燃烧风险,尤其是其化学活性导致在超过500°C时氧化膜自发溶解和破裂。此外,在冷加工和热加工过程中,钛合金还面临诸如铸锭锻造时的开裂和冷加工时的严重工具磨损等挑战。因此,激光3D打印技术作为一种新兴的先进制造手段,逐渐成为解决燃烧性钛合金部件加工难题的关键方向。在本研究中,科学家们探索了低成本球磨改性钛粉(BM Ti)对激光粉末床熔融(LPBF)制造的Ti-25V-15Cr燃烧性钛合金的影响。通过系统分析粉末特性、打印质量、微观结构演变以及机械性

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-10-28

  • 冷轧后进行层间退火的CGPed低碳钢的微观结构、组织及力学性能

    本研究重点探讨了低碳钢在受约束沟槽压延(CGP)工艺处理后,进一步进行冷轧对材料机械性能、微观结构、断裂表面和晶体学织构的影响。CGP作为一种严重的塑性变形(SPD)技术,已被广泛应用于生产超细晶(UFG)结构,它能显著提升材料的强度,但往往导致延展性的大幅下降。尽管如此,研究者们发现,将CGP与后续冷轧结合可能能够克服这些局限,从而优化材料的强度与延展性之间的平衡。本文通过对不同工艺参数下的材料进行系统分析,揭示了CGP与冷轧联合处理对低碳钢性能的显著影响,并为未来的材料加工提供了有价值的参考。在实验设计中,研究者首先对初始材料的表面质量进行了评估,确定30%的冷轧减薄率作为后续处理的最佳选

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-10-28

  • 低成本的高磺化芳香族膜,具有较低的相分离特性,适用于先进的钒氧化还原液流电池

    本研究提出了一种创新的离子交换膜材料,旨在提升钒液流电池(VRB)的性能与经济性。当前,VRB作为一种重要的大规模储能技术,因其卓越的循环稳定性、固有的安全性以及能量存储的独立可扩展性而备受关注。然而,其广泛应用仍受限于高昂的材料成本与电解液成本。传统商用膜材料如Nafion在VRB中占据电池包成本的30%至40%,约500至700美元每平方米,但其存在离子选择性差、导电性低以及易发生自放电等问题,影响了电池的整体效率和寿命。为了解决上述问题,本研究设计并合成了一种新型的醚自由、高度磺化的聚联苯三氟乙酸酯(SPBTA)膜。该膜通过超酸催化聚合技术实现可扩展合成,具有独特的弱相分离结构,其特点在

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • 一种具有异质润湿性结构的乳液破乳膜,用于高效实现油水分离

    高效分离乳化油性废水在实际应用中具有重要意义。然而,由于分离通量低和膜污染严重等问题,使得这一过程面临巨大挑战。受仿生贻贝粘附机制启发,本研究通过氧化剂诱导多巴胺(DA)和腐殖酸(FA)在聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面快速沉积,结合原位生长技术,将ZIF-8纳米颗粒锚定在涂层表面,构建了一种具有异质润湿结构的PVDF复合膜。这种复合膜由亲脂性ZIF-8突起、亲水层和PVDF基膜组成。在分离含油乳液的过程中,突起的ZIF-8有助于捕获和收集油滴,并与亲水层的筛分效应协同作用。润湿性差异产生的不平衡力增强了破乳能力,从而实现了高效的乳液分离。优化后的复合膜能够高效分离轻质和重质乳液,其截留率超过99

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • MOF配体侧基的调控使得UiO-66/PDMS混合基质膜能够实现酯类/醇类共沸混合物的分离

    在当前工业应用中,酯类与醇类形成共沸混合物的分离是一个典型的高能耗过程,通常依赖于传统的蒸馏技术。然而,蒸馏方法在处理这类混合物时存在诸多挑战,例如高温操作可能引发酯类物质的自聚反应,从而降低产物收率并增加能耗。因此,开发一种高效、节能的替代方法成为研究的重点。在此背景下,一种基于金属有机框架(MOF)的新型混合基质膜(MMMs)技术被提出,通过调控MOF配体侧链的结构,显著提高了对酯类物质的选择性分离能力。研究团队设计了一种由UiO-66和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的混合基质膜,该膜能够有效分离甲基丙烯酸甲酯(MMA)与甲醇的共沸混合物。UiO-66是一种具有可调孔径、化学和热稳定性以及

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • 具有极高耐酸碱性和优异防污性能的全芳香族聚氨酯纳滤膜,适用于纺织废水处理

    在当前全球水资源日益紧张的背景下,纺织工业作为高耗水和高污染排放的行业之一,其废水处理技术的创新显得尤为重要。传统的废水处理方法,如混凝、吸附、生物降解和高级氧化工艺等,虽然在去除染料方面具有一定的效果,但它们通常无法有效回收有价值的资源(如染料或无机盐),并且可能产生固态废弃物,成为二次污染的来源。因此,开发一种既能高效分离染料和盐分,又能应对复杂水质条件的膜技术成为研究热点。纳米过滤(NF)膜因其对离子和分子的分离能力,被认为是一种有前景的解决方案。然而,现有的聚酰胺(PA)NF膜在极端pH环境中存在酸碱耐受性和抗污染性能的局限性,影响了其在实际应用中的可靠性。为了解决这些问题,研究团队开

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • 高锰奥氏体钢在极低温度下的变形机制

    高锰奥氏体钢因其在低温环境下表现出的优异机械性能,正逐渐成为新型低温结构材料的重要候选。这类材料在低温条件下展现出的高冲击韧性,使其在液化天然气(LNG)和液氢等清洁能源储存与运输技术中具有广阔的应用前景。随着对清洁能源需求的不断增长,开发具有成本效益且性能优异的低温材料成为材料科学领域的重要研究方向。本研究聚焦于Fe-24.5Mn-0.42C-3.15Cr(重量百分比)高锰奥氏体钢在极端低温条件下的冲击韧性表现及其原子尺度变形机制。通过系统分析从0°C到-269°C的冲击性能,揭示了材料在不同温度下的变形行为,为新一代低温结构材料的设计提供了理论依据和实践指导。### 低温环境下的材料挑战与

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-10-28

  • WC-10Co纳米晶硬质合金中粘结相马氏体转变机制的研究

    在当前能源转型的战略背景下,清洁能源的储存与运输技术正日益受到关注。液化天然气(LNG)和液氢作为关键代表,因其在低温环境下的应用需求而成为研究重点。然而,现有的低温储运设备主要依赖于高镍含量的9Ni钢和316L奥氏体不锈钢等材料,这些材料虽然具有良好的低温性能,但其高昂的合金成本和复杂的制造工艺严重限制了清洁能源的大规模应用与推广。因此,寻找一种具有成本优势且具备优异低温机械性能的新材料成为迫切需求。在此背景下,高锰奥氏体钢因其独特的性能和较低的成本,逐渐成为新一代低温结构材料的重要选择。这种材料不仅在低温环境下表现出良好的韧性,还具有优异的延展性和塑性变形能力,被认为是突破传统材料成本瓶颈

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-10-28

  • ASTM A105-AISI 316L钢的连续和脉冲TIG焊接接头:微观结构表征、力学性能分析及断裂研究

    本研究旨在探讨连续电流气体钨极氩弧焊(CC-GTAW)和脉冲电流气体钨极氩弧焊(PC-GTAW)对ASTM A105与AISI 316L异种金属焊接接头微观结构演变、力学性能以及断裂模式的影响。研究使用ER309L作为填充金属,通过光学显微镜、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量色散光谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)等技术对焊接接头的微观结构和相组成进行了分析。同时,通过拉伸试验、夏比冲击试验以及维氏显微硬度测试评估了焊接接头的力学性能。研究结果表明,PC-GTAW相较于CC-GTAW能够改善焊接金属(WM)的微观结构,减少柱状晶,形成更细小的等轴晶,从而降低部分熔化区(PMZ)和热

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-10-28

  • 用于全钒氧化还原液流电池的超薄旋涂聚苯并咪唑/Nafion复合膜

    本研究聚焦于开发一种新型的聚苯并咪唑(PBI)/Nafion复合膜,旨在提升全钒液流电池(VRFB)的性能。该复合膜通过旋涂法成功制备,其特点在于表面覆盖了一层超薄的PBI涂层,厚度范围在120至414纳米之间。这项技术的创新性在于利用PBI与Nafion基材之间的强界面离子相互作用,从而显著提高复合膜对钒离子的阻隔能力。PBI涂层不仅增强了膜的物理性能,还通过其独特的化学结构实现了优异的离子选择性,这对VRFB的长期稳定运行具有重要意义。VRFB作为一种重要的储能技术,其核心优势在于能够灵活调整容量,通过改变电解液存储罐的体积或红ox活性物质的浓度,从而满足不同规模的能源存储需求。然而,传统

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • 纳米限域催化下的Co-MOF夹心膜在水净化中的应用:性能与机制研究

    龙梅|伊姆蒂亚兹·阿夫扎尔·汗|姜一星|葛玉林|张正华膜与纳米技术驱动的水处理中心,广东省城市水资源循环与环境安全工程研究中心,清华大学深圳国际研究生院,中国广东省深圳市518055摘要:90%),还对腐殖酸干扰具有显著的抗性(94.4%)。这种高性能归因于高效的高价金属主导的氧化途径,随后产生硫酸根自由基和单线态氧。这些发现确立了纳米限域催化膜作为可持续水净化平台的潜力,有效结合了MOF衍生催化剂和实用膜技术的优势。引言全球水资源受到持久性有机污染物(包括药物、工业化学品和内分泌干扰物)的污染日益严重,这迫切需要超越传统生物和物理过程能力的高级水处理技术[1]、[2]、[3]。高级氧化过程(

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • 聚二甲基硅氧烷的润湿性改善以提高多层复合膜中的界面相容性,这对气体分离具有重要意义

    氢气作为一种清洁的可再生能源,其在工业和科研领域的应用日益广泛。由于氢气的燃烧产物仅为水,氢气的分离与纯化在实现可持续发展和应对气候变化方面具有重要意义。然而,当前的氢气分离技术,如变压吸附(PSA)、低温蒸馏和化学吸收等,通常存在能耗高、操作复杂和成本高昂等问题。相比之下,膜分离技术因其低能耗、优异的分离性能以及简单的连续操作而备受关注。因此,开发高效、稳定且经济的氢气分离膜材料成为研究热点。膜技术在近年来得到了快速发展,并广泛应用于科学研究和工业生产中。理想的膜材料需要具备良好的化学稳定性、机械强度、环保性、长使用寿命以及良好的可加工性。对于氢气与二氧化碳的分离,膜材料必须具有精确的筛分能

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • 在混合质子交换膜(Hybrid PEMs)中,高度磺化的共聚物(COF)赋予了优异的质子传导性能,从而提升了水电解的效率

    本研究聚焦于质子交换膜(PEM)水电解技术中的关键材料——质子交换膜(PEM)的优化设计。作为氢能源生产的重要手段,PEM水电解因其高效率和紧凑的系统结构受到广泛关注。然而,PEM的性能受到其质子传导能力及机械强度的双重影响。传统上,聚四氟乙烯磺酸膜(如Nafion)被广泛用作PEM,但其高昂的成本和潜在的环境问题促使科研人员寻找替代材料。基于此,本研究提出了一种创新的策略,通过设计磺化共价有机框架(COF)纳米片,并调控其磺酸基团(-SO₃H)的密度,以构建连续的氢键网络和高效的质子传输通道。这一方法不仅提升了质子传导性,还增强了膜的机械性能,从而显著提高了水电解的整体效率。质子传导性是PE

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • 基于冠醚的聚酰胺复合纳米过滤膜的制备:该膜具有优异的Mg2+传输阻隔性能,可实现高效的Mg2+/Li+分离

    在现代能源存储技术中,锂元素作为一种关键的金属资源,其应用备受关注,尤其是在新能源产业中。由于锂资源的稀缺性以及其在自然界中的分布特点,从盐湖卤水中提取锂成为一种重要的方法。然而,卤水中锂离子(Li⁺)的浓度较低,同时镁离子(Mg²⁺)与锂离子的比例较高,这使得它们的分离变得极具挑战性。此外,由于这两种离子的尺寸相近,传统分离技术难以实现高效的分离。因此,开发一种具有高效分离能力的膜材料成为当前研究的重点。纳米过滤(NF)膜因其在离子分离方面的独特优势,被认为是实现Mg²⁺/Li⁺分离的潜在候选材料。NF膜主要依赖于其尺寸筛分和静电效应,能够在较低的操作压力下实现对不同离子的选择性分离。然而,

    来源:Journal of Membrane Science

    时间:2025-10-28

  • 通过选择性生长TiO2来优化各向异性SrTiO3的表面能带弯曲,从而增强电荷分离效果

    光催化水裂解技术是将太阳能转化为清洁氢气的一种有前景的方法,近年来受到了广泛关注。由于太阳能的高效利用对于解决全球能源危机具有重要意义,因此如何提升光催化反应的效率成为研究的核心目标之一。光催化反应过程中,光生电子和空穴的分离与传输效率直接影响着反应的性能。为此,科学家们提出了多种策略,包括调控半导体材料的表面结构、引入助催化剂以及优化反应条件等。其中,面工程(facet engineering)作为一种有效手段,被证明能够显著增强光生载流子的分离效率。然而,表面肖特基势垒(Schottky barrier)仍然是限制这一技术发展的主要障碍,因为它会阻碍电子从光催化剂转移到表面,从而影响反应的

    来源:Journal of Materials Science & Technology

    时间:2025-10-28

  • Core–shell CoTiO₃@SnS₂ S-结构异质结光催化剂实现了高选择性的CO₂光还原

    近年来,随着全球能源需求的不断上升和环境问题的日益严峻,如何将二氧化碳(CO₂)转化为高附加值的化学燃料成为科学研究的重要方向之一。这一过程不仅有助于缓解温室气体排放带来的环境压力,还能够为可再生能源的发展提供新的路径。在这一背景下,科学家们致力于开发高效的光催化系统,以实现CO₂的高选择性转化。本文报道了一种新型的S型(Step-scheme)异质结结构——CoTiO₃/SnS₂复合材料,其通过湿化学方法将CoTiO₃纳米纤维与SnS₂纳米片集成,从而显著提升了光催化CO₂还原的活性和产物选择性。### 光催化系统的重要性光催化CO₂还原技术是模拟自然光合作用的一种人工方法,其核心目标是利用

    来源:Journal of Materials Science & Technology

    时间:2025-10-28

  • 通过添加钨来调节高熵超合金的层次微观结构演变并增强其性能

    ### 高熵超合金中钨对微结构和机械性能的影响在高温、高压以及高速旋转的极端环境下,现代航空发动机需要高度复杂的热力学和机械系统来维持其性能。其中,涡轮叶片因其在高温下的显著应力状态和恶劣环境条件,被归类为关键部件。为了提高涡轮叶片的性能,研究者不断探索新型材料和工艺,以提升其高温强度、蠕变抗性以及氧化稳定性。在这一背景下,高熵超合金(High-Entropy Superalloys, HESAs)作为一种新型材料体系,展现出广阔的应用前景。高熵合金的核心特性包括高熵效应、缓慢扩散、严重的晶格畸变以及混合效应,这些特性使得高熵超合金在高温性能方面具有显著优势。此外,高熵超合金结合了传统超合金的

    来源:Journal of Materials Science & Technology

    时间:2025-10-28

  • 关于Mo和Nb对新型Ti-Zr-Hf基超弹性合金影响的比较研究

    本研究围绕两种新型的生物医用超弹性钛合金展开,分别为(Ti-30Zr-13Hf)-2Mo-4Sn(简称为Ti301324)和(Ti-28Zr-12Hf)-8Nb-4Sn(简称为Ti281284)。这两种合金均基于钛-锆-铪三元体系,其设计目的是通过调整β稳定元素的种类和含量,进一步优化其超弹性性能。研究通过循环拉伸试验、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及原位同步辐射X射线衍射(SXRD)等手段,系统地分析了合金的微观结构及其在超弹性行为中的作用机制。### 1. 引言镍钛(NiTi)合金因其优异的力学性能、良好的延展性和独特的形状记忆效应与超弹性特性,被广泛应用于生物医用

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-10-28


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