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锆添加对室温下通过反应磁控溅射制备的TiSiN薄膜微观结构和力学性能的影响
过渡金属氮化物(TMNs)作为工业防护涂层材料具有重要价值。传统制备工艺需在873℃高温下进行,存在能耗高、资源消耗大等问题。本研究团队通过反应磁控溅射技术成功实现了TiSiZrN薄膜在室温下的合成,突破了传统高温制备的限制。以下从材料体系、制备技术、结构特性及力学性能四个维度展开分析。一、材料体系创新与制备技术突破研究聚焦于Ti-Si-Zr三元氮化物体系,通过调节Zr含量(0-30at%)构建了宽泛的成分空间。采用双靶磁控溅射系统,创新性地将硅晶片置于钛靶轨道上方,形成Ti-Si共溅射区,配合氩气和氮气的反应气体配比,实现了Zr的梯度掺杂。这种非平衡溅射技术有效避免了传统粉末冶金法中元素偏析
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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电流密度对电沉积铜-氧化石墨烯复合涂层增强机械性能、抗腐蚀性能及摩擦腐蚀性能的影响
本研究聚焦于通过调整电沉积电流密度优化铜基复合涂层的性能。实验采用脉冲电流电沉积技术,以石墨烯氧化物(GO)为增强相,在ST37钢基底上制备了系列Cu–GO复合涂层。通过多维度表征手段,系统揭示了电流密度对涂层微观结构、力学性能及耐蚀性能的调控规律。0.8 A/cm²)导致GO团聚,晶粒尺寸增大至5-8 μm。XRD图谱显示(111)、(200)等主要晶面强度随电流密度增加呈现波动变化,印证了晶格畸变和织构演变规律。85°)有效阻碍位错运动,形成有效的位错屏障网络。摩擦学测试揭示,0.5 A/cm²涂层的动摩擦系数稳定在0.15-0.18区间,较纯铜降低40%。磨损机制分析表明,GO片层的嵌入
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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一项“双重”EIS研究:新型聚苯乙烯基涂料的早期腐蚀诊断及其对青铜病(铜制品腐蚀现象)的防护效果测试
青铜文物腐蚀防护与早期诊断技术研究进展一、青铜病腐蚀机制与检测困境青铜器作为人类文明的重要载体,其腐蚀问题长期困扰文物保护领域。传统腐蚀形式多表现为表面铜绿(碱式碳酸铜)堆积,而青铜病则是一种具有自我加速特性的深层腐蚀。该过程始于Cl⁻离子穿透表面保护层,在金属基体中形成纳米级氯化亚铜(nanotokite),经水分子作用转化为多孔氧化亚铜(cuprite),持续释放盐酸加速金属基体腐蚀。值得注意的是,腐蚀前期的纳米级氯化亚铜无法通过常规光学检测手段识别,而宏观腐蚀特征往往在病态已发展至中后期才显现。当前文物保护面临双重挑战:一方面,传统检测手段(X射线衍射、扫描电镜等)存在取样破坏性、无法现
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-12-14
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等离子体生物/IL-Bi
2MoO₆/T-gCN Z-结构光催化剂:用于增强可见光下有机污染物的降解
本研究聚焦于开发一种高效可见光响应的复合光催化剂Bi/IL-Bi2MoO6/T-gCN,通过离子液体辅助合成、Z型异质结设计和等离子体效应协同作用,成功解决了传统Bi2MoO6光催化剂存在的电荷复合快、可见光吸收弱及比表面积低等关键缺陷。该催化剂在降解染料和药物残留方面展现出突破性性能,为太阳能驱动的污水净化提供了创新解决方案。一、研究背景与科学问题全球范围内水污染问题日益严峻,传统处理技术存在效率低、二次污染等固有缺陷。以活性炭吸附、化学沉淀为代表的常规方法难以有效分解多环芳烃类染料和抗生素类药物等复杂污染物。光催化技术因直接利用太阳能、无二次污染等优势备受关注,但现有材料普遍存在带隙较宽(
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-12-14
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经过表面处理后,热喷涂涂层在腐蚀钢材上的防腐性能
本研究聚焦于热喷涂涂层在腐蚀钢基材上的应用效果对比,重点考察表面处理方法对涂层性能的影响机制。研究团队通过实验室模拟与户外试验相结合的方式,系统揭示了不同表面处理工艺对残余腐蚀产物分布状态的影响,以及该因素与涂层耐蚀性能之间的关联规律。在材料选择方面,研究采用SM490A结构钢作为基材,该材料符合日本工业标准JIS G3106,具有典型的低碳钢化学成分特征。热喷涂材料选用日本富士金属工业株式会社生产的Al-5Mg合金丝和Zn基合金丝,严格遵循JIS H8300标准,确保材料成分的稳定性。值得关注的是,研究特别关注了钢基材在长期大气腐蚀过程中形成的铁基氧化物复合物,这类物质在传统表面处理工艺中难
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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热处理诱导的结构均匀化及TiN基x增强非晶复合涂层的多功能性能提升
吴林涛|兰天然|王光宇|方凯|刘磊|张光远|张鑫|周泽华中国江苏省常州市河海大学材料科学与工程学院,213200摘要基于铁的非晶复合涂层因其在恶劣环境中的优异耐腐蚀性和耐磨性而受到广泛研究。在本研究中,通过反应等离子喷涂制备的FeCrMoCB-TiNx复合涂层分别经过400°C、450°C和500°C的热处理。系统评估了热处理对微观结构、局部力学性能和耐腐蚀性的影响。热处理促进了原子重排和应力释放,从而降低了孔隙率并提高了结构致密性。在450°C时,该涂层表现出最佳的力学和电化学性能平衡,具有较高的硬度、均匀的钝化膜组成以及最低的载流子密度。然而,过高的温度会导致局部偏聚和微观结构不均匀性,略
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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LDH/MOF复合层滑润液体渗透多孔表面:显著提升AZ31镁合金的耐腐蚀性能与自修复能力
镁合金作为轻量化材料的重要分支,在汽车工业、生物医学等领域展现出广阔应用前景。然而其化学活性导致的腐蚀问题严重制约了实际应用,传统涂层技术存在防护效果不稳定、自修复能力不足等缺陷。针对这一挑战,研究团队创新性地构建了LDH/MOF复合涂层体系,实现了防腐性能与自修复能力的协同提升,为金属表面功能化处理提供了新思路。在材料体系构建方面,研究采用分层设计策略。首先通过水热法在AZ31镁合金表面原位生长Mg-Al层状双氢氧化物(LDH),该结构具有优异的离子交换能力和化学稳定性。随后引入金属有机框架(MOF)材料进行复合改性,通过二次水热反应在LDH层表面沉积Mg-MOF-74纳米结构。这种分层构造
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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RPS-TiMN(M = Cr/V)纳米涂层的晶粒细化及其耐磨性和抗腐蚀性:原子尺度差异与氮化反应活性的协同调控作用
一、研究背景与意义 随着高端装备制造业的发展,对材料表面性能的要求日益提高。38CrMoAl钢作为液压活塞杆、精密轴承等关键部件的基体材料,其表面硬度与耐磨性直接影响使用寿命。传统表面处理技术如气体渗氮虽有一定效果,但存在能耗高、工艺复杂等问题。激光熔覆技术因其快速冷却、低稀释率等优势,成为开发新型表面合金涂层的理想方法。 高熵合金(HEAs)因其独特的多主元合金设计理念,在强度、韧性、耐腐蚀性等方面展现出优异性能。尤其是等原子比CoCrNiAl基合金,通过添加微量元素(如Nb、Ti)调控微观结构,可形成Laves相、B2相等硬质第二相,显著提升耐磨性能。然而,激光熔覆过程中基体金属的稀释
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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通过激光熔覆使用CoCrNi基共晶高熵合金改善38CrMoAl钢的表面性能:微观结构与摩擦学分析
该研究聚焦于新型智能电致变色窗(ECDs)的制备与性能优化,重点突破传统双波段调控技术,首次实现了涵盖可见光(VIS)、近红外(NIR)及微波三频段的协同调控功能。通过创新性地将银纳米线(AgNWs)导电网络与普鲁士蓝(PB)电化学活性层进行复合构建,研究团队成功解决了多层结构界面兼容性差、电子传输效率低等问题,为智能窗在军事装备舱室、工业控制室等复杂电磁环境中的应用奠定了基础。**技术路线突破** 研究采用"导电基底-功能层"的层级组装策略:以氧化铟锡(ITO)为基底,通过旋涂法构建AgNWs导电网络层,再利用电沉积法形成普鲁士蓝功能层。这种结构设计实现了三个关键突破:首先,AgNWs的纳
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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三层结构的电致变色智能窗户组合:提升日光舒适度、节能效果及电磁干扰屏蔽能力
M. Stefanski|T.H.Q. Vu|R. Tomala|D. Stefańska波兰科学院低温与结构研究所,波兰弗罗茨瓦夫市50-422号摘要掺杂了稀土元素和过渡金属离子的无机磷酸盐由于其可调的光学性质以及在白光发射应用中的潜力而备受关注。在本研究中,通过固态反应方法合成了共掺杂Eu2+和Mn2+离子的Ca₈MgLa(PO₄)₇荧光体,并利用结构和光谱技术对其进行了全面表征。分析了不同激活剂比例的纯相样品,以阐明组成、局部配位环境与光致发光行为之间的关联。详细的温度依赖性发射研究表明,Eu2+的发射在晶体学上不同的位点之间发生了热激活的重新分布,同时伴随着宿主晶格的膨胀。观察到的变化
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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直流辉光放电等离子体氧化的Ti45Nb和Ti6Al7Nb合金在生物医学应用中的比较评估:结构、摩擦学性能及生物相容性研究
该研究聚焦于通过反应等离子喷涂(RPS)技术制备TiN基多元氮化物涂层,系统考察了Cr和V掺杂对涂层微观结构、力学性能及耐蚀性能的影响机制。实验采用三种复合粉末体系:纯Ti粉末、Ti-Cr(75:25)复合粉末和Ti-V(75:25)复合粉末,经喷砂造粒后获得30-70μm的均匀颗粒。通过优化喷涂参数(如功率、送粉速率)确保涂层致密性,结合X射线衍射、扫描电镜和透射电镜分析,发现三种涂层均以面心立方(FCC)结构为主,其中Ti-V涂层表现出独特的纳米孪晶和位错密度分布特征。在性能测试方面,研究构建了多维度评价体系:采用显微硬度计进行纳米压痕测试,摩擦磨损试验机结合声发射分析评估动态载荷下的摩擦
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-12-14
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利用过硫酸铵(APS)作为热性能添加剂来提高冷却塔的效率
该研究聚焦于新型添加剂——硫酸铵(APS)对逆流冷却塔热性能的优化作用,通过实验与数值模拟相结合的方式,系统揭示了APS在提升蒸发效率、改善传热机制及抑制结垢方面的协同效应。研究采用实验室级逆流冷却塔装置,在控制空气流速(2 m/s)、水流量(0.024 kg/s)和APS浓度(0.1-2.0 mol/L)的条件下,对冷却塔出口水温、空气吸热量、湿度梯度分布等关键参数进行量化分析,发现APS的添加可显著突破传统水冷却系统的性能瓶颈。在热力学性能方面,APS浓度达到1.0 mol/L时,冷却塔热效率提升幅度达17.6%(从72.81%升至85.69%),最大冷却范围扩展25%,回冷温度降低3°C
来源:SSM - Health Systems
时间:2025-12-14
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沙滩上防波堤形态对波浪上涌的地质地貌控制作用
海岸工程中护岸形态对波涌调控机制研究进展与突破摘要:本研究针对传统波涌预测模型未能有效反映护岸形态动态变化的问题,提出了一种整合护岸几何特征参数的新型经验公式。通过海口的沙质海滩实地测量、数值模拟(XBeach模型)与视频监测系统(COSVIMS)数据验证,发现护岸高度、平台长度及坡度对波涌衰减具有显著协同作用。研究成果突破了传统模型在动态交互模拟方面的局限性,为近海工程结构优化提供了新的理论依据。护岸形态对波涌动力学的调控作用分析传统波涌预测模型多基于稳态假设,难以准确模拟护岸形态的动态演变过程。研究团队通过2018-2024年间在海南文昌海域的持续观测发现,当护岸平台长度超过0.5倍近岸波
来源:Marine Geology
时间:2025-12-14
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自适应多域不确定性量化:数字孪生水系统预测的突破性框架
在水资源管理领域,数字孪生技术正革命性地改变着基础设施的运营方式。通过物联网传感器和SCADA系统构建的虚拟水系统,能够实时模拟物理网络的运行状态。然而,当前机器学习模型在数字孪生系统中仅能提供单点预测,缺乏对预测结果不确定性的量化,这给维护计划制定、高峰供水管理和系统故障应对带来了巨大挑战。西班牙埃斯特雷马杜拉大学的研究团队在《Machine Learning with Applications》发表的研究,针对区域性供水网络中的多域不确定性量化问题,提出了创新性解决方案。该研究分析了服务六个村庄6174用户的农村供水系统,揭示了三个关键挑战:时间依赖性、域异质性和制度转换。这些因素使得传统
来源:Machine Learning with Applications
时间:2025-12-14
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利用PYOMPA这一新的水体分析框架,对GEOTRACES太平洋南段(GP15)的营养盐和水文模式进行了分析
【研究背景与科学问题】 GEOTRACES计划自2006年起致力于通过全球海洋大剖面研究揭示痕量元素和同位素的来源、迁移及转化机制。GP15剖面作为其中关键一环,选取了2018年从阿拉斯加至塔希提的太平洋中央海域剖面(152°W附近),重点研究不同水团混合与生物地球化学循环的耦合作用。该剖面横跨多个典型海洋环境,包括东副极地的低营养、高叶绿素(HNLC)区、北太平洋副热带 Gyre 的贫营养区、赤道上升流区以及南太平洋副热带 Gyre 的极端贫营养区。研究团队的核心科学问题可归纳为: 1. 水文与生物地球化学参数(营养盐、溶解氧)的分布特征及其驱动机制 2. 水团混合如何主导营养盐的空间
来源:Marine Chemistry
时间:2025-12-14
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APTWI差异分析在乳腺癌中的应用:其与组织病理学特征的关联以及对新辅助化疗反应的早期预测
本研究针对乳腺癌患者新辅助化疗(NAC)前的APTWI(酰胺质子传递加权成像)影像分析技术展开系统性评估,旨在探索其与组织病理特征及病理完全缓解(pCR)的预测关联。研究团队通过多中心前瞻性队列设计,纳入2022年11月至2024年4月期间收治的149例新确诊乳腺癌患者,经严格筛选后最终纳入123例患者进行分析。样本群体年龄跨度32-78岁(平均52±9岁),其中43例接受NAC治疗并完成疗效评估,15例达到pCR标准。在技术方法层面,研究创新性地采用三池Bloch-McConnell微分分析法,通过建立物理模型对传统APTWI信号进行解析。该技术通过Z谱(+3.5 ppm)特征频率的定量分析
来源:Magnetic Resonance Imaging
时间:2025-12-14
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具有阴离子氧化还原特性的分层Ti1-xFexS2阴极材料,用于镁存储
该研究聚焦于开发新型高能量密度阴极材料以推动可充电镁电池(RMBs)的实用化进程。传统锂离子电池受限于过渡金属氧化还原反应,能量密度难以突破300 Wh/kg阈值。相比之下,镁基电池具有原料丰富、电极效率高等优势,但其阴极材料长期面临能量密度不足和动力学缓慢的双重挑战。研究团队创新性地构建了Ti₁₋ₓFeₓS₂材料体系,通过调控Fe掺杂比例(0-1)实现晶体结构与电化学性能的协同优化。基于第一性原理计算与实验表征的联合研究,揭示了材料在0.5以下掺杂浓度时保持层状结构的独特特性。这种层状晶体结构(O1型)与纯TiS₂具有高度相似性,但Fe元素的引入显著改变了硫晶格的电子分布,形成Ti-Fe-S
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-12-14
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基于PEDOT:PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐))的低碳聚(3-乙烯基-N-甲基吩噻嗪)电极配方,用于锂基储能系统
摘要 无金属有机电极材料因其环境友好性、天然丰富性和结构多样性而受到越来越多的关注。聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)是一种具有导电性的聚合物盐,作为一种多功能电极材料脱颖而出,既可用作导电添加剂,也可用于能量存储应用中的粘合剂。有机电极材料本身的电子导电性较低,通常需要添加大量的导电碳添加剂,但这会降低整体能量密度。为了解决这一问题,研究人员将PEDOT:PSS作为聚(3-乙烯基-N-甲基吩噻嗪)(PVMPT)氧化还原聚合物电极中传统导电碳的部分替代品进行了研究。值得注意的是,
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-12-14
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羧甲基纤维素粘合剂替代程度对水法制备的LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2基正极材料性能的影响——一项比较研究
该研究聚焦于锂离子电池正极材料中水基粘结剂 sodium carboxymethyl cellulose (CMC) 的取代度(DS)对电极微观结构和电化学性能的影响。传统正极材料加工依赖环境有害的 NMP 溶剂,而水基工艺结合氟化物免费粘结剂 CMC,成为绿色制造的关键方向。然而,水基加工可能引发锂-质子交换、铝集流体腐蚀及粘结剂迁移等问题。本文通过系统调控 CMC 的取代度(0.7、0.9、1.2),深入探究其作用机制,为水基电极设计提供理论依据。### 研究背景与挑战锂离子电池商业化以来,正极材料加工长期依赖 NMP 溶剂。该溶剂具有以下缺陷:① 毒性强,易导致皮肤和呼吸道损伤;② 燃点
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-12-14
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提供频率控制储备的光伏系统的经济可行性
本研究针对荷兰光伏系统参与频率调节服务(FCR)的经济性和技术可行性展开分析,并探讨了多光伏电站聚合对稳定性的提升作用。研究基于2024年1月至10月的市场数据及实测生产数据,得出以下核心结论:一、经济可行性分析1. 市场价格比较研究显示,在每日12:00-16:00的4小时窗口中,有136天FCR市场均价高于DA市场均价。其中,71天符合技术约束条件,光伏电站可通过参与FCR实现收益增长。以49.5MWp光伏电站为例,这些天累计增收53661欧元,相当于DA市场总收入的2.87%。2. 收益计算模型采用收益差量分析法,对比参与FCR与仅参与DA市场的净收益:- FCR收益:根据储备容量(PR
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-12-14