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微损伤对开口孔洞UD GFRP层压板失效的影响:一项结合实验与数值分析的研究
本研究聚焦于玻璃纤维增强塑料(GFRP)单向层合板在微损伤作用下的失效机制,通过实验与数值方法的结合,探索了微损伤对材料整体性能的影响。在过去的几十年中,纤维增强复合材料因其优异的机械性能和轻量化优势,被广泛应用于航空航天、汽车制造、风电叶片等多个工业领域。然而,由于这些材料的各向异性特性,其失效模式往往复杂且难以预测。因此,建立准确的失效模型对于设计和评估复合材料结构至关重要。为了提升复合材料失效预测的准确性,研究者们开发了多种数值分析工具,其中渐进失效分析(Progressive Failure Analysis, PFA)因其能够模拟材料在载荷作用下的逐步损伤和失效过程而受到广泛关注。在
来源:Mechanics of Materials
时间:2025-10-11
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基于无烟煤和煅烧无烟煤填充剂的细晶石墨的结构与性质:一项比较研究
赵赫 | 徐英杰 | 连鹏飞 | 赵宏超 | 郭晓辉 | 刘展军 | 曾德雷克中国科学院煤炭化学研究所山西碳材料重点实验室,中国太原 030001摘要无烟煤因其显著的成本优势、高碳含量、低杂质含量以及在高温下良好的石墨化行为,被视为生产基于碳的材料(如细晶石墨)的有希望的原料。然而,关于使用无烟煤作为填充剂来生产细晶石墨的研究仍然有限,这阻碍了其在石墨产业中的大规模应用。在本研究中,采用了粒度相当的太西无烟煤及其电煅烧产物作为填充剂,制备了两种类型的细晶石墨:AG和CAG。这两种石墨均采用相同的工艺和煤焦油沥青粘合剂/浸渍剂制备。与AG相比,CAG在整体性能上表现出显著的优势,包括更高的石墨化
来源:Materials Today Communications
时间:2025-10-11
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3D碳海绵中间层热解时间控制:旨在最大化C/SiC-铌合金接头的机械性能
王泽宇|冯欣欣|李国坤|哈桑·艾哈迈德·布特|杨梦颖|曲志|李曼妮江苏大学材料科学与工程学院,中国镇江市学府路301号,212013摘要本研究开发了新型的三维芯壳结构碳海绵中间层,以解决碳纤维增强碳化硅(SiC)复合材料-铌钎焊接头中的残余应力及脆性相生成问题。这些碳海绵通过控制热解动力学从三聚氰胺-甲醛泡沫前驱体制备而成,并分别采用两种热解速率(慢速热解(SP-CS)和快速热解(RP-CS)进行制备。慢速热解得到的碳海绵具有连续致密的薄骨架结构,而快速热解得到的碳海绵则形成了具有相互连通孔隙的独特中空骨架结构。对接头的微观结构分析表明,这两种中间层均有效抑制了厚Ti-Cu金属间化合物的形成,
来源:Materials Today Communications
时间:2025-10-11
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基于机器学习的分子动力学研究:Mg-Nd液态合金的结构-性质演变及其离子氧化还原电位
泰西峰|云谢|顾民路华东科技大学环境风险评估与控制国家重点实验室,中国上海200237摘要Mg-Nd合金体系具有优异的综合性能,包括高机械强度、优异的热稳定性、良好的耐腐蚀性和良好的生物相容性,使其在工业应用中具有很高的价值。作为这类合金的主要制造技术之一,熔盐电解过程与Mg²⁺和Nd³⁺离子的电极电位以及所得液态合金的微观结构特性密切相关。在本研究中,通过机器学习辅助的分子动力学模拟开发了一个高精度的深度势模型,系统地研究了973-1173 K温度范围内离子的电化学行为和合金的结构演变。结果表明,较低的温度促进了面心立方和二十面体等有序结构的形成,并建立了一个定量模型来描述合金性质的温度依赖
来源:Materials Today Communications
时间:2025-10-11
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在实验室模拟的全浸式海洋环境中,对Zn–Mg–Al合金涂层钢的腐蚀行为进行电化学评估,并对其产品特性进行表征
在铝合金领域,尤其是6系合金中,β相(Mg₂Si)的析出行为对材料的力学性能具有深远影响。这类合金因其在热处理过程中能够形成强韧的析出相而被广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑结构等领域。β相不仅影响合金的强度,还对材料的延展性、耐腐蚀性和疲劳性能产生重要作用。然而,β相的形态和界面行为在不同合金成分下表现出显著差异,这种差异对合金性能的优化至关重要。因此,研究Ag元素对β相析出行为的影响,尤其是其对界面结构和生长机制的调控作用,对于提升6系铝合金的综合性能具有重要意义。本研究通过多种先进的显微分析技术,如光学显微镜(OM)、聚焦离子束(FIB)、透射电子显微镜(TEM)和扫描透射电子显微镜(S
来源:Materials Today Communications
时间:2025-10-11
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负载钴的多功能海藻酸盐可注射水凝胶,具有加速细菌感染伤口愈合的潜力
这项研究提出了一种新型的可注射型海藻酸盐-钴(SA-Co)水凝胶,旨在解决细菌感染伤口的治疗难题。细菌感染伤口在全球范围内造成了显著的临床和经济负担,传统的治疗方法往往面临抗菌效果有限、伤口愈合延迟以及潜在的耐药性问题。因此,开发具有多重功能的新型水凝胶材料成为研究热点。水凝胶因其良好的生物相容性、保湿性、吸收性以及能够调节伤口微环境等特性,被认为是理想的敷料材料。本研究通过简单的搅拌法,构建了一种负载钴离子的可注射型海藻酸盐水凝胶,并对其性能进行了系统评估。海藻酸盐是一种来源于褐藻的天然多糖,其分子结构由β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-葡萄糖醛酸(G)的重复单元组成,不同的比例使其具备多种
来源:Materials Today Communications
时间:2025-10-11
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基于氧化葡聚糖和羧甲基壳聚糖的粘合剂、自修复型、可注射型、导电型及抗菌型水凝胶,其中含有掺杂了rGO纳米片的银纳米颗粒
这项研究聚焦于开发一种多功能的水凝胶,旨在为医疗领域中的伤口护理提供创新性的解决方案。水凝胶作为一种具有高度生物相容性和可调控特性的材料,近年来在组织工程、药物递送和伤口修复等领域展现出广泛的应用前景。特别是那些具备自愈能力、组织粘附性、可注射性、抗菌性和导电性的水凝胶,被认为是未来治疗皮肤创伤的重要工具。本文介绍了一种基于羧甲基壳聚糖(CMCS)和氧化右旋糖酐(ODex)并引入银纳米颗粒/还原氧化石墨烯(Ag@rGO)复合物的多功能水凝胶,该水凝胶通过席夫碱反应构建,具有优异的综合性能。在人体中,皮肤是最大的器官,不仅承担着保护身体免受有害物质侵害的功能,还在维持体温、感知外界刺激等方面发挥
来源:Materials Today Communications
时间:2025-10-11
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通过水热合成制备协同作用的CuO-NiO纳米杂化材料,用于高性能超级电容器
这项研究聚焦于开发高性能且可持续的储能设备,特别是在超级电容器(SCs)领域,通过设计先进的复合材料来弥补单一成分过渡金属氧化物的固有局限。研究人员提出了一种简单而创新的水热策略,用于构建具有丰富异质界面的CuO-NiO纳米复合材料。这种材料的结构设计不仅提升了赝电容行为和电导率,还显著增强了长期循环稳定性。通过在3M KOH电解液中的电化学测试,该复合材料表现出高达752.72 F/g的比电容,在1 A/g电流密度下,5000次循环后仍保持92.55%的电容保持率。此外,基于CuO-NiO//AC的不对称超级电容器在750 W/kg的功率密度下实现了43.39 Wh/kg的高能量密度,并在1
来源:Materials Today Communications
时间:2025-10-11
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在基于硒化物的钠离子电池转换电极中设计矩阵结构:从异质纳米粒子分散态到均匀的矩阵-矩阵架构
金永吉(Yongil Kim)| 朴敏旭(Min Wook Pin)| 李赛罗普(Saerop Lee)| 文尚赫(Sanghyeok Moon)| 延正美(Jeong-Mi Yeon)| 南炳卓(Beom Tak Na)| 卡德曼本(Ben Cadman)| 布里顿-格雷芬利(Finlay Britton-Gray)| 郑俊英(Jun Young Cheong)| 张俊镐(Joon Ha Chang)| 金英珍(Youngjin Kim)韩国京畿道城南市加川大学(Gachon University)化学、生物与电池工程学院,邮编13120引言可再生能源整合的迅速发展从根本上改变了下一代储能系
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-11
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在常温下原位合成的聚乙烯醇-聚(2-氰基丙烯酸乙酯)固体聚合物电解质,用于固态锂金属电池
阮鸿安(Hung-Anh Nguyen)|张世航(Shih-Hang Chang)|吴一轩(Yi-Shiuan Wu)|吴鸿达(Hung-Ta Wu)|杨春辰(Chun-Chen Yang)|陈崇贤(Chorng-Shyan Chern)|范国泰(Quoc-Thai Pham)台湾宜兰大学化学与材料工程系,宜兰26047引言SSLMBs(固态锂金属电池)使用锂金属作为阳极,其理论比容量为3860 mAh g−1,具有较低的比重[1]。由于锂/锂+电极电位为−3.04 V,SSLMBs的能量密度有望超过传统的锂离子电池(LIBs)[2]。通过将易燃的液态电解质替换为固态电解质(SSEs),SSL
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-11
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Eu3+诱导的聚苯乙烯-聚丙烯酸纳米聚集体对氰酸酯具有显著的增强效果,并且具有优异的荧光性能
近年来,随着高科技产业的快速发展,对高性能材料的需求日益增长。氰酸酯树脂(CERs)因其优异的热稳定性和化学抗性,广泛应用于航空航天、电子封装、汽车制造等领域。然而,这些树脂在固化后往往表现出脆性,且固化温度较高,限制了其在需要高韧性、高柔性和良好加工性能的应用场景中的使用。因此,如何在不牺牲热稳定性的情况下,提升CERs的机械性能和功能性,成为当前材料科学领域的重要研究方向。本研究旨在通过引入一种新型的掺杂材料——铕(Eu³⁺)诱导的聚苯乙烯-共-聚丙烯酸酸纳米聚集体(EIPAs),来改善典型氰酸酯树脂——双酚F型氰酸酯树脂(F-CER)的性能。EIPAs是由含有Eu³⁺的双块共聚物自组装形
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-11
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根据烧结条件提高(BiO₁·₅)–x–y(ErO₁·₅)x(DyO₁·₅)y陶瓷电解质的离子导电性(在适中温度下)
Murat Balci|Mehtap Arikan Payveren|Buket Saatci|Mehmet Ari土耳其开塞利埃尔吉耶斯大学物理系,邮编38039摘要Bi₂O₃具有面心立方晶体结构,在相似温度下其氧离子导电性优于其他陶瓷离子导体。在保持超离子特性的同时维持这种相结构,使其成为适用于中温运行的固体氧化物燃料电池(SOFC)单元的理想电解质。本研究重点探讨了烧结温度对所有陶瓷电解质晶体结构和热电特性的影响。XRD图谱显示,随着烧结温度的升高,表示混合相的次要峰减少,除了(BiO1.5)0.92(ErO1.5)0.04(DyO1.5)0.04外,所有样品在室温下均保持稳定。DTA曲
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-11
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揭示Ca₃BiX₃(X = F、Cl、Br和I)化合物所具备的优异物理特性:一项关于其是否适用于高性能光电子学的全面研究
随着全球对可持续能源需求的不断增长,以及传统能源资源日益枯竭和环境污染问题的加剧,寻找高效、环保的新能源材料已成为科学研究的重要方向之一。在众多新能源材料中,光伏材料因其能够直接将太阳能转化为电能,受到了广泛的关注。然而,传统光伏材料如硅基太阳能电池虽然在商业化过程中取得了显著成就,但其受限的带隙宽度和较高的生产成本,使得进一步发展面临一定挑战。与此同时,卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性能和可调的带隙特性,近年来在光伏领域展现出巨大的潜力。然而,卤化物钙钛矿材料中普遍存在的铅元素,不仅对环境和人体健康构成威胁,也限制了其大规模应用。因此,研究不含铅的钙钛矿型材料,成为推动光伏技术可持续发展的
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-11
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使用L-赖氨酸作为分子桥,设计一种钠离子导电的非晶态Na₂SiO₃涂层,以提高钠离子电池中含O₃层的正极的放电速率性能和循环稳定性
在当今社会,随着全球能源需求的不断增长,能量存储系统的重要性日益凸显。锂离子电池(LIBs)因其高能量密度而成为主流选择,但锂资源的稀缺性和高昂成本促使研究者将目光转向钠离子电池(SIBs)。钠离子电池的优势在于其丰富的钠资源以及与锂离子电池相似的电化学行为。此外,钠离子电池的工作电压较低,使得Fe³⁺/Fe⁴⁺的氧化还原对成为可能,这为使用铁替代钴提供了机会,从而降低了电池成本。由于这些特性,钠离子电池在研究和制造过程中展现出良好的技术兼容性。SIBs的正极材料通常分为三大类:层状氧化物、普鲁士蓝类似物和多阴离子化合物。在这三类材料中,层状氧化物因其较高的工作电压、较大的比容量以及简便的合成
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-11
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功能性超交联聚合物作为通过硼氢化钠甲醇分解制氢的先进材料
本研究聚焦于一种关键的清洁能源载体——氢气的生产问题,特别是通过化学氢化物的水解或醇解反应来制备氢气。在当前全球能源转型的背景下,减少化石燃料的依赖、实现碳中和目标成为各国共同关注的焦点。氢气因其高能量密度(142 MJ/kg)和燃烧后零碳排放的特性,被认为是未来可持续能源系统的重要组成部分。然而,氢气的生产、储存和运输仍面临诸多挑战,其中最突出的问题之一是缺乏高效、安全且经济的制备方法。在此背景下,研究者们积极寻求替代方案,以提高氢气生产的效率和可持续性。在众多制备氢气的策略中,钠硼氢化物(NaBH₄)的醇解反应因其独特的性能而受到广泛关注。NaBH₄具有高达10.8%的氢含量,并且在碱性溶
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-11
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锆(Zr)和铬(Cr)替代钛(Ti)对TiMn₂基合金微观结构及储氢性能的影响
这项研究聚焦于改进基于钛锰(TiMn₂)的氢化物合金的氢吸收与释放性能。研究人员设计了一组Ti₀.₉₂₋ₓZr₀.₀₈(Zr₀.₅₅Cr₀.₄₅)ₓMn₀.₇Cr₁.₁(x=0, 0.02, 0.04)合金,这些合金的替换元素Zr与Cr的平均原子半径被设计为与Ti相等。通过这种协同替换策略,研究团队探索了其对合金微观结构和氢存储性能的影响。合金的结构特征显示,它们均由单一的C14型Laves相组成。X射线衍射(XRD)图谱表明,随着Zr和Cr的协同替换增加,晶胞体积也随之扩大。尽管Zr和Cr的平均原子半径与Ti相等,但Zr原子的尺寸较大,占据密堆积晶面,导致晶胞体积的增加。这一现象揭示了即使在
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-11
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探索接近零响应的epsilon值以及钨氧氮化物(tungsten Oxynitride)中增强的性能:一项基于密度泛函理论(DFT)和实验的研究
Maria Khalil|Aneeqa Bashir|Murtaza Saleem巴基斯坦拉合尔Quaid-e-Azam校区旁遮普大学物理系,邮编54000摘要本研究探讨了氮掺杂对WO3结构、电子、光学和热电性能的影响,旨在为其在光电子领域的应用提供理论支持。研究采用了密度泛函理论(DFT)和对磁控溅射制备的薄膜进行的实验分析相结合的方法。氮的掺入降低了带隙,促进了直接跃迁,并提高了载流子迁移率。态密度谱显示了强烈的p-d杂化现象,其中W的d轨道和O的p轨道发挥了关键作用。热电分析表明,电导率从未掺杂的WO3的0.93 × 1019 (S/m·s)显著增加到了氮含量最高时的46 × 1019
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-10-11
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在高度交联的碳氮化物中实现快速定向电荷传输,从而高效光解生成过氧化氢
杨军|王永海|张慧|尚冠利|曹欣|郭宇|孙建华江苏省常州市江苏工业大学能源先进功能材料研究所化学与化学工程学院,213001,中华人民共和国摘要碳氮化物是最常用的光催化剂之一,用于生产过氧化氢(H2O2),但其较差的方向性电荷传输限制了整体光催化效率。本文报道了一种碱调控的、KCl辅助的脱氨策略,该方法能够在原始的基于葫芦素的碳氮化物中同时实现交联并植入K(I)离子。共价交联可以作为链间电荷迁移的直接途径。同时,掺入的K(I)离子在原子层面重新分布电子密度,从而产生自发的极化。这种极化可以有效驱动电荷的方向性迁移。便捷的电荷转移通道和内部电荷传输驱动力共同促进了掺有K(I)的高度交联碳氮化物中
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-10-11
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可偏置切换的双模有机光电探测器,用于光谱自适应视觉和安全编码
机器视觉系统在复杂光照条件下,如眩光、阴影或低光环境,往往会经历显著的性能下降。这些环境在自动驾驶和智能感知场景中非常常见,对系统的稳定性和准确性提出了严峻挑战。为了应对这一问题,我们提出了一种仿生多模式视觉系统,该系统基于光谱适应性有机光探测器(SA-OPDs),通过外部偏压控制实现宽光谱可见光和窄光谱近红外光的动态切换。这种光谱适应性不仅提升了系统在不同光照条件下的感知能力,还增强了图像对比度和目标识别的鲁棒性,使得原本在强眩光和低光环境下识别准确率仅为65%的场景,提升至超过95%。此外,这种双模式光探测器还支持偏压控制的光学编码,展示了其在安全光学通信中的应用潜力。该硬件级解决方案提供
来源:Materials Today
时间:2025-10-11
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通过电子结构优化提高单晶NCM正极的界面稳定性
Boseong Heo|Miseung Kim|Chihyun Hwang|Hyun Woo Kim|Minwook Pin|Beom Tak Na|Jin Bae Lee|Chul-u Bak|Jun Young Cheong|Seung-Ho Yu|Joon Ha Chang|Hyun-seung Kim|Youngjin Kim韩国江原国立大学电池融合工程系,春川24341摘要层状氧化物正极的界面退化机制是先进锂离子电池系统的基本限制因素,然而在体相晶体应变与电子结构介导的界面不稳定性之间进行系统区分仍然具有挑战性。通过对单晶LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2(SC-NCM613)和
来源:Materials Today
时间:2025-10-11