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  • 预先存在的位错网络对单晶钽的冲击响应的影响

    本文探讨了预存位错网络对单晶钽(Ta)在冲击压缩和动态拉伸条件下塑性行为的影响,尤其是在[001]取向下的响应机制。研究通过分子动力学(MD)模拟,结合实验分析和理论计算,揭示了位错与变形孪晶之间的复杂相互作用,以及预存位错密度如何调控材料的塑性变形和断裂行为。钽是一种典型的体心立方(BCC)金属,因其高熔点(约3280 K)、优异的热稳定性和相稳定性,以及在极端条件下仍能保持高强度和抗腐蚀性,被广泛应用于航空航天、核能和军事爆炸等领域。然而,由于缺乏准确描述钽在高压下的原子间势函数,对其塑性行为的研究长期依赖于实验手段。近年来,随着高精度原子间势函数的开发和孪晶识别方法的进步,研究人员得以更

    来源:Mechanics of Materials

    时间:2025-09-19

  • 通过使用余弦轮廓模具进行热挤压,调控Mg-1Zn-0.2Ca合金的微观结构及其力学性能

    在镁合金的研究中,Mg-Zn-Ca体系因其良好的综合性能而备受关注。该合金不仅具有较高的强度和良好的延展性,而且其组成元素均为生物相容性材料,这使其在生物医学领域具有广泛的应用潜力。然而,由于镁合金本身的延展性较低,以及在热变形过程中微结构演化不均匀,因此在提升其力学性能和加工一致性方面仍面临挑战。为了克服这些限制,研究人员采用了一种结合特定合金成分设计和非传统热挤压模具形状的综合策略,旨在实现更均匀的变形和动态再结晶行为。这项研究是首次系统性地探讨合金设计与挤压模具几何形状协同作用对Mg-Zn-Ca合金的影响,其结果为镁合金的加工优化和性能提升提供了新的思路。### 材料制备与挤压过程研究使

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 在力-电-热多场耦合作用下的Aermet100超高强度钢的宏观-微观本构模型

    电脉冲辅助成形技术作为一种先进的材料加工方法,近年来在金属材料成型领域展现出巨大的应用潜力。该技术通过在成形过程中施加脉冲电流,有效降低了难变形材料的变形抗力,并显著提升了成形极限。然而,目前尚缺乏能够准确反映电脉冲关键参数对材料行为影响的本构模型,这导致了在不同电脉冲设备上进行的成形实验结果存在较大偏差。为解决这一问题,本研究以Aermet100超高强度钢为研究对象,基于电脉冲工艺参数对位错增殖与湮灭的影响,构建了一个高温电塑性本构模型,该模型考虑了热-电-力多场耦合效应,从而实现了对材料在复杂电脉冲条件下的流动应力的精确预测。Aermet100超高强度钢因其优异的强度-塑性协同效应、出色的

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 具有饱和发病率和延迟死亡率的Filippov灰质传染病模型的动态分析

    在当今生态环境保护与农业可持续发展的背景下,植物病害的防控已成为一个亟需解决的重要课题。尤其是对于欧洲山毛榉这一具有重要生态和经济价值的树种,其感染性病害——山毛榉枯萎病(ash dieback)——已经对森林生态系统和林业产业造成了深远影响。随着科学研究的不断深入,越来越多的学者开始关注病害传播过程中的非线性特征以及控制策略的动态响应。本研究旨在构建一个基于Filippov模型的数学框架,结合易感种群的阈值控制策略和时间延迟效应,深入探讨这些因素对病害传播动态行为的影响,从而为林业病害管理提供更有效的理论支持和实践指导。Filippov模型作为一种非光滑动力系统,广泛应用于描述具有不连续控制

    来源:Mathematics and Computers in Simulation

    时间:2025-09-19

  • 具有延迟反馈控制的复杂网络中的临界曲线与稳定区域

    复杂网络作为研究复杂系统的一种重要方法,已经在多个领域展现出广泛的应用前景。近年来,随着对复杂系统行为理解的不断深入,研究者们逐渐认识到,时间延迟反馈控制在稳定复杂网络行为方面具有重要作用。本文提出了一种二维复杂网络模型,并引入了时间延迟反馈控制机制,分析了该模型在无控制与有控制情况下的稳定性变化。研究发现,当没有控制时,网络的平衡点往往是不稳定的,但通过引入非常小的控制参数,就可以使平衡点变得稳定。这种发现为复杂网络的进一步应用提供了理论依据。复杂网络理论的核心在于理解个体之间的相互作用如何影响整个系统的整体行为。它将系统中的个体视为网络中的节点,个体之间的关系则作为连接这些节点的边。通过这

    来源:Mathematics and Computers in Simulation

    时间:2025-09-19

  • 多种疫苗对病毒逃逸影响的数学建模

    SARS-CoV-2,即引起全球大流行的新冠病毒,自2019年底在中国武汉首次被发现以来,已经导致了超过5亿例感染和600万例死亡。该病毒的快速传播迫使许多国家实施封锁措施,严重影响了全球超过一半人口的日常生活。随着病毒的传播,它不断发生基因突变,这些突变可能改变其行为特性,并导致多种值得关注的变种,如Alpha、Delta和Omicron的出现。突变的积累使得病毒在不同人群中表现出更强的适应性和传播能力,同时也对现有疫苗的有效性提出了挑战。为了应对这一威胁,科学家们开发了多种疫苗,这些疫苗基于不同的技术平台,包括mRNA疫苗、蛋白质亚单位疫苗、灭活病毒疫苗以及非复制型病毒载体疫苗。每种疫苗都

    来源:Mathematics and Computers in Simulation

    时间:2025-09-19

  • 在深度学习框架中应用注意力机制与双向长短期记忆网络(Attention-BiLSTM)来预测MOF(金属有机框架)材料的合成条件

    杨玉明|周家辉|龚世尧|杨春伟教育部吉林师范大学环境友好材料制备与应用重点实验室,中国长春,130103摘要为了解决PVDF膜在使用过程中容易被污染的问题,从而导致过滤性能下降和实际应用效率降低的问题,本研究通过在PVDF中掺入碳纳米管支撑的γ-Fe2O3(γ-Fe2O3@CNTs),并在磁场的作用下制备了M/γ-Fe2O3@CNTs/PVDF超滤膜。这种复合膜具有高亲水性和低粗糙度,孔径仅为50.0纳米,孔隙率可达65.0%。M/γ-Fe2O3@CNTs/PVDF膜的过滤性能和抗污染性能也得到了显著提高:纯水通量可达84.1 L·m-2h-1,BSA的截留率为84.2%,过滤阻力(FRR)增

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 综述:导电材料:生物医学工程领域的机遇与挑战

    杨玉明|周佳慧|龚世瑶|杨春伟教育部环境友好材料制备与应用重点实验室(吉林师范大学),中国长春,130103摘要为了解决PVDF膜在使用过程中容易被污染的问题,从而导致过滤性能下降和实际应用效率降低的问题,本研究通过将碳纳米管支持的γ-Fe2O3(γ-Fe2O3@CNTs)掺入PVDF中,并在磁场的作用下制备了M/γ-Fe2O3@CNTs/PVDF超滤膜。这种复合膜具有高亲水性和低粗糙度,孔径仅为50.0纳米,孔隙率可达65.0%。M/γ-Fe2O3@CNTs/PVDF膜的过滤性能和抗污染性能也得到了显著提高:纯水通量可达84.1 L·m-2h-1,BSA的截留率为84.2%,过滤阻力(FRR

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 具有核壳结构的高熵合金纳米颗粒的可调节机械性能

    核心-壳结构的高熵合金(HEA)纳米颗粒因其可调的组成、高稳定性和多功能性,在催化、能量存储等多个领域展现出广泛的应用前景。本研究通过原子模拟方法,深入探讨了这类纳米颗粒的机械性能。研究发现,壳层厚度在调控纳米颗粒的弹性模量和屈服强度方面起着关键作用。当壳层厚度低于某个临界阈值时,这些机械性能对壳层厚度表现出显著依赖。然而,当壳层厚度超过该阈值后,弹性性能几乎不再随壳层厚度变化。此外,研究还提出了一种简单的理论模型,并成功预测了这一临界壳层厚度。进一步地,纳米颗粒的塑性行为同样受到壳层厚度的影响。在壳层厚度小于纳米颗粒外半径的一半时,核心区域的相变成为主导的变形机制,并对整体塑性产生重要贡献。

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 硅表面自组装纳米层涂层的疏水性与摩擦学性能:分子动力学模拟与实验验证

    在现代科技快速发展的背景下,纳米涂层因其独特的物理化学特性,正在成为微纳机电系统润滑与保护领域的研究热点。纳米涂层具有低摩擦系数、高疏水性和强界面结合力等优点,使其成为提升设备性能和延长使用寿命的理想材料。随着纳米材料研究的不断深入,特别是自组装单分子层(SAM)和石墨烯技术的发展,人们开始探索更高效、更稳定的纳米涂层解决方案。本研究通过分子动力学(MD)模拟,从原子层面分析了三种纳米涂层模型在摩擦过程中的系统势能变化和摩擦系数动态行为。这三种模型分别是:(1)在硅基底上形成的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APS)自组装单分子层;(2)在APS表面吸附的氧化石墨烯(GO)自组装单分子层(APS-G

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 通过3 MeV质子辐照调整Se(70Te)20Sb(10)薄膜的线性和非线性光学特性,以用于光子应用

    本研究聚焦于通过3 MeV质子辐照对Se70Te20Sb10薄膜的结构、线性光学以及非线性光学特性的影响,旨在评估其在光子器件应用中的潜力。通过电子束蒸发法热沉积制备薄膜,并对其进行不同质子通量的辐照处理,通量范围为5×10^13至5×10^16离子/cm²。实验结果表明,无论辐照通量如何变化,薄膜的结构始终保持非晶态,这一结论通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)验证。此外,原子力显微镜(AFM)的检测结果显示,随着辐照通量的增加,薄膜的表面粗糙度显著上升,从原始生长状态的40.5纳米增加到最高通量下的386.7纳米,这表明辐照对薄膜表面形貌产生了重要影响。在光学特性方

    来源:Materials Science in Semiconductor Processing

    时间:2025-09-19

  • 通过激光熔覆制备FeCrNiTi0.3Al0.3高熵合金涂层,并对其微观结构、力学性能以及耐磨性和抗空化侵蚀性能进行研究

    作者:Xin Wen, Linfeng Shi, Renlong Xin, Chaowen Huang, Shewei Xin联合国际轻合金实验室(隶属于中国教育部),重庆大学材料科学与工程学院,中国重庆摘要具有层状微观结构的亚稳态β钛合金在航空航天应用中至关重要,然而其有限的延展性要求我们更深入地了解其变形机制。本研究利用原位扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,探讨了Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti-55531)合金在层状微观结构下的滑移传递行为。结果表明,在屈服点附近,基面(45.8%)、棱柱面(34.7%)和锥面滑移系统被激活;尽管锥面滑移的临界解析

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 基于咪唑核心的聚苯并恶嗪类化合物的开发:用于低碳钢表面的高性能耐腐蚀及热稳定涂层

    本文介绍了一项关于合成含咪唑核心的苯酚(IMP)及其苯并恶嗪衍生物(IMP-BZs)的研究。IMP-BZs通过曼尼希缩合反应使用不同的胺类化合物与蚁醛(paraformaldehyde)合成,这四种胺分别是己二胺(hmd)、咪唑二胺(imda)、异佛尔酮二胺(ipda)和甲撑双环己胺(mbch)。研究结果显示,这些含咪唑核心的苯并恶嗪具有显著的低固化温度特性,特别是使用ipda合成的IMP-BZ表现出最低的固化温度为198摄氏度,这比传统苯并恶嗪的固化温度要低得多。此外,所有合成的IMP-BZs在热稳定性方面表现出色,其最大降解温度均超过400摄氏度,表明它们在高温环境下具有良好的稳定性。在腐

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 基于机器学习和NSGA-II算法的Inconel 625材料电弧增材制造中单个焊珠特性的建模、分析及多目标优化

    该研究聚焦于冷金属转移(CMT)定向增材制造(WAAM)工艺中关键参数与焊 bead 特征的关联机制,通过机器学习与多目标优化技术实现工艺参数的精准调控。研究以Inconel 625超合金为对象,针对其制造过程中易出现的焊 bead 尺寸波动和渗透深度不足等质量缺陷,构建了包含送丝速度(wfs)和行走速度(v)两大核心参数的工艺优化体系。在数据采集阶段,研究者通过系统实验建立了涵盖不同工艺参数组合的数据库。特别值得注意的是,该研究创新性地将传统焊接工艺参数(电流、电压)与新增的wfs和v参数进行多维度关联分析,突破了以往仅关注单一参数的研究框架。这种多参数协同分析策略有效捕捉了超合金材料在高温

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19

  • 构建BiOI/UiO-66(Ce/Fe) S结构异质结以增强光催化活性

    随着抗生素污染问题在水环境中的日益严重,开发高效的光催化剂以降解四环素(TC)已成为一项紧迫的任务。在本研究中,一种新型的纳米花状BiOI/UiO-66(Ce/Fe) S型异质结光催化剂被成功研制,用于在可见光条件下实现高效的TC降解。实验评估结果显示,经过优化的0.05-Bi/U(Ce/Fe)样品在可见光照射下实现了99.5%的TC降解效率,并在连续四轮循环后仍能保持其初始活性的88.8%。这一优异的光催化性能主要源于三种协同机制:Fe³+掺杂调节了能带结构,拓宽了可见光吸收范围;Ce⁴+/Ce³+与Fe³+/Fe²+的氧化还原对协同作用优化了电荷传输;BiOI/UiO-66(Ce/Fe)异

    来源:Materials Science in Semiconductor Processing

    时间:2025-09-19

  • 用于高效质子交换膜(PEM)水电解的钛多孔传输层的增材制造

    在面对全球对可持续能源解决方案的迫切需求时,绿色氢能作为应对气候变化的关键技术之一,正逐渐成为研究和工业应用的热点。水电解技术是绿色氢能生产的核心手段,而质子交换膜水电解槽(PEMWE)因其高效、紧凑的设计以及能够适应高电流密度和负载波动的能力,被认为是最具前景的电解槽类型之一。然而,其大规模应用仍面临经济和技术上的挑战,尤其是电解槽材料和制造成本的问题。为此,研究者们不断探索新的制造工艺,以期在性能和成本之间找到最佳平衡点。在这一背景下,研究聚焦于一种新型制造方法——激光粉末床熔融(L-PBF),用于生产具有多孔结构的传输层(PTL)。传统方法如烧结虽然已广泛应用于PTL制造,但在控制结构形

    来源:Materials Today Sustainability

    时间:2025-09-19

  • 用于氧和氢演化反应的非晶态电催化剂:氢生产领域的进展

    在可再生能源储存和转换领域,水电解技术是一项基础性研究,它通过电化学手段将水分解为氢气和氧气,为可持续氢能生产提供了关键途径。为了实现这一技术在工业规模上的应用,开发具有成本效益和高效率的电催化剂显得尤为关键。近年来,无定形电催化剂因其在活性、稳定性和结构适应性方面的卓越表现,成为研究的热点。这种材料的独特特性使其在水裂解反应中展现出优于晶体材料的性能,这为氢能生产技术的进一步发展提供了新的方向。### 一、无定形电催化剂的优势与传统晶体材料相比,无定形材料具有独特的原子排列方式,缺乏长程有序性,但短程有序性仍然存在。这种结构上的差异赋予了无定形材料一系列优越的物理化学性质。首先,无定形材料的

    来源:Materials Today Sustainability

    时间:2025-09-19

  • 层间铣削对激光直射能量沉积法制备的316L不锈钢微观结构和力学性能的影响

    这项研究重点探讨了通过激光粉末床熔融(LPBF)工艺制造的NiTi形状记忆合金的微观结构演变、晶体学织构发展以及应力诱导马氏体转变(SIMT)行为。研究采用了两种不同的加工条件,通过原位同步辐射高能X射线衍射(HE-XRD)和电子背散射衍射(EBSD)技术进行分析。第一种条件是低激光功率与低扫描速度(样品I),第二种是较高激光功率与高扫描速度(样品Ⅱ)。两种加工条件均旨在达到相同的体积能量密度(VED),以确保在相同能量输入下对材料性能的影响可以被系统地比较。样品I表现出更随机取向且更粗大的晶粒,同时伴随着较高的孔隙率。相比之下,样品Ⅱ则在奥氏体相中形成了强烈的⟨001⟩纤维织构,沿着构建方向

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-19

  • 激光粉末床熔融参数对NiTi合金在恒定体积能量密度水平下的变形行为和应力诱导马氏体转变的影响

    本研究系统地探讨了通过激光粉末床熔融(LPBF)工艺制备的NiTi形状记忆合金的微观结构演变、晶体学织构发展以及应力诱导马氏体相变(SIMT)行为。通过采用同步辐射高能X射线衍射(HE-XRD)和电子背散射衍射(EBSD)技术,对两种不同的加工条件进行了原位研究:一种是低激光功率与低扫描速度相结合(样品I),另一种是相对较高的激光功率与较高的扫描速度相结合(样品Ⅱ)。两种条件均设计为达到相同的体积能量密度(VED)。研究结果表明,样品I表现出更随机取向且更粗大的晶粒,以及更高的孔隙率,而样品Ⅱ则在奥氏体相中发展出沿构建方向的强⟨001⟩纤维织构,并观察到缺陷密度有所降低。原位HE-XRD拉伸实

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-19

  • R₂NiIrO₆(R = Pr 和 Nd)的结构、磁性、光学、介电及电子性质:一项全面的实验与理论研究

    这项研究系统地探讨了通过激光粉末床熔融(LPBF)工艺制造的镍钛形状记忆合金(NiTi SMAs)的微观结构演变、晶体学织构发展以及应力诱导马氏体相变(SIMT)行为。研究采用了两种不同的加工参数组合,利用同步辐射高能X射线衍射(HE-XRD)和电子背散射衍射(EBSD)技术进行原位分析。第一种参数组合为低激光功率与低扫描速度(Sample I),第二种为相对较高的激光功率与高扫描速度(Sample Ⅱ)。两种参数组合的目标是实现相同的体积能量密度(VED)。研究发现,Sample I表现出更随机取向、更粗大的晶粒以及更高的孔隙率,而Sample Ⅱ则在奥氏体相中发展出沿构建方向的强⟨001⟩

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-19


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