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基于氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)的光学透明编码超表面,通过吸收与散射的协同作用实现宽带雷达截面积的降低
近年来,随着雷达探测技术的快速发展,电磁隐身技术成为了研究的热点领域。雷达散射截面(RCS)是衡量目标雷达可见性的关键参数,其值越低,意味着目标越难以被探测到。传统的微波吸收材料虽然在一定程度上能够降低RCS,但它们往往存在一些固有的缺陷,例如密度较高、有效吸收带宽较窄以及环境适应性较差等。这些限制使得传统材料难以满足新一代隐身设备的需求。因此,研究者们开始探索新型的材料结构,以实现更高效的RCS降低效果,同时兼顾光学透明度。其中,超材料(metamaterials)因其能够对电磁波进行灵活操控而备受关注。超材料通常由亚波长尺度的结构单元组成,可以实现传统材料无法达到的电磁特性。在超材料中,二
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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用于二维非线性时分数扩散波方程的快速线性化紧致差分格式
本文聚焦于设计一种高效且准确的数值方法,用于求解一个二维非线性时间分数扩散-波动方程。该方程的分数导数采用Caputo意义,而非线性项则由正弦函数构成。通过引入对称分数阶降阶方法,将原始问题转化为一个低阶系统,从而降低求解复杂度。在时间方向上,采用基于非均匀网格的L2-σ公式进行离散化,而在空间方向上则使用紧致差分方法,构建出一个完全离散的差分格式。该方法不仅能够有效应对问题解中出现的初始弱奇异性,还能显著提升计算效率。同时,文章还对所提出的方案进行了严格的稳定性与误差估计分析,并通过大量的数值实验,包括四圆孤子碰撞的数值模拟,验证了该方法的准确性与实用性。时间分数扩散-波动方程近年来受到了广
来源:Mathematics and Computers in Simulation
时间:2025-08-20
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基于集成机器学习模型的银纳米材料形态预测与可控合成
彭永倩|张卓然|胡凯佳|叶一聪|白淑新国防科技大学航空航天科学与工程学院材料科学与工程系,中国湖南长沙,410073摘要本研究提出了一种集成机器学习框架,用于预测银纳米材料的形态,旨在解决由于多种形态共存而带来的合成控制挑战。通过将四类分类任务分解为四个二元分类器并计算加权预测概率,构建了一个集成学习分类模型。实验结果表明,该模型在五折交叉验证中的分类准确率为79.1%,比传统方法提高了17.6%。在涉及来自扩展合成空间的30个样本的验证测试中,模型的准确率达到83.3%,显著优于传统的二元和四类分类模型。此外,该框架成功克服了传统模型的浓度外推限制,为解决银纳米材料合成中的多类混淆问题提供了
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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剪切应变对AZ31B镁合金纵向波纹-平整轧制过程中变形行为和微观结构的影响
镁合金因其轻质高强的特性,在航空航天、汽车制造以及电子电气等工业领域中具有广泛的应用前景。然而,镁合金独特的六方晶系结构(HCP)使其在塑性变形过程中面临诸多挑战。例如,在传统的轧制工艺中,由于滑移系统有限,镁合金容易形成强烈的基面织构,这会显著降低其室温下的延展性,从而限制了其在复杂形状成型中的应用潜力。为了解决这一问题,研究者们不断探索新的变形模式,以激活非基面滑移系统、促进变形孪晶的产生,并有效减弱基面织构,从而提升镁合金的成形性能和力学性能。本研究聚焦于一种新型的轧制工艺——纵向波纹轧制与平面轧制结合(LFR)工艺,旨在通过引入多方向的剪切应变,改善镁合金板材的微观结构和力学性能。通过
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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脉冲电流辅助下超薄不锈钢带轧制的晶体塑性有限元仿真研究
FAN Wanwan|REN Zhongkai|YANG Yayu|HE Dongping|WANG Tao太原理工大学机械工程学院,太原 030024摘要基于晶体塑性理论,建立了一个考虑滑移和孪晶的晶体塑性本构模型,该模型能够准确反映脉冲电流作用下超薄不锈钢带的塑性变形行为。根据脉冲电流对晶体塑性参数的影响,建立了结合热效应的流动方程和结合电效应的硬化方程。构建了脉冲电流辅助下超薄不锈钢带轧制的晶体塑性有限元模型,模拟了室温轧制和通电轧制过程。结果表明,脉冲电流辅助轧制可以显著降低所需的轧制力,减少轧制变形区内的接触应力和摩擦应力,并降低由晶粒各向异性引起的轧制力波动。在相同的轧制变形量下,
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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通过气溶胶辅助化学气相沉积法对RuNi合金薄膜进行协同优化,以实现酸性介质中高效氢气释放
在当前全球能源转型和碳中和目标的推动下,氢能源作为一种清洁、可持续的能源载体,正受到越来越多的关注。氢气在燃烧后仅产生水,因此被认为是实现零碳排放的重要途径之一。然而,氢气的制备过程中,特别是水电解反应中的氢析出反应(HER),面临着催化剂成本高、效率低等关键挑战。传统的铂(Pt)基催化剂虽然具有优异的HER性能,但其稀缺性和高昂价格严重限制了其在大规模应用中的可行性。因此,开发性能优异、成本低廉且稳定的替代催化剂成为研究的重点。在众多替代材料中,钌(Ru)因其与铂相近的氢吸附性能和相对较低的成本,被视为一种极具潜力的HER催化剂。近年来,Ru与其他过渡金属如镍(Ni)的合金化策略逐渐成为研究
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-08-20
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从黑接骨木提取物中绿色合成的银纳米颗粒作为潜在的TMPRSS2抑制剂:对SARS-CoV-2抗病毒治疗的意义
本研究聚焦于利用黑接骨木(Sambucus nigra)提取物进行绿色合成和表征银纳米颗粒(AgNPs),并探讨其对跨膜丝氨酸蛋白酶2(TMPRSS2)的抑制作用。TMPRSS2是一种关键的宿主酶,能够促进包括SARS-CoV-2在内的病毒进入细胞。随着SARS-CoV-2引发的全球疫情,对病毒入侵机制的研究变得尤为重要,因为这为开发新的抗病毒策略提供了可能。研究者认为,通过绿色合成方法制备的AgNPs,不仅可以减少传统化学合成过程中的毒副作用,还能够通过其独特的表面特性与病毒蛋白产生特异性相互作用,从而有效抑制病毒的侵入和传播。在本研究中,AgNPs的合成采用了黑接骨木提取物作为还原剂和稳定
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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通过分子动力学模拟研究成分波动对Ni-Co固溶体合金力学行为的影响
这项研究通过分子动力学模拟,系统地探讨了等原子比的Ni-Co固溶体合金中成分波动对其力学行为的影响。研究结果表明,成分波动对堆垛层错能(SFE)有显著影响,而SFE的变化又进一步调控了合金中的位错滑移行为。当局部区域的SFE增加时,会导致Peierls能垒升高,从而阻碍位错的运动。此外,成分波动还会引起位错线的曲率增加,进一步限制其迁移能力。同时,由成分波动产生的局部应力场也会增强位错运动的阻力,从而提高材料的强度。另一方面,SFE在空间上的变化有助于位错的积累,使得材料在塑性变形过程中表现出更高的延展性和韧性。通过控制成分异质性,并引入波长超过随机固溶体中部分位错间距的成分波动,可以在材料中
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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锌含量对Mg-Zn-Mn合金用于骨植入物的降解控制及力学性能的影响
熊武|景学瑞|谢佳|袁洪峰|潘福生重庆大学材料科学与工程学院,中国重庆,400040摘要本研究系统地探讨了锌含量(x = 1, 2, 4)对可降解Mg-xZn-1.5Mn合金的机械性能、体外降解行为、生物相容性和成骨潜能的影响。微观结构分析表明,Mg-1Zn-1.5Mn合金具有最细的晶粒尺寸(约5.3 μm)、最高的残余位错密度以及大量的低角度晶界,从而表现出优异的机械性能:抗拉强度为277 MPa,伸长率为20.5%。在改良的模拟体液(m-SBF)中的体外浸泡测试和电化学分析显示,增加锌含量会促进MgZn₂相的析出,这加剧了电偶腐蚀并降低了耐腐蚀性。值得注意的是,Mg-1Zn-1.5Mn在7
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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多功能金属有机锡盐添加剂,用于实现高效Sn-Pb合金钙钛矿太阳能电池的制备
Sn-Pb合金钙钛矿太阳能电池(PSCs)在光伏技术领域中具有重要地位,因其在光吸收性能和理论效率方面的潜力。然而,实现其高效稳定性的关键障碍在于Sn²⁺的较差结晶性和易氧化性。Sn²⁺在钙钛矿薄膜中容易与氧气发生反应,生成Sn⁴⁺,这不仅会导致薄膜内部缺陷的增加,还会引发严重的非辐射载流子复合现象,从而降低电池的整体性能。此外,Sn-Pb钙钛矿薄膜的快速结晶过程往往无法形成高质量的晶体结构,导致薄膜中出现孔洞、晶粒尺寸较小以及覆盖不完整等问题,进一步影响了电池的效率和寿命。同时,Sn-Pb钙钛矿层与传统用于Pb钙钛矿的电荷传输层之间存在能级差异,这种差异可能导致开路电压的显著下降,成为限制S
来源:Materials Today Energy
时间:2025-08-20
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关于激光熔覆FeCrAlTiNb涂层在氧饱和液态铅铋共晶中的腐蚀行为和机制的见解
本研究聚焦于解决第四代液铅铋共晶(LBE)冷却快堆中钢组件面临的严重液态金属腐蚀(LMC)问题。LBE作为一种理想的热传导介质,因其良好的热力学性能和固有的安全性而被广泛研究和应用。然而,钢材料在LBE环境中的腐蚀现象,尤其是在温度超过450℃或流速超过2m/s的情况下,仍然对快堆系统的安全性和稳定性构成重大挑战。因此,开发有效的防护措施以增强钢材料在LBE环境下的服役性能,成为当前核能研究领域的重要课题之一。针对这一问题,研究团队采用激光熔覆技术,在T91钢基材表面成功制备了一种FeCrAlTiNb高熵合金(HEA)涂层。高熵合金因其独特的多元素等原子比设计,能够形成稳定的固溶体微观结构,从
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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TC4钛合金在热拉伸过程中的热变形行为及其本构模型
TC4钛合金因其优异的强度与密度比,近年来在汽车和航空航天工业中得到了广泛应用。然而,TC4合金在常温下的塑性较差,限制了其加工效率和成型可能性。因此,深入研究TC4合金的变形行为,特别是高温下的变形特性,对于提升其加工性能和拓展应用范围具有重要意义。本文通过热拉伸试验,系统分析了TC4合金的高温变形行为,并结合扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术对断裂形貌和微观结构演变进行了观察和分析。此外,建立了三种不同的本构模型,以预测其热变形行为。研究结果表明,随着温度的升高和应变速率的降低,TC4合金的峰值应力呈现下降趋势。当温度超过800°C时,材料内部的凹坑现象显著增强,表明
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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加工和热处理对Ag-2.56Li合金微观结构及性能的影响
银-锂(Ag-Li)合金因其独特的物理和化学特性,在多个工业领域中具有重要应用。该合金在能源存储、真空焊接以及电气接触材料等方面表现出广泛的应用前景。然而,尽管其应用价值显著,Ag-Li合金的塑性加工性能以及其变形和强化机制仍然存在一定的模糊性,这种不确定性在一定程度上限制了其产品的进一步发展。因此,对Ag-Li合金塑性加工性能的深入研究具有重要的现实意义。本研究通过真空感应熔炼方法制备了单相Ag-2.56Li合金,并在其后续的锻造与退火处理之后,在常温下进行了轧制加工。为了深入理解合金在加工过程中的微观结构演变及其性能变化,研究采用了扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等先进技术手
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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通过摩擦搅拌加工制备石墨烯纳米片增强铝基复合材料,并研究其导热性和韧性性能
张成|李辉|陈书进|焦磊|沈卫明|宋子宇|王继恒|聂志宏|奥历山大·谢列茨基江苏科技大学材料科学与工程学院,镇江212000,中国摘要本研究采用摩擦搅拌加工(FSP)技术制备了石墨烯纳米片(GNPs)增强铝基复合材料(AMCs),并系统研究了GNPs含量对材料性能的影响机制。实验结果表明,当GNPs含量为1 wt%时,复合材料表现出最佳的综合性能:热导率达到217.10 W/(m·K),比基体材料提高了35.2%;显微硬度和延伸率分别达到75.08 HV和30.1%,比基体材料提高了49.4%和42%。微观分析显示,1 wt%的GNPs通过钉扎晶界形成了连续的热传导网络,促进了动态再结晶(DR
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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铜网中间层对Mg/Al复合材料界面结构及力学性能的影响:挤压后热处理温度的作用
吴文宇|易志豪|王艳|谢旭峰|袁婷|胡洪军重庆理工大学材料科学与工程学院,中国重庆,400050摘要为了研究Cu网状中间层对Mg/Al复合材料界面优化机制,本研究系统探讨了挤压后热处理温度(200°C、300°C和400°C)对Mg/Al复合板材界面结构、扩散行为和力学性能的影响。采用先进的微观结构和力学表征技术,包括扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和剪切测试,分析了Cu网对脆性金属间化合物(IMCs)的抑制作用。结果表明,Cu中间层有效抑制了Mg-Al IMCs(Al₃Mg₂和Al₁₂Mg₁₇)的形成和生长。热处理促进了Al层的静态再结晶,晶粒尺寸从200°C时的4.66
来源:Materials Today Communications
时间:2025-08-20
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通过差温轧制制备的AA2024/RO5252和AA2024/AA1060/RO5252复合材料具有较高的比强度和优异的辐射屏蔽性能
王少青|谢发勤|吴向青|何家宇|杨汉明|严汉阳|杨忠西安工业大学材料与化学工程学院,中国西安710021摘要:为了研究等离子体脉冲微弧氧化(MAO)处理对TC6钛合金拉伸性能的影响机制,在TC6合金基底上制备了MAO涂层。系统分析了TC6基底和MAO处理样品的准静态拉伸行为,并详细检查了涂层-基底界面。结果表明,MAO涂层主要由Al2TiO5和TiO2组成,随着电流频率的增加,涂层微观结构逐渐变得更加致密。在涂层-基底界面处,涂层由含有纳米级Al2TiO5颗粒的内层非晶层和结晶度较高的外层组成。MAO处理显著提高了TC6合金的拉伸强度。在500 Hz频率下处理的样品具有最佳的表面质量,其拉伸强
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-20
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预硬化7075铝合金的变形行为、涂漆烘烤响应及微观结构演变
7075铝合金因其优异的强度与重量比、断裂韧性以及轻质特性,广泛应用于汽车、航空和航天等工业领域。然而,在大部件制造过程中,常温成形技术相较于高温热成形技术更受工业青睐,主要原因是热成形工艺复杂且成本高昂,例如模具热匹配不良、设备能耗高以及大规模生产中的严格成本控制要求。通常,经过硬化的7075铝合金虽然强度较高,但其常温成形性能较差,因此目前多采用软质合金(如O/W状态)进行成形。O状态的常温成形性能与200℃高温成形性能相当,可以用于制造复杂部件。然而,成形后这些部件需要进行固溶淬火和时效热处理,以达到所需的强度水平。但成形后的形状难以保持完整,需要人工校准来恢复成形精度。W状态合金则不需
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-20
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在压力驱动下,密度匹配效应促使非晶硅(Si)和非晶锗(Ge)中的亚稳态r8相形成
这项研究揭示了在常温下对纯无定形硅和锗进行压缩时,能够直接形成一种稳定的、四配位的菱面体r8相。这一发现为理解无定形材料在高压下的相变机制提供了新的视角,并为未来材料的探索和应用开辟了新的可能性。无定形硅和锗作为重要的半导体材料,其压力-温度(PT)相图的复杂性一直引发了许多科学问题。尽管已知在特定压力条件下,这些材料会发生金属态的相变,但它们在高压下形成的一些非晶态结构仍然存在不确定性。在过去的几十年里,科学家们发现当无定形硅和锗被压缩到大约11 GPa时,它们会转变为具有类似白锡(β-Sn)结构的金属态多晶型。进一步的压缩会导致一系列可逆的金属-金属相变。然而,在减压过程中,这些材料通常不
来源:Materials Today
时间:2025-08-20
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MoO₃/Y₂O₃ n-n异质结用于增强三乙胺气体传感器性能
在科学研究领域,关于共价无序固体的压强-温度相行为的研究一直是重要的课题。这类材料包括非晶态硅和锗,它们在高压和高温条件下的相变过程表现出复杂的特性。科学家们一直在探索这些材料可能经历的玻璃转变、通过非晶态-非晶态转变实现的多态性、与液态-液态转变的联系,以及其结构与性能之间的关系。此外,这些材料还可能成为新型材料发现方法的前驱物质。近期的一项实验研究展示了在室温下对纯非晶态硅和锗施加低于10 GPa的压强时,可以观察到一种亚稳态、四配位的三方r8相的成核现象。这一发现不仅为理解非晶态材料的相变机制提供了新的视角,也表明在特定压强条件下,可以形成具有功能性的亚稳态晶体相,为未来材料的开发和应用
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-20
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综述:关于通过基板表面处理、合金化焊料、助焊剂及工艺环境来优化焊料润湿性的当前研究进展
本研究聚焦于非晶态共价材料在压力和温度条件下的相行为,特别是硅(Si)和锗(Ge)这类具有开放四面体网络结构的元素。这类材料在高压下的相变行为复杂且多变,涉及玻璃态转变、非晶态到非晶态的多态性转变、液态-液态转变等现象。此外,它们的结构与性能之间的关系,以及作为新型材料发现方法的前体潜力,都是当前材料科学领域的重要研究方向。通过实验与理论的结合,我们揭示了在室温条件下,对纯非晶态硅和锗施加低于10 GPa的压力时,可以引发一种具有四面体配位的不稳定晶体r8相的成核过程。这一发现不仅挑战了传统的非晶态-非晶态转变观念,还为其他四面体材料(如碳)的新型相态探索提供了新的思路。硅和锗作为重要的半导体
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-20