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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
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水果废弃物衍生的混合生物填料与PLA在3D打印生物复合材料摩擦学性能上的协同作用:基于田口实验设计的比较研究与参数优化
钱周|严张|丁仁根|陈健|邱玉龙|卢帅丹|王龙摘要合金化是一种重要的策略,用于调整金属的机械性能和变形机制,以实现优异的强度-延展性协同效应。在这项研究中,我们结合了固溶强化和晶界强化,并通过调整变形机制来增强加工硬化效果,以克服CoNi基合金的强度-延展性trade-off问题。添加Mo或AlTiMo不仅有效地提高了强度,具有显著的固溶强化和晶界强化效果,还显著增强了加工硬化能力。例如,在CoNi合金中添加7原子%的Mo后,屈服强度提高了116%,达到411 MPa,且延展性没有损失。同时添加(Al+Ti)和Mo可使屈服强度大幅提高160%,达到约500 MPa,并且延展性超过70%。Mo和
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-08-20
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通过添加Mo和AlTiMo元素进行合金化,克服CoNi基合金中的强度-延展性平衡问题
钱周|张艳|丁仁根|陈健|邱玉龙|卢帅丹|王龙摘要合金化是一种重要的策略,用于调节金属的机械性能和变形机制,以实现优异的强度-延展性协同效应。在这项研究中,我们结合了固溶强化和晶界强化,并通过调整变形机制来增强加工硬化效果,以克服CoNi基合金的强度-延展性 trade-off 问题。添加Mo或AlTiMo不仅显著提高了强度(具有明显的固溶强化和晶界强化效果),还显著增强了加工硬化能力。例如,在CoNi合金中添加7原子百分比的Mo后,屈服强度提高了116%,达到411 MPa,同时延展性没有损失。添加(Al+Ti)和Mo的组合使屈服强度提高了160%,达到约500 MPa,同时延展性超过70%
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-20
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LPBF Hastelloy X材料的低温变形机制:扫描策略和后热处理的影响
本文探讨了一种新型纳米复合材料NiSe₂@PPy在超级电容器中的应用潜力。该材料通过水热法和化学聚合技术制备,其结构由纳米棒和纳米线组成,展现出异质结构的特性,有助于提升电化学性能。研究者通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积分析(BET)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)以及电化学测试等手段对材料进行了详细表征和性能评估。结果显示,NiSe₂@PPy材料在0.5 A g⁻¹的电流密度下表现出高达97.8%的容量保持率,并且在10,000次循环后仍能维持良好的性能。这一结果表明,该复合材料在超级电容器领域具有显著的优越性。超级电容器因其可持续性、长循环寿命和高功率密度
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-20
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水热法制备的新型聚吡咯掺杂NiSe基电极:高效高能量的非对称超级电容器应用
本文探讨了一种新型纳米复合材料NiSe₂@PPy的制备及其在超级电容器中的应用潜力。研究通过结合水热法与化学聚合技术,成功构建了具有异质结构的NiSe₂@PPy复合电极材料。这种材料的结构特点在于形成了纳米棒包裹纳米线的形态,这种设计在提升电化学性能方面展现出独特的优势。为了进一步评估其性能,研究团队采用了一系列先进的表征手段,包括X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积分析(BET)以及场发射扫描电子显微镜(FESEM),以全面解析其物性特征和微观结构。在电化学性能测试中,NiSe₂@PPy材料表现出了显著的优越性。其在0.5 A g⁻¹的电流密度下,显示出高达97.8%的
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-08-20
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Sr(Nb₀.₅Al₀.₅)O₃改性的(Bi₀.₂₅Na₀.₂₅Ba₀.₂₅Ca₀.₂₅)TiO₃高熵陶瓷的相结构与储能性能
高熵材料,特别是高熵合金和高熵陶瓷,因其独特的物理化学性质,近年来在能量存储领域引起了广泛关注。这些材料通常由多种主元素组成,其高熵效应可以有效打破铁电材料中的长程有序结构,增强结构无序性,从而促进极性纳米区域(Polar Nanoregions, PNRs)的形成。PNRs的存在有助于提高材料的极化性能和能量存储能力,同时降低材料的漏电流和残余极化。因此,设计和调控材料中的构型熵成为提升能量存储性能的重要手段。本研究中,科学家们设计并制备了一种新型的高熵钙钛矿陶瓷材料,其化学组成表示为(1-x)(Bi0.25Na0.25Ba0.25Ca0.25)TiO3-xSr(Nb0.5Al0.5)O3(
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-08-20
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在铸造的耐热Al-Cu-Ce-Mn-Sc-Zr合金中,多种晶内沉淀物与晶间共晶结构的共同强化作用
这项研究聚焦于一种新型的铸造耐热铝合金的开发,其目标是通过集成三种不同的强化相,提高材料在高温下的性能。这种合金的化学成分设计为Al-8.5Cu-2Ce-0.5Mn-0.3Sc-0.3Zr(按重量百分比计),通过结合微米级的Al₈CeCu₄金属间化合物、θ'板和L1₂-Al₃(Sc,Zr)纳米析出相,实现材料在高温环境下的结构稳定性和强度提升。研究采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)结合电子背散射衍射(EBSD)和能谱分析(EDS)以及透射电子显微镜(TEM)等手段对材料的微观结构进行了系统分析,识别了其中的各个相。此外,通过拉伸试验和硬度测试评估了该合金在室
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-20
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桉树提取物辅助的Mn-Ni-Co纳米铁氧体的绿色合成:提升磁性和光学性能,适用于先进应用
Jalal Kangazian|Soung Yeoul Ahn|Shiwoo Lee|Hyeonseok Kwon|Rae Eon Kim|Jaehun Kim|Ahmad Kermanpur|Morteza Shamanian|Hyoung Seop Kim韩国浦项科技大学(POSTECH)铁基与生态材料技术研究生院(GIFT),浦项,37673摘要本研究首次系统地研究了通过激光粉末床熔融(LPBF)增材制造技术制备的Hastelloy X(HX)镍基合金的低温拉伸行为,揭示了如何通过策略性地控制扫描模式和热处理工艺来优化微观结构,从而在-196°C温度下提升其机械性能。具体而言,采用了两种
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-08-20
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阐明激光粉末床熔融制备的CoCrMo生物医学合金的各向异性力学行为:对微观结构异质性的洞察
CoCrMo合金因其优异的力学性能和生物相容性,广泛应用于生物医学植入物领域,如牙科和骨科植入物。近年来,随着增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术的发展,特别是激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion, LPBF)工艺的成熟,使得复杂结构的高精度金属部件制造成为可能。然而,LPBF工艺在制造过程中引入的快速热循环,导致了材料的显著微观结构异质性,进而影响了其力学性能的各向异性。为了更深入地理解这一现象,本文通过多尺度的微观结构表征和分析,系统研究了LPBF制造的CoCrMo合金在XY(扫描)平面和YZ(构建)平面中的各向异性力学行为,并揭示
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-20
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原子尺度下二维纳米材料的原位结构工程
随着半导体技术的持续发展,硅基金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的微型化遵循着摩尔定律多年。然而,随着器件尺寸的不断缩小,沟道和栅极介质层逐渐接近其物理极限。这促使了对新型材料的探索,尤其是二维(2D)层状材料,因其原子级的厚度和丰富的物理特性,被认为是下一代晶体管的有前途候选材料。二维材料不仅具备优异的导电性、光学性能、磁性和化学特性,而且在特定条件下可以表现出超导性等特殊性质。这些材料的结构特征与其物理性能密切相关,厚度、边缘配置以及层内和层间结构等参数对二维材料及其器件的电学、光学、磁性和化学性能具有显著影响。在材料合成过程中,设计特定的结构并进行相应的结构工程是实现多功能
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-08-20