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π-π共轭MOF/纳米碳复合材料的协同离子传输与氧化还原通路助力高效锌离子存储
HighlightZn-ddmb@C的制备与表征单晶X射线衍射显示Zn-ddmb属于单斜晶系(空间群P21/n),其不对称单元呈现四面体配位构型:每个Zn(II)离子与羧酸基团的两个氧原子(O4/O6)和苯并咪唑单元的两个氮原子(N2/N4)配位,关键键长Zn-O为1.926-1.957 Å,Zn-N为1.997-2.012 Å(图1a-b)。这种刚性π-π共轭骨架与纳米碳黑形成的三维导电网络,通过同步辐射和DFT计算证实了其高效Zn2+传输特性。结论本研究通过溶剂热法构建的Zn-ddmb@C复合阴极,创新性地整合了去质子化羧基(Zn2+高速传输通道)与π-π共轭苯并咪唑单元(氧化还原活性位点
来源:Materials Today Energy
时间:2025-09-08
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钇改性超高镍四元正极材料:提升高电位与高温性能的协同策略
Highlight本研究采用钇(Y)同步掺杂与表面修饰策略,显著增强NCMA正极在高电位和高温下的电化学性能。通过密度泛函理论(DFT)和原位实验证实,Y3+优先取代Ni位点,其大离子半径(0.90 Å)扩张晶格c轴,稳定氧框架并抑制层状-尖晶石相变。表面形成的固态电解质界面(SEI)层有效钝化活性表面,使0.5%Y-NCMA在3.0-4.5 V窗口下展现228.5 mAh g−1比容量,200次循环后容量保持率高达90.7%。55°C高温环境下仍保持80.4%容量保留率,突破传统Al掺杂对高镍材料(Ni≥90%)的稳定性限制。Conclusions钇改性通过"晶格锚定-界面封装"双机制协同提
来源:Materials Today Energy
时间:2025-09-08
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原位构建聚多巴胺-氯化锂杂化人工固体电解质界面实现硫化物基全固态锂金属电池
Highlight本研究通过3-羟基酪胺盐酸盐在锂金属表面自组装形成聚多巴胺(PDA)涂层,其儿茶酚/氨基官能团与锂化学键合,构建了由富LiCl界面层和聚合物基体组成的双功能结构(图S1)。其中LiCl层(离子电导率约10 mS cm-1)为锂离子提供快速传输通道并阻断电子泄漏,而PDA基质作为机械屏障可抵抗枝晶穿刺并适应循环体积变化。Results and Discussion杂化人工SEI(ASEI)的制备流程如下:将3-羟基酪胺盐酸盐溶于二甲基亚砜(DMSO)后刮涂于锂金属表面原位反应,通过刮刀厚度控制ASEI均匀性(标记为PDA@Li)。傅里叶变换红外光谱分析显示,相较于裸锂(Bare
来源:Materials Today Energy
时间:2025-09-08
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非晶/晶态NiCoP/NiMoO4异质结界面工程与超亲水/超疏气表面协同促进高效全解水
Highlight本研究通过简易的水热-电沉积协同策略,在泡沫镍(NF)基底上构建了具有珊瑚状分级纳米棒阵列的NiCoP/NiMoO4催化剂,其超亲水/超疏气(superhydrophilic/superaerophobic)双极润湿性显著提升了碱性介质中的双功能水分解性能。Morphological and structural characterization of the NiCoP/NiMoO4/NF electrocatalyst选择泡沫镍(NF)作为导电基底,利用其三维多孔框架和光滑表面,先通过水热法原位生长NiMoO4纳米棒阵列,再以NaH2PO2·H2O为磷源电沉积NiCoP,
来源:Materials Today Energy
时间:2025-09-08
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印刷柔性超级电容器用长寿命CoNi-PBA/MXene复合阴极的制备与性能研究
Highlight通过Co/Ni双金属掺杂与MXene复合的协同策略,本研究成功开发出具有优异循环稳定性的CoNi-PBA/MXene复合阴极材料,为柔性超级电容器提供了创新解决方案。Synthesis of CoNi-PBA/MXene Composite Materials制备过程中,将柠檬酸钠、CoCl2·6H2O、NiCl2·6H2O与Ti3C2Tx(MXene)均匀分散形成溶液A,同时将K3[Fe(CN)6]与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)配制成溶液B。通过缓慢混合并在室温下老化24小时,最终获得具有纳米立方体结构的复合材料。Characterization of Morphology a
来源:Materials Today Energy
时间:2025-09-08
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交替磁场处理提升UGTC47高温合金抗蠕变性能与显微组织稳定性的机理研究
Highlight交替磁场(AMF)热处理后,UGTC47合金的残余共晶分数从0.72%降至0.21%,γ'相平均尺寸从0.25 μm增长到0.36 μm,体积分数提升至62.3%。蠕变测试显示经AMF处理的样品在980°C/205 MPa条件下寿命从171小时延长至204小时。微观结构铸态UGTC47合金呈现γ'相、碳化物和向日葵状共晶的三相结构(图3a-c)。AMF处理后,枝晶间元素偏析系数降低,γ'相形成元素(Al、Ti、Ta)在γ'相中的分配系数显著提高。元素偏析与再分布AMF通过加速元素扩散速率,促使γ'相形成元素从枝晶间区域向枝晶核心迁移。电子探针分析显示,Ta元素的偏析比从1.8
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-08
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综述:基于纳米结构金属氧化物半导体的化学电阻式甲烷气体传感器研究进展
甲烷气体传感的MOS机制金属氧化物半导体(MOS)根据载流子类型分为n型(电子主导)和p型(空穴主导)。其传感核心是氧吸附-脱附模型:在空气中,MOS表面吸附O2–形成电子耗尽层;当接触CH4时,甲烷与吸附氧反应释放电子,改变材料电阻。n型MOS(如SnO2、ZnO)因高电子迁移率和稳定性成为研究主流。经典甲烷敏感材料SnO2因其优异的表面氧活性被广泛使用,而In2O3通过Cd掺杂可将选择性提升3倍(选择性系数5.69),响应/恢复时间缩短至16秒/142秒。WO3和VO2则因特殊晶格结构对低浓度CH4表现灵敏。形貌调控策略通过构建多孔结构或纳米线/片增大比表面积,可加速气体扩散并富集氧空位。
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-08
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20%CO2保护气体对电弧增材制造P91钢性能增强的影响机制研究
Highlight氩气(Ar)与氩+20%二氧化碳(Ar+20%CO2)混合气体是P91钢气体保护电弧焊(GMAW)的常用保护气体。电弧增材制造(WAAM)作为一种新兴金属成型技术,具有高沉积速率和低成本优势。P91钢因其优异的蠕变强度和热稳定性,被广泛应用于核电站与火电厂高温压力容器部件制造。本研究通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEM-EDAX)和电子背散射衍射(EBSD)分析发现:CO2的加入使晶界处Cr7C3和Cr23C6碳化物含量显著增加,晶间区域出现MX相沉淀。与纯氩样品相比,Ar+20%CO2制备的样品强度提升13%-17%。纹理分析表明,CO2通过改变晶体学取向显著影
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-08
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MOF转化层状双氢氧化物制备CuNi2S4及其卓越电化学性能研究
Highlight本研究通过Cu-MOF和CuNi-LDH牺牲模板法,在泡沫镍上原位合成CuNi2S4尖晶石材料,系统探究其电化学储能性能。核心发现包括:Results and discussionsX射线衍射(XRD)分析显示(图2),CuNi2S4在2θ=31.2°、38.0°、50.0°和54.8°处出现立方尖晶石特征峰,分别对应(311)、(400)、(511)和(440)晶面。这种独特结构赋予材料优异的电子传输能力。Conclusions1.三电极测试(6 M KOH):CuNi2S4电极凭借Ni2+/Ni3+与Cu+/Cu2+的协同氧化还原作用,在1 mA cm−2电流密度下实现7
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-08
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等离子体刻蚀石墨烯通道与MoS2接触的自供电光电探测器:界面工程与超低功耗探测新策略
Highlight本研究通过等离子体刻蚀石墨烯通道与MoS2接触的创新设计,实现了自供电光电探测。石墨烯的高导电性与MoS2的可调带隙协同作用,显著提升了光生载流子的分离效率。在零偏压条件下,该器件对637 nm脉冲光表现出超低功耗探测能力,为下一代光电集成技术提供了新思路。Device structure and microscopic characterization器件制备流程如图1a所示:采用300 nm SiO2/p+-Si衬底,通过机械剥离获得石墨烯薄片。为解决氧等离子体刻蚀导致的抗蚀剂残留问题,创新性引入隔离层,使刻蚀通道的几何均匀性提升80%。透射电镜(TEM)显示MoS2与石
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-08
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硝酸铈铵调控石墨化学机械抛光的机制研究及其在集成电路中的应用潜力
Highlight化学机械抛光(CMP)中,材料去除通过化学反应(如氧化)与机械磨损的协同作用实现。浆料中的氧化剂对CMP过程至关重要。本研究探讨了五种氧化剂(CAN、KClO3、K2S2O8、H2O2和KIO3)对石墨CMP性能的影响。为确保电子转移水平一致,各氧化剂浓度均按其半反应化学计量比计算。Conclusions本研究主要探究了CAN对石墨CMP性能的影响,并提出相应的材料去除机制,结论如下:1.CAN在五种测试氧化剂中表现出最高的石墨去除率,归因于其强氧化能力促进石墨氧化剥离;2.随CAN浓度增加,石墨MRR呈先升后降趋势,0.45 wt%时达峰值436.6 nm/min;3.低浓
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-08
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激光选区熔化GH5188高温合金热处理工艺对微观组织与力学性能的调控机制
Highlight本研究通过SLM技术制备GH5188合金,在优化工艺参数获得99.9%致密度基础上,首次系统揭示了三种热处理方式对合金微观结构演变的调控规律:Material and specimen preparation实验采用南通金源智能科技有限公司生产的GH5188钴基高温合金粉末(成分见表1),其球形颗粒形貌(图1a)保障了铺粉均匀性。通过Mastersizer 3000激光粒度仪测定粉末粒径分布,为后续SLM成形提供原料基础。Relative density and metallurgical defects图3显示不同激光功率/扫描速度组合下的金相组织特征:红色区域(左上角)试
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-08
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烧结温度优化与表面处理协同提升(Ba0.95Ca0.05)(Ti0.92Sn0.08)O3陶瓷介电、压电及铁电性能研究
Highlight实验发现:氩气流速增加会使TiCx薄膜的光学带隙和功函数轻微上升,而退火处理可同步提升结晶质量——带隙增大同时功函数降低。优化后的TiCx薄膜展现出2.9 eV带隙与4.3 eV功函数,完美契合电子传输层(ETL)的低功函数需求。Properties of TiCx thin films图1(a)显示不同氩气流速下退火前后的TiCx薄膜透射光谱(厚度约100 nm)。在300-1200 nm波长范围内,薄膜平均透光率超88%,退火后透光率进一步提升。值得注意的是,氩气流速增加会显著改善薄膜质量,最佳透光率对应特定工艺参数组合。Conclusion本研究揭示氩气流速和退火对射频
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-08
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激光粉末床熔融316L钢亚晶结构在循环硬化-软化中的晶体塑性模型研究
HighlightCu-0.2 wt.%Cr-0.252 wt.%Sn-0.166 wt.%Zn-0.014 wt.%Si合金薄带(0.7 mm)通过铸造、热变形、高温固溶处理、冷变形、时效和二次冷变形制备,其导电率达63.50% IACS,显微硬度(172.7 HV0.2)、抗拉强度(533 MPa)、屈服强度(522 MPa)和断裂伸长率(4.1%)表现优异。Discussion冷轧储能释放与退火动力学的协同作用促进了应变结构的回复与再结晶。纳米级Cr相相对于晶界、孪晶界和位错的低迁移性导致钉扎效应,既降低再结晶有效驱动力,又增加小角度晶界比例,从而诱导晶界强化。在合金强化贡献中,位错强化
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-08
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高导电性CuCrSnZnSi合金带材高温软化前后的力学性能与微观结构演变机制
HighlightCu-0.2wt.%Cr-0.252wt.%Sn-0.166wt.%Zn-0.014wt.%Si合金带材(厚度0.7mm)通过铸造、热变形、高温固溶处理(solution treatment)、冷变形、时效和二次冷变形制备。所得带材导电率达63.50%IACS,显微硬度172.7HV0.2,抗拉强度533MPa,屈服强度522MPa,断裂延伸率4.1%。冷轧储能释放与退火动力学的协同作用促进了应变组织的回复与再结晶(recrystallization)。Discussion纳米Cr相相对于晶界、孪晶界和位错的低迁移率导致钉扎效应(pinning effect),降低了再结晶的
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-08
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微合金化元素协同调控Cu-Cr合金纳米相强化机制及高温软化抗性研究
HighlightCu-0.2wt.%Cr-0.252wt.%Sn-0.166wt.%Zn-0.014wt.%Si合金薄带(0.7 mm)通过铸造→热变形→高温固溶处理→冷变形→时效→二次冷轧制备,其导电率达63.50% IACS,显微硬度172.7 HV0.2,抗拉强度533 MPa。纳米Cr相迁移速率低于晶界/位错,产生钉扎效应,降低再结晶驱动力并增加小角度晶界比例,实现晶界强化。Discussion500 MPa。位错强化贡献率最高(占比约42%),其次为晶界强化(28%)、沉淀强化(18%)和固溶强化(12%)。Sn/Zn/Si的晶界散射效应在冷轧态显著,退火后晶界散射影响减弱。Con
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-08
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气体雾化Inconel 625粉末粒径分布对定向能量沉积流动性的影响机制研究
Highlight本研究揭示了气体雾化Inconel 625(IN625)粉末的三大关键特性——粒径、球形度和卫星颗粒含量,如何像"粉末DNA"一样深刻影响其流变行为和定向能量沉积(DED)系统的送粉表现。Powder characterization通过激光粒度分析仪(PSA, Mastersizer 3000E)和扫描电镜(SEM)对50-100µm、100-150µm和50-150µm三种粒径分布的IN625粉末进行"体检"发现:所有粉末都呈现完美的球形或椭球形,但细粉(50-100µm)就像"过度社交的粒子",表面附着大量卫星颗粒(satellite),而粗粉(100-150µm)虽然
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-08
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海藻源琼脂与海藻酸钠复合箭根淀粉薄膜的物化特性比较及其在可持续包装材料中的应用潜力
亮点• 从马鞍藻和刺枝藻中提取的琼脂(AG)分子量(110 kDa)显著高于海藻酸钠(SA)(53 kDa)• 箭根淀粉(AR)的加入使AG/AR复合膜结晶度(CI)从55%降至35-45%,形成更均匀的聚合物基质• SA/AR复合膜展现优异的热稳定性(TGA保留80%质量)和机械性能材料与方法实验采用印度泰米尔纳德邦采集的马鞍藻和刺枝藻,通过5% NaOH处理获得35%琼脂提取率。箭根淀粉(AR)含27±0.5%直链淀粉,与甘油塑化剂共混制备复合薄膜。物化特性FTIR证实多糖成功交联:•AG/AR膜在3400 cm-1处羟基峰加宽,表明氢键增强•SA/AR膜在1600 cm-1出现羧酸盐特征
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-08
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氧空位自掺杂策略高效提升CeO2中Ce3+浓度及其化学机械抛光性能的研究
Highlight氧空位自掺杂策略通过H2O2与CeOHCO3在氮气中的氧化反应热解Ce-O22-,成功合成高氧空位浓度CeO2(NCeO2)。该材料具有更高的Ce3+和氧空位(Vö)浓度,带隙中引入的中间能态显著增强光化学活性。Conclusions本研究通过自掺杂在CeO2晶格中高效引入氧空位,区别于传统掺杂技术,未引入任何杂质元素。高浓度氧空位作为陷阱中心,促进新型缺陷能级形成,使带隙从3.2 eV降至2.8 eV,光电流密度提升3倍。抛光实验中,NCeO2磨料使表面粗糙度(Ra=0.217 nm)较商业磨料降低71.8%,为光催化辅助化学机械抛光(PCMP)提供突破性解决方案。
来源:Materials Today Communications
时间:2025-09-08
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基于LSCF-LSGM双相混合导体致密扩散屏障层的限流型氧传感器研究
HighlightLa0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)和La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)粉末通过甘氨酸燃烧法制备,并机械混合成双相混合导体材料。X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学工作站和热膨胀系数测试仪用于分析物相、微观形貌、电导率和线性膨胀系数,研究不同LSGM与LSCF混合比例对双相混合导体电导率和线性膨胀系数的影响。XRD分析LSGM和LSCF以1:1质量比混合研磨后,在1400°C煅烧8小时。XRD图谱显示双相混合导体材料未产生异相,且LSCF合成过程中出现的少量未知杂相在进一步煅烧反应后消失,表明两种材料具有良好的化
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-08