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粘接单搭接接头损伤与断裂行为的力学建模与解析解研究
2 The Lap Joint Model研究针对矩形截面的单搭接接头建立理论模型,接头由上下两个被粘物(adherends)通过超薄粘接层(adhesive layer)连接。模型假设粘接层仅发生剪切变形,忽略剥离效应(peeling effects),并采用线性软化规律描述粘接层的剪切应力-应变响应。关键参数包括粘接层初始剪切刚度ks、最大剪切应力τ0和临界剪切变形ηc。2.1 Elastic Adhesive Region在弹性阶段,粘接层剪切变形η(x)满足双曲函数分布,通过边界条件确定积分常数。研究发现当γ=E1A1/E2A2≥1时,最大剪切变形始终出现在接头端部(x=0)。推导出损
来源:Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures
时间:2025-08-04
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综述:高性能LiNixMnyCo1-x-yO2正极材料中富镍Me(OH)2前驱体共沉淀法制备研究
高性能NCM正极前驱体的共沉淀制备机制引言随着电动汽车(EVs)对高能量密度储能需求的增长,层状LiNixCoyMn1-x-yO2250 mAh g−1成为研究热点。其中,前驱体Me(OH)2的结晶特性直接决定NCM的最终性能,而共沉淀法因其可控制备球形颗粒、高振实密度等优势成为工业化首选。反应器模型与结晶动力学实验室规模通常采用间歇式搅拌反应器(BSTR),而工业级连续搅拌反应器(CSTR)需解决温度分布不均等问题。改良的高剪切反应器(图3c)通过增强混合效率,可合成比表面积1.72 m2 g−112时,OH−浓度升高会加速成核,导致颗粒尺寸减小(图9c),而NH3通过形成[Me(NH3)n
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-08-04
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揭示磷化物电催化剂在析氧反应中阴离子介导的动态重构机制及其三重协同效应
1 引言过渡金属磷化物(TMPs)因其独特的电子结构和可调组成成为能源转换领域的研究热点。传统研究多聚焦金属阳离子在析氧反应(OER)中的作用,而对磷元素的动态行为关注不足。本研究以Ni2P为模型催化剂,通过循环伏安法(CV)揭示了碱性条件下阴离子的重构规律:表面磷化物逐步转化为活性羟基氧化物(NiOOH),且磷元素通过三重协同机制加速重构过程——内部磷核作为导电骨架提升电子传导效率;表面原位形成的含氧阴离子优化反应中间体吸附;电解液中溶解的磷原子抑制镍流失,提高稳定性和电化学活性表面积(ECSA)。2 结果与讨论2.1 预催化剂合成与性能比较以泡沫镍为基底,通过一步磷化、氧化和水热法分别制备
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-08-04
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质子驱动多级系统实现电子废弃物浸出液中金与钯的高效选择性回收
质子驱动多级系统实现贵金属精准分离1 引言电子废弃物(W-PCBs)作为增长最快的固体废物,含有比天然矿石更丰富的金(Au)和钯(Pd),但其回收率不足20%。传统吸附材料如金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)在强酸浸出液中易水解失效,且AuCl4−与PdCl42−相似的配位结构和还原电位(~1.0 V)导致分离困难。本研究提出利用聚偕胺肟(PAO)水凝胶的质子响应特性,通过调控pH值放大两者还原电位差,实现从含高浓度Cu(II)/Fe(III)的复杂体系中精准回收。2 结果与讨论2.1 PAO水凝胶的合成与表征通过席夫碱反应将聚丙烯腈(PAN)转化为PAO水凝胶,FT-IR证实
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-08-04
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氟修饰金属有机框架隔膜实现锌离子筛分效应助力无枝晶锌沉积
Abstract水系锌离子电池(AZIBs)因安全性优势成为锂离子电池的有力补充,但锌负极的不稳定性和枝晶生长严重限制其应用。研究通过原位生长氟功能化金属有机框架(UIO-66-4F)于玻璃纤维(GF)隔膜,构建了具有离子筛分效应的UIO-66-4F/GF隔膜。该设计通过-F基团与SO42−的静电排斥及与Zn2+的强配位作用,实现阴离子迁移抑制和锌离子定向传输,同步促进[Zn(H2O)6]2+去溶剂化,降低活化能至0.35 eV。1 Introduction全球碳中和目标推动了对AZIBs的需求,但锌负极的枝晶和副反应(如析氢腐蚀)导致电池失效。传统隔膜(如GF)难以同时解决枝晶抑制与副反应控
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-08-04
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铜修饰磷钼钒杂多化合物催化剂高效催化甲基丙烯醛选择性氧化制甲基丙烯酸
催化剂设计与性能突破研究团队开发了新型P-Mo-V杂多化合物催化剂,通过引入Cu作为修饰元素,实现了甲基丙烯醛(MAL)氧化制甲基丙烯酸(MAA)反应效率的显著提升。实验数据显示,Cu-P-Mo-V催化剂(NMS-N5)的MAL转化率较未修饰催化剂(NMS-M1)提升近5倍,MAA收率增长逾9倍。关键优化参数包括P/Mo摩尔比0.11和Cu/Mo摩尔比0.042,此时催化剂呈现最佳活性与选择性。结构表征与活性位点解析X射线衍射(XRD)证实催化剂主晶相为立方结构的(NH4)2.6(H3O)0.4(PO4Mo12O36),含少量[PMo11VO40]3−相。同步辐射X射线吸收精细结构(EXAFS
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-08-04
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超声表面滚压工艺对缺口Inconel 718试样疲劳强度与裂纹萌生半径比关联性的影响机制研究
这项突破性研究揭示了超声表面滚压(USRP)技术在调控Inconel 718高温合金疲劳性能中的精妙机制。通过构建梯度改性场,研究人员发现裂纹萌生位置(用归一化半径比A表示)与疲劳强度存在令人惊奇的峰值关系——当应力集中系数Kt=1.13时,在A=0.064处获得700MPa的峰值疲劳强度。微观机制分析显示,这种"黄金比例"源于轴向应力梯度与位错运动的精妙平衡:在改性层内部萌生的小裂纹受γ″沉淀相(γ″ phase)强化作用显著,而超过临界半径比后,升高的应力三轴性(stress triaxiality)会削弱位错发射力,导致解理开裂倾向增加,使疲劳强度骤降至400MPa。聚焦离子束(FIB)
来源:Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures
时间:2025-08-04
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三维互锁分子结构触发分子内相互作用实现高效深蓝多共振热激活延迟荧光材料
三维互锁触发分子内相互作用实现高效深蓝多共振TADF材料摘要多共振热激活延迟荧光(MR-TADF)发射体在实现高效率和窄带全色发射方面展现出巨大潜力。然而,兼具高效率和深蓝发射特性的MR-TADF材料开发仍面临重大挑战。本研究通过三维互锁B/N基MR核与吲哚咔唑基团,开发出新型发射体DPABN-ICz,其深蓝发射峰位于445 nm,半峰宽(FWHM)仅19 nm,CIEy坐标0.06。该材料振荡强度达0.2975,光致发光量子产率(PLQY)高达94%。采用敏化OLED结构后,器件最大外量子效率(EQE)达31.4%,FWHM为27 nm,CIE坐标(0.153,0.055),完全符合BT.2
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基于PDA与CNC可控组装的MXene水凝胶传感器:高导电性、稳定性与自修复性能研究
引言:MXene水凝胶的挑战与创新MXene作为二维导电填料虽具有优异导电性和水分散性,但其在空气和水中易氧化导致电导率骤减。传统聚多巴胺(PDA)包覆虽能提升抗氧化性,却因交联和绝缘特性引发MXene严重聚集和导电性下降。本研究通过预先在PVA溶液中氧化自聚合PDA(不添加CNC和MXene),显著减少聚集诱导基团,避免MXene表面形成绝缘PDA层,再引入CNC通过氢键和静电作用分散高含量MXene,最终构建动态硼酸酯键交联的PP-CM水凝胶。材料设计与表征制备工艺优化:PDA在PVA基质中预先聚合,消耗大部分儿茶酚和胺基,随后加入CNC-MXene(CM)分散体,通过硼砂交联形成PP-C
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-08-04
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基于内近似法的异构柔性负荷聚合体需求响应优化策略研究及其在电力系统灵活性提升中的应用
电力系统面临的新挑战与柔性负荷的机遇随着新能源发电占比持续提升,风电、光伏等可再生能源出力受环境因素影响波动性强,给电力系统安全稳定运行带来严峻挑战。与此同时,空调、电动汽车和数据中心等柔性需求侧资源用电量持续增长。国际能源署(IEA)报告显示,2024年数据中心已消耗全球约1.5%的电力,预计到2030年将翻倍至945TWh。这些负荷具有双向调节能力,可通过需求响应改变用电行为,为系统提供宝贵的灵活性资源。异构柔性负荷建模与特性表征研究选取电动汽车、空调和数据中心作为典型异构柔性负荷研究对象。针对电动汽车建立了虚拟电池模型,考虑充放电功率约束和荷电状态(SOC)边界条件。空调负荷采用热力学模
来源:International Transactions on Electrical Energy Systems
时间:2025-08-04
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表面至体相铌修饰策略实现水系电解质中层状LiCoO2正极的结构稳定化
摘要层状LiCoO2(LCO)因其高能量密度和简易制备工艺成为水系锂离子电池(ALIBs)的理想正极材料,但其在水系电解质中面临H+嵌入、界面副反应和不可逆相变导致的快速容量衰减。研究提出一种集成LiNbO3(LNO)表面包覆与梯度Nb掺杂的协同策略(N-LCO@LNO),通过物理隔离和体相结构稳定化双重机制,显著提升LCO的循环性能。密度泛函理论(DFT)计算揭示,Nb-O键的高稳定性可有效抵抗H+电化学攻击,抑制Co迁移和相变。1 引言ALIBs因环保、低成本等优势成为储能领域的研究热点,但电极材料在水系环境中的稳定性仍是瓶颈。LCO虽具有高工作电位(~0.9 V vs Ag/AgCl)和
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-08-04
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宽带随机激励下振动疲劳试验加速因子的解析建模与实验验证
在真实载荷条件下进行工程结构振动疲劳测试(Vibration Fatigue Test)往往面临周期长、成本高的挑战。这项研究创新性地提出宽带随机激励(Broadband Random Excitation)下的疲劳加速解析模型,通过将多峰响应应力谱(Multi-peak Stress Spectrum)分割为若干单峰谱段,采用瑞利分布模型(Rayleigh Model)拟合应力幅值概率分布。研究团队引入关键的比例因子(Scale Factor)概念,基于概率密度函数(PDF)计算各单峰谱段的缩放系数,最终推导出振动疲劳加速因子(Acceleration Factor)。为验证模型可靠性,研究
来源:Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures
时间:2025-08-04
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基于差分学习与NWP处理的智能负载调度中电能质量24小时验证研究
电能质量24小时验证的创新方法Abstract离网智能系统依赖不稳定的可再生能源(RE),需要每日对电力需求和存储进行及时规划控制。电能质量(PQ)表征电网在各种家用模式下的无故障运行能力。分离系统状态的巨大可变性和不确定环境下组合负载的指数增长使得优化变得困难。统计人工智能(AI)有助于在局部大气和地形不确定性中建模未定义系统的特征。代数方程无法完全定义观测数据PQ参数间的精确关系。PQ优化技术现状PQ优化在考虑RE供应和用户需求的智能运行计划中相对新颖。大多数已发表的AI解决方案集中在极短时间间隔内的PQ异常监测或检测。许多研究整合了聚合建模和转换数据分区,合并了处理和建模算法。只有少数近
来源:International Transactions on Electrical Energy Systems
时间:2025-08-04
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无铅铯锰卤化物钙钛矿的溶剂自由机械化学合成及其光电性能研究
Abstract近年来铅卤化物钙钛矿因其优异的光电特性成为研究热点,但铅毒性和复杂合成工艺限制了其实际应用。本研究通过高效无溶剂球磨策略开发了铯锰卤化物(Cs3MnX5)的机械化学合成方法。这种绿色工艺避免了有害有机溶剂的使用,实现了高产率、低成本制备具有优异光学性能的无铅钙钛矿。混合卤素组成的Cs3MnX5和锌掺杂材料(Cs3Mn1-xZnxX5)均可通过该法在室温下快速合成,且无需后纯化。锌掺杂进一步提升了材料的热稳定性和环境稳定性,证实了球磨法在制备高质量无毒钙钛矿方面的有效性。1 Introduction铅卤化物钙钛矿因其高光吸收、长载流子寿命和可调带隙等特性,在太阳能电池、LED等领
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-08-04
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综述:非厄米拓扑光子学:从非布洛赫体边界对应到皮肤效应和拓扑边缘态
非厄米拓扑光子学:从非布洛赫体边界对应到皮肤效应和拓扑边缘态非厄米系统的独特性质非厄米系统因其在开放量子系统和经典波系统中的普遍存在而受到广泛关注。与厄米系统不同,非厄米系统允许能量交换和粒子数不守恒,这导致了异常的点隙拓扑和线隙拓扑现象。非布洛赫体边界对应(non-Bloch BBC)理论通过引入广义布里渊区(GBZ)取代传统布里渊区(BZ),成功解释了非厄米系统中的体边界对应关系失效问题。非厄米趋肤效应的物理机制非厄米趋肤效应(NHSE)是非厄米系统中最显著的特征之一,表现为体态在边界上的局域化。在Hatano-Nelson(HN)模型中,非互易的 hopping 参数(如 tR ≠ tL
来源:Advanced Photonics Research
时间:2025-08-04
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调控水热条件优化MoS2催化性能:高效析氢反应的结构设计与性能突破
在能源转型的全球背景下,绿色氢能制备技术成为破解环境与能源困局的关键钥匙。作为氢能产业链的核心环节,析氢反应(HER)催化剂的开发面临着一个尖锐矛盾:虽然铂基催化剂性能卓越,但其稀缺性和高昂成本严重制约规模化应用。二维材料二硫化钼(MoS2)因其接近理想的氢吸附自由能(ΔGH≈0.08 eV)被视为潜力替代品,但块体MoS2活性位点暴露不足、导电性差等问题导致其实际性能远逊于理论预期。更棘手的是,现有研究多聚焦于外来元素掺杂等"加法"改性策略,却忽视了材料本征结构的优化空间。针对这一科学瓶颈,江原国立大学化学系多维基因组学研究中心的科研团队在《International Journal of
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-04
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综述:层状双氢氧化物(LDH)催化剂在高电流密度水电解中的工业应用
结构特性与催化机制层状双氢氧化物(LDH)的独特[Mg2+1-xAl3+x(OH)2]ˣ⁺层状结构赋予其卓越的电子调控能力。通过Fe3+/Ni2+电子耦合效应,可精准调控氧析出反应(OER)中间体的吸附能,显著降低四电子转移过程的过电位。海水电解挑战突破针对海水中的0.5 M Cl-环境,LDH通过构建局部碱性微环境抑制氯析出反应(CER),其层间阴离子交换特性可选择性排斥Cl-,在1 A/cm21000小时稳定运行。工业化设计策略三维泡沫镍负载的CoFe-LDH通过分级孔隙结构优化气泡脱附,将500 mA/cm2下的槽压降低至1.82 V。表面硫化处理的NiFe-LDH形成金属硫化物保护层,
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-04
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SUS 430不锈钢互连体上化学镀原位形成CuO涂层抑制铬迁移提升固体氧化物燃料电池性能研究
Highlight本研究采用化学镀结合原位热氧化技术在SUS 430不锈钢表面制备CuO涂层,该涂层展现出优异的铬迁移阻隔性能与高电导率(700°C下2×103 S cm−1)。通过创新性工艺设计,成功解决了传统方法在凹凸表面成膜均匀性的难题。Experimental实验选用成分为Cr-16的SUS 430不锈钢基板(10×10×1 mm3),经#800/#1200碳化硅砂纸抛光后,采用无电化学镀铜工艺沉积约4μm铜层,随后在800°C空气环境中进行原位氧化形成CuO保护层。Phase structure of in-situ formed coatingXRD分析显示(图S2),经200小时
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-04
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双电路氧化还原液流电池中V8C7/碳布催化剂超快速合成实现高效化学析氢的脱耦水电解研究
亮点我们首次证明了碳化钒(V8C7)可作为脱耦水电解中化学析氢反应(HER)的高效催化剂。通过高温冲击法(HTS)在10秒内实现碳布负载V8C7纳米颗粒(V8C7/CC)的超快速合成,该催化剂展现出媲美铂基催化剂的性能。结论总之,我们开发的高温冲击合成法实现了V8C7/CC催化剂的超快速制备,其在双电路氧化还原液流电池(RFB)的脱耦水电解中表现出卓越的化学析氢活性。理论计算证实其氢吸附自由能(ΔGH=-0.227 eV)处于理想区间,因而获得5.94 mmol·h−1·mg−1的产氢速率和3.8的转化数,性能与铂催化剂相当且显著优于传统Mo2C催化剂。该工作为可再生能源驱动的绿色制氢提供了新
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-04
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镍钨非晶合金薄膜的磁控溅射制备及其高效碱性析氢反应性能研究
Highlight本研究采用高效快速的磁控溅射技术在泡沫镍(NF)基底上制备了Ni-W非晶合金,系统研究了溅射功率对相结构和析氢反应(HER)性能的影响。增加W靶溅射功率会导致非晶相形成。值得注意的是,Ni115W185合金展现出卓越的HER性能:具有低电荷转移电阻(Rct=1.5Ω)、小Tafel斜率(-34.2 mV dec-1)和显著降低的过电位。在1M KOH电解液中,该电极仅需-41mV和-116mV过电位即可分别达到10和100 mA cm-2的电流密度。基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算表明,Ni-W非晶合金能有效降低氢吸附和水解离过程的能垒。此外,该电极表现出卓越的稳定
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-04