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基于柠檬酸添加剂的铝合金等离子电解氟化膜微观结构与摩擦学性能优化研究
铝合金作为地壳中含量第三的金属元素,在现代工业中占据重要地位,但其高温强度不足的问题严重制约了航空航天等领域的应用。传统等离子电解氧化(PEO)技术虽能改善表面性能,但存在涂层功能单一、工艺适应性受限等瓶颈。为此,研究人员将目光投向新兴的等离子电解氟ination(PEF)技术——这种在非水电解质中生成金属氟化物的表面处理工艺,可制备具有优异热稳定性和绝缘性能的AlF3涂层。针对PEF工艺中电解质配方的关键科学问题,研究人员创新性地引入柠檬酸(CA)作为添加剂。通过系统表征不同CA浓度(0-7 g/L)下制备的氟化膜,发现3 g/L CA能显著优化涂层性能:表面粗糙度降低78.46%,摩擦系数
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-07-22
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Ta-W合金表面(TaC-HfC)/(MoSi2-SiC-Al2O3-HfC)复合涂层的1500℃氧化行为与梯度热应力调控机制
在航空航天领域,Ta-W合金因其高达3080℃的熔点成为理想的热端部件材料,但500℃即发生的"瘟疫氧化"现象导致材料粉化,严重制约其应用。传统硅化物涂层(如MoSi2)虽能生成自修复SiO2玻璃相,但与基体间8.0×10-6/K和6.5×10-6/K的热膨胀系数差异引发涂层开裂。更棘手的是,元素互扩散会形成脆性相,加速涂层失效。南昌大学的研究团队创新性地采用浆料烧结结合包埋法,在Ta-2.5W合金表面构建了双层防护体系:内层为CTE匹配的TaC-HfC(6.5×10-6/K),外层为多相复合的MoSi2-Al2O3-SiC-HfC(简称MASH)。通过XRD、SEM-EDS等表征手段,发现烧
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-07-22
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激光/超高频感应复合沉积制备CoCrFeNiAlNb0.3高熵合金涂层的微观结构演变与性能优化研究
在航空航天和能源装备领域,高熵合金(HEA)涂层因其卓越的机械强度和耐腐蚀性成为研究热点。然而传统激光沉积技术面临两难困境:为提升性能添加的Nb、Al元素会引发Laves相(Cr2Nb)析出和BCC/FCC相间晶格失配,导致涂层开裂;而降低热应力又可能牺牲性能。这种"鱼与熊掌不可兼得"的局面严重制约了CoCrFeNi基高熵合金的实际应用。山东理工大学的研究团队在《Surface and Coatings Technology》发表的研究中,提出了一种革命性的解决方案——将频率超过750 kHz的超高频感应(UHF)热源与传统激光沉积联用。这种创新工艺通过精确控制热场分布和熔池电磁搅拌,实现了涂
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-07-22
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高性能FeCrMoNiCuBSiC非晶合金涂层的HVOF制备与耐蚀机理研究
在材料科学领域,金属玻璃因其独特的非晶态结构一直备受关注。这种长程无序、短程有序的材料没有传统晶体中的位错和晶界,理论上应该具备超凡的力学性能和耐腐蚀性。然而现实却很骨感——块体金属玻璃往往面临尺寸受限、脆性大、成本高昂三大"魔咒",严重制约了其实际应用。更令人头疼的是,传统电镀硬铬(EHC)等防腐涂层虽性能尚可,却因环境污染问题正逐步被限制使用。这种背景下,如何开发兼具环保特性和卓越性能的新型涂层,成为摆在材料学家面前的一道必答题。来自中国的研究团队另辟蹊径,将目光投向了热喷涂技术。他们发现超音速火焰喷涂(HVOF)具有火焰速度极高(约1800m/s)、温度相对较低(约3000°C)的特点,
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-07-22
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柔性基底上MgO薄膜的厚度依赖性物理特性与结构稳定性研究及其在航空发动机热流传感中的应用
在航空发动机技术飞速发展的今天,涡轮叶片的工作环境愈发严苛——温度逼近金属熔点的同时,还要承受巨大的离心力和气流冲击。如何实时监测这些"高温战士"表面的热流分布,成为优化热防护系统的关键。传统单晶基底制备的原子层热电堆(ALTP)传感器虽能利用横向塞贝克效应实现快速检测,却难以贴合复杂曲面,更无法兼顾极端环境下的稳定性。这一困局的突破口或许藏在一种特殊的材料中——氧化镁(MgO)。这种熔点高达2900°C的陶瓷材料,不仅具备优异的电绝缘性(介电常数9.8)和宽禁带特性(7.2 eV),其晶体结构还能通过倾斜基底沉积技术(ISD)形成特定取向排列。但究竟多厚的MgO薄膜才能同时满足传感器对机械强
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-07-22
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大面积黑磷/苝四甲酸二酐界面电荷转移掺杂柔性光电探测器的制备与性能研究
在柔性电子和可穿戴技术蓬勃发展的今天,传统硅基光电探测器因刚性特质难以满足弯曲应用需求。黑磷(BP)凭借其高载流子迁移率(50,000 cm2·V-1·s-1)和可调带隙(0.3-2.0 eV)成为理想候选材料,但现有制备技术依赖高温高压条件,且器件尺寸多局限于100 μm以下,严重制约实际应用。针对这一技术瓶颈,重庆理工大学的研究团队在《Sensors and Actuators A: Physical》发表创新成果。他们开发了一种绿色电化学剥离结合液相界面组装的新策略,成功制备20 nm厚的大面积BP薄膜,并通过热蒸发-退火工艺构建BP/PTCDA有机-无机电荷转移掺杂体系。关键技术包括:
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-07-22
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钠离子电池阴极非活性组分化学应变解析及其对电极稳定性的影响机制研究
在新能源技术快速发展的今天,钠离子电池(Sodium-Ion Battery, SIB)因其原料丰富、成本低廉等优势成为锂离子电池的重要替代品。然而,电极材料在充放电过程中的结构不稳定性严重制约了其商业化进程。以往研究多聚焦于活性材料的体积变化,却忽视了非活性组分产生的"隐形杀手"——化学应变(Chemical Strain)。这种隐藏在电极内部的机械应力,会像多米诺骨牌一样引发电极结构坍塌,最终导致电池性能断崖式下跌。针对这一关键科学问题,由国内研究团队领衔的科研小组在《Scripta Materialia》发表创新性研究成果。研究人员选择层状氧化物NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2(N
来源:Scripta Materialia
时间:2025-07-22
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冰川规模无关紧要:塔特拉山更新世冰川沉积中石英颗粒的微结构特征揭示
在巍峨的西喀尔巴阡山脉,塔特拉山的冰川遗迹如同大地书写的密码,记录着更新世时期气候变化的奥秘。长期以来,科学界普遍认为冰川规模参数(如冰体厚度、运移距离和基底剪切应力)直接决定了石英颗粒的破碎程度。然而,这种假设在中小型暖底冰川系统中是否成立,以及石英颗粒能否记录多次冰川活动历史,始终是悬而未决的科学问题。雅盖隆大学的研究团队在《Sedimentary Geology》发表的重要研究,通过扫描电镜(SEM)对塔特拉山五个更新世冰川系统的冰碛物开展系统性分析。研究人员采集了包括末次冰盛期(LGM)前后在内的11个样本,结合地形参数计算和微结构新鲜度评估,发现石英颗粒的磨蚀和破碎微结构频率与冰川长
来源:Sedimentary Geology
时间:2025-07-22
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苯基二甲基十八烷基氯化铵作为高效阳离子表面活性剂抑制剂在二氯乙酸溶液中抑制钢腐蚀的机理研究
金属腐蚀是全球工业面临的重大挑战,每年造成高达700亿美元的经济损失,而现有防护技术仅能缓解14%的损失。尤其在酸性环境中,二氯乙酸(Cl2CHCOOH)因其强腐蚀性,对金属设备和管道造成严重破坏。传统防护方法如涂层和缓蚀剂虽有效,但存在成本高或环境毒性等问题。因此,开发高效、环保的腐蚀抑制剂成为迫切需求。针对这一难题,国内攀枝花有限公司的研究团队聚焦阳离子表面活性剂苯基二甲基十八烷基氯化铵(BDMSAC),系统研究了其在Cl2CHCOOH溶液中对冷轧钢(CRS)的腐蚀抑制性能与机理。研究发现,BDMSAC通过独特的吸附机制形成保护膜,最大抑制效率达93.62%,相关成果发表于《Results
来源:Results in Engineering
时间:2025-07-22
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5-溴-2-[(2-乙氨基乙亚胺基)甲基]苯酚乙酸锌(II)配合物的合成、晶体结构及抗菌潜力研究
抗菌药物耐药性日益成为全球健康威胁,传统抗生素的效力逐渐减弱,亟需开发新型抗菌剂。在这一背景下,含锌(II)的Schiff碱配合物因其独特的配位结构和生物活性备受关注。锌作为人体必需微量元素,其配合物可通过破坏细菌细胞膜或干扰代谢途径发挥抗菌作用,且毒性较低。然而,如何通过配体设计和结构调控提升其抗菌效率仍是关键科学问题。研究人员以5-溴-2-[(2-乙氨基乙亚胺基)甲基]苯酚(HL)为配体,通过调控锌乙酸二水合物和硫氰酸铵的摩尔比,成功合成三种新型锌(II)配合物。利用红外光谱(IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和单晶X射线衍射(SC-XRD)等技术表征结构,并通过微量稀释法测定其对6种
来源:Results in Chemistry
时间:2025-07-22
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阴离子交换膜燃料电池中温度梯度调控对高性能运行的关键影响
在全球能源转型背景下,氢能作为清洁能源载体备受关注,其中阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)因其可使用非贵金属催化剂和低成本材料的优势,被视为质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的理想替代方案。然而这项技术商业化面临的核心挑战在于——温度分布不均会引发膜脱水,导致离子传导率下降和材料加速老化,而过度冷却又会抑制电化学反应速率,这种精密的"温度平衡术"成为制约AEMFCs性能提升的关键瓶颈。武汉大学的研究团队在《Renewable Energy》发表的研究中,创新性地构建了三维非等温多相AEMFCs模型,通过COMSOL 6.0仿真平台系统分析了各向同性与各向异性GDLs的导热特性对电池性能的影响
来源:Renewable Energy
时间:2025-07-22
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斐波那契启发的参数化垂直光伏系统:太阳能树设计优化与城市可持续能源解决方案
随着全球城市化进程加速,传统光伏系统(PVS)面临两大困境:一是密集建筑群中安装空间严重受限,二是平板式光伏组件效率受限于单一朝向的太阳辐射接收。尽管近年来光伏模块成本显著下降,但每平方米能源产出效率的瓶颈始终制约着城市可再生能源的普及。更棘手的是,传统光伏阵列常被诟病为"视觉污染",这与现代城市对美学景观的追求形成尖锐矛盾。在此背景下,太阳能树(Solar Tree)概念应运而生——这种三维立体结构的光伏系统,通过模仿植物形态学特征,理论上可实现空间利用率与发电效率的双重突破。然而现有设计中,无论是"向日葵"式的单倾斜结构,还是"万寿菊"式的多分支构型,均存在制造复杂、抗风性差或辐射接收不均
来源:Renewable Energy
时间:2025-07-22
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水电-浮式光伏混合系统作为虚拟电池的优化研究:以巴西Furnas水电站为例
全球能源转型浪潮下,如何解决可再生能源的间歇性难题成为关键挑战。水电作为当前最主要的非燃烧可再生能源(2022年占全球55.9%),其季节性水位波动与光伏发电的昼夜周期形成天然互补。巴西作为水电占比高达45%的清洁能源大国,Furnas等水电站面临干旱期发电下降的困境。里约热内卢州立大学(Universidade do Estado do Rio de Janeiro)的研究团队创新性提出将浮式光伏(Floating PhotoVoltaic, FPV)系统作为"虚拟电池",通过25年历史数据建模,开发出兼顾水电站历史发电曲线与光伏最大化的协同优化算法。研究采用多源数据融合技术,整合巴西国家系
来源:Renewable Energy
时间:2025-07-22
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冲击波强度对甲烷-煤尘-甲烷连续爆炸中二次煤尘卷扬影响的动力学研究
煤矿安全生产始终面临甲烷-煤尘复合爆炸的重大威胁。在井下特殊环境中,煤岩裂隙渗出的甲烷常因通风不畅形成局部积聚,而机械破碎产生的煤尘则不均匀沉积于巷道表面。这种空间分离的分布特征使得初始甲烷爆炸产生的冲击波能卷扬沉积煤尘,形成具有高度反应活性的气固混合物,进而引发破坏力更强的二次爆炸。现有研究多采用预混爆炸模型,难以真实模拟矿井中甲烷与煤尘非均匀分布诱发的连续爆炸过程,导致灾害防控策略缺乏针对性理论基础。中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院的研究团队在《Powder Technology》发表创新成果。该研究通过自主设计的15 cm×15 cm三阶段方形管道系统(含透明观测窗),首次完整
来源:Powder Technology
时间:2025-07-22
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振动作用下湿细煤粒解附机制及其对干法筛分效率的优化研究
煤炭作为重要能源,其高效分选一直是工业界关注的焦点。随着优质煤资源减少和环保要求提高,喷淋降尘导致的原煤水分上升引发新问题——湿细煤颗粒(-3 mm)因水分产生的液体桥力(liquid bridge force)粘附在粗颗粒表面,造成筛孔堵塞,筛分效率骤降。传统湿法选煤耗水高、污染大,而现有干法筛分技术对湿细煤的深度筛分(3 mm分级)始终未能突破,成为制约清洁煤技术发展的瓶颈。中国矿业大学(根据基金项目"中央高校基本科研业务费"推断)的研究团队独辟蹊径,不再局限于大型振动筛的宏观性能研究,而是聚焦微观尺度,通过自主设计的振动解附装置,首次系统揭示了湿细煤颗粒从粗煤表面脱离的动力学机制。这项发
来源:Powder Technology
时间:2025-07-22
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表面活性剂调控烟煤微观结构与润湿性对煤层气吸附特性的影响机制研究
随着浅部煤炭资源日益枯竭,深部开采已成为保障能源供应的关键。然而,煤层瓦斯突出风险随之加剧,传统注水技术因煤体疏水性导致润湿深度不足,瓦斯解吸效率低下。更棘手的是,高压注水易引发"水锁效应",反而阻碍瓦斯扩散。如何破解这一"注水-解吸"矛盾,成为煤矿安全领域的卡脖子难题。在这一背景下,中国矿业大学的研究团队独辟蹊径,选择环保经济的十二烷基醚硫酸钠(SLES)作为表面活性剂,以神木烟煤为研究对象,在《Powder Technology》发表了一项突破性研究。他们创新性地将微观结构演变与宏观吸附特性相关联,首次系统阐明了表面活性剂通过分子级改造实现"润湿增强-吸附抑制"的双重调控机制。研究团队运用
来源:Powder Technology
时间:2025-07-22
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生物基Ti3C2Tx/镍钴层状双氢氧化物/木质素磺酸钠复合体系:实现EVA材料超高效阻燃与光热转换双功能
研究背景与意义乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)因其柔韧性和加工性能广泛应用于电缆、包装等领域,但其易燃性和燃烧时释放的有毒烟雾严重制约了其在防火安全场景的应用。传统卤系阻燃剂因环境毒性已被禁用,开发高效无卤阻燃体系成为研究热点。MXene材料Ti3C2Tx虽具有优异的阻燃性能,但纳米片易团聚且与聚合物相容性差;层状双氢氧化物(LDHs)虽能催化成炭,但传统LDHs界面性能不佳。如何通过材料设计协同解决上述问题,成为突破EVA阻燃技术瓶颈的关键。研究方法国内研究团队通过MOFs衍生的NiCo LDHs纳米片均匀负载于Ti3C2Tx表面,并利用生物基木质素磺酸钠(LS)进行疏水改性,构建了Ti3C2Tx
来源:Polymer Degradation and Stability
时间:2025-07-22
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分子量对聚乳酸热降解行为的影响机制:基于结晶调控视角的研究
在全球加速推进"碳达峰、碳中和"战略的背景下,开发可降解生物材料成为解决化石资源过度消耗的关键路径。作为占全球可降解聚合物总量25%的明星材料,聚乳酸(PLA)因其优异的生物相容性和较低的生产能耗,被广泛应用于包装材料和医疗器械领域。然而随着PLA废弃物预计在203年达到8-10wt%的浓度,其高效回收技术面临严峻挑战。传统的水解和堆肥降解方式受环境因素影响大、周期长,而热降解虽效率高却存在分子量影响机制不明的瓶颈——特别是分子量如何通过结晶行为调控热降解过程,这一科学问题亟待破解。中国国家自然科学基金支持的研究团队选取温度梯度洗脱分级(TREF)获得的三种窄分布PLA样品(S1:40.58×
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密度涨落与界面能调控阳极氧化铝限域聚合物动力学的机制研究
在软物质材料研究领域,纳米限域环境下聚合物动力学行为的调控机制始终是困扰科学家的难题。当聚合物被限制在纳米尺度空间时,其分子运动既受限于几何约束,又受到界面相互作用的深刻影响,这种双重效应导致其玻璃化转变温度(Tg)等关键参数发生显著变化。传统理论认为界面能(γ)是决定受限聚合物行为的主要因素,但越来越多的证据表明,密度涨落和分子堆积状态同样起着关键作用。这种复杂的相互作用使得预测纳米限域体系中聚合物行为变得极具挑战性。波兰国家科学中心和西里西亚医科大学的研究团队选择聚(巯丙基甲基硅ox烷)(PMMS)接枝丙烯酸酯系列聚合物刷为模型体系,通过"接枝到"(grafting to)技术合成具有相同
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双心室致心律失常性心肌病与心源性猝死的法医学视角:基于尸检病例的诊断启示与区域意义
在法医学领域,心源性猝死(SCD)始终是笼罩在健康人群头顶的"无声杀手"。尤其令人警惕的是,约78%的致心律失常性心肌病(Arrhythmogenic Cardiomyopathy, ACM)患者首次发病即以猝死告终——这种以心室肌进行性纤维脂肪替代为特征的疾病,正成为法医实践中最具诊断挑战的"隐形刺客"。更棘手的是,当病变累及双心室时,其临床表现更为隐匿,常规检查难以捕捉,使得尸检成为揭开死亡真相的最后钥匙。埃及法医管理局(Egyptian Forensic Medicine Authority, EFMA)的研究团队在《Egyptian Journal of Forensic Scienc
来源:Egyptian Journal of Forensic Sciences
时间:2025-07-22