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  • 锑/锶复合微合金化提升AZ91镁合金抗蠕变性能的微观机制研究

    实验方法本研究通过向AZ91合金中单独或复合添加0.3% Sr、0.5% Sb(质量分数),制备了代号分别为AZJ910(AZ91+0.3% Sr)、AZY910(AZ91+0.5% Sb)和AZJY9100(AZ91+0.3% Sr+0.5% Sb)的合金。采用电弧熔炼工艺在石墨坩埚中熔化计算好配比的商用AZ91合金,并分别加入Al-10% Sr中间合金(用于锶添加)和99.9%纯锑颗粒(用于锑添加)进行合金化。铸态微观结构图1展示了所有制备合金的X射线衍射图谱。在所有合金中均观察到镁铝固溶体(α-Mg)和金属间化合物β-Mg17Al12的衍射峰。此外,AZJ910合金中清晰可见Al4Sr的

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-10-20

  • TC21损伤容限钛合金线性摩擦焊研究:组织演变、断裂行为与强化机制

    Highlight实验方法本研究所选TC21损伤容限钛合金的化学成分如表1所示。该材料取自经过双重退火处理(首先在905℃退火2.5小时空冷,随后在570℃退火7小时空冷)的锻坯。TC21的β相变温度约为970℃[24]。图1展示了层片状TC21钛合金基材的微观组织特征,它由众多尺寸达数百微米的大尺寸β晶粒组成,晶内分布着交错排列的α片层。焊态接头的微观组织演变图2a展示了TC21钛合金线性摩擦焊接头的整体焊缝微观组织,可见焊缝区域无焊接缺陷,表明本研究采用的焊接参数获得了完好接头。需要特别说明的是,焊缝中心两侧的微观组织基本一致,整体接头呈对称分布。根据宏观和微观组织特征,接头可划分为四个区

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-10-20

  • 旋转多光束耦合纳秒-飞秒激光协同优化CMC-SiCf/SiC表面处理的参数研究

    Highlights原始材料实验所用CMC-SiCf/SiC试样尺寸为20 mm(长)×10 mm(宽)×3 mm(厚),由三维编织SiC纤维、SiC基体及(BN-SiC)n多层界面相构成。SiC纤维以正交编织结构形成预制体,每根纤维表面均匀涂覆界面层。材料制备过程中,(BN-SiC)n层首先通过化学气相渗透(CVI)在单根纤维表面沉积。CMC-SiCf/SiC激光表面加工中的MRR分析在实验1(表1)中,当激光重复频率设置为150 kHz、单脉冲能量为267 μJ时,加工区域的微观形貌如图4(a)所示。观察发现CMC-SiCf/SiC表面出现局部纤维暴露,表明267 μJ的单脉冲能量水平不足

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-10-20

  • 原子质量与立体化学活性孤对电子协同调控层状XTlO化合物晶格热导率的机理研究

    Highlight立体化学活性孤对电子与原子质量通过协同作用显著抑制层状XTlO(X = Na, K, Rb, Cs)化合物的热导率。随着X原子质量增加,κL从NaTlO的1.9 W m−1 K−1降至CsTlO的0.72 W m−1 K−1(300K,面外方向)。Tl+的6s2孤对电子弱化X–O键,降低声子群速度;X原子质量调控X–O声子谱位置,当其与声学支交汇时引发强烈声子散射,导致κL显著降低。Methodology本研究采用基于密度泛函理论(DFT)的VASP软件包,使用投影缀加波(PAW)赝势框架和PBEsol泛函处理电子交换关联作用。平面波截断能设为520 eV,结构优化收敛标准为

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-10-20

  • 氨化工程实现高性能p型β-Ga2O3薄膜制备及其同质结光电器件应用

    薄膜合成与器件制备方法通过脉冲激光沉积(PLD)技术在Al2O3(0001)衬底上生长β-Ga2O3薄膜,沉积室基础真空度约1×10−5 Pa,生长温度700°C,氧压7 Pa。采用氨化工艺进行氮掺杂,通过精确控制氨气分压与热处理温度实现p型导电调控。氮掺杂β-Ga2O3薄膜合成图1a为氨化过程示意图。与传统离子注入法不同,氨化法不会损伤薄膜结构,利于后续异质外延生长。原子力显微镜(AFM)显示氨化后薄膜表面保持光滑(图1b)。能谱分析(EDS)证实氮元素成功掺入,X射线光电子能谱(XPS)进一步揭示氮原子取代氧位形成受主能级。霍尔测试表明空穴浓度达5.43×1017 cm-3,迁移率为16.

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-10-20

  • 机器学习辅助分子动力学揭示多相AlCoCuFeNiTi高熵合金的变形机制

    Highlight分子动力学模拟揭示了多相AlCoCuFeNiTi高熵合金在拉伸载荷下的变形机制。增加铝(Al)含量会 destabilize 体心立方(BCC)相,促进六方密排(HCP)和富含金属间化合物相的形成,特别是在铜(Cu)和钛(Ti)存在的情况下。相反,当铝含量超过16.7 at.%时,面心立方(FCC)相的稳定性增加,无序相和金属间化合物相减少。在较高温度下,相无序化和非晶化成为主导,尤其是在富含BCC相的合金中,导致机械强度显著下降。此外,基于长短期记忆(LSTM)的机器学习模型通过捕捉成分特征、相分数和温度之间的非线性关系,准确预测了拉伸应力。实验验证证实了复杂多相结构的形成

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-10-20

  • GH4169高温合金小应变静态再结晶动力学建模与晶粒细化机理研究

    Section snippetsIntroductuinGH4169高温合金因其优异的高温强度和抗氧化性,被广泛应用于航空发动机涡轮盘和高强度结构件等关键部件。延长此类关键部件的使用寿命一直是航空航天材料研究的核心目标,而实现这一目标依赖于通过适当的热机械加工工艺获得细化且稳定的显微组织。Experimental method本研究采用锻造GH4169高温合金,其化学成分如表1所示。初始显微组织和相组成如图1所示,图1(a)为EBSD图,图1(b)为XRD图谱。从图1(a)可见,原始显微组织主要由等轴晶粒和少量退火孪晶组成,材料平均晶粒尺寸为46.8 μm。从图1(b)的XRD谱中仅检测到γ(

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-10-20

  • 深冷锻造调控6061铝合金微观组织以实现近原子级表面化学机械抛光的研究

    亮点材料与加工本研究初始材料为铸态6061铝合金,其化学成分为0.91镁、0.52硅、0.31铜、0.19铬、0.02铁、0.02锰、0.03铅,余量为铝(重量百分比)。图1展示了深冷锻造工艺的流程图。在步骤(A)中,将铸态6061铝合金加热至530℃,保温4小时,然后直接进行热锻造(七镦六拔),最后空冷。所得材料记为6061-HF(热锻造)。硬度为研究6061铝合金表面的硬度均匀性,对不同加工阶段后的样品表面进行了硬度测试。在样品表面选取7毫米×7毫米的宏观区域,以1毫米间隔按7×7阵列进行硬度测试。获得结果的3D硬度等值线图如图2所示。可见,铸态样品的平均硬度为66.18 HV,方差为35

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-10-20

  • 梯度3D打印构建羟基磷灰石/纳米银双功能涂层增强聚醚醚酮骨整合与抗菌性能的研究

    在口腔颌面外科领域,骨移植需求日益增长,但传统金属植入物存在应力屏蔽、二次手术和金属离子释放等问题。聚醚醚酮(PEEK)作为一种高性能聚合物,虽然具有与天然骨相近的力学性能和射线可透性,但其生物惰性导致骨整合能力不足,且易引发细菌感染,严重制约了临床应用。为突破这一局限,研究人员开创性地采用梯度3D打印技术,在PEEK表面构建了含羟基磷灰石(HA)和纳米银(AgNPs)的功能涂层。通过精准控制HA含量(10%-40%)和AgNPs添加(2%),成功制备出具有微结构表面、类骨弹性模量和优异生物活性的新型复合材料。该研究不仅实现了双功能增强,更首次揭示了其背后的生物学机制:HA通过激活mTOR信号

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-10-20

  • 基于多温度动力学模型的纳米石墨烯声子支分辨非平衡传热与尺寸效应研究

    Section snippets多温度动力学模型本研究开发了用于电子-声子耦合的多温度动力学模型,其控制方程为:∂ue/∂t + ve·∇ue = (ueeq - ue)/τe - Σk=1N [Gep,k/2π (Te - Tp,k)] + S ̈/2π∂up,k/∂t + vp,k·∇up,k = (up,keq - up,k)/τp,k + [Gep,k/2π (Te - Tp,k)]其中下标e代表电子,p代表声子,k和N分别为声子支索引和总数。u为能量密度分布函数,v为群速度,τ为弛豫时间,S ̈(x,t)为外部热源项。该模型通过追踪各声子支的独立输运行为,突破了传统扩散传热的局限。R

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-10-20

  • FeSe基超导体中临界电流密度随两个超导穹顶的演化规律及其量子临界增强机制研究

    亮点材料与方法采用化学气相传输法(CVT)成功制备高质量FeSe1-ySy (0≤y≤0.23) 和FeSe1-xTex (0≤x≤0.5) 单晶。将铁、硒、碲/硫的化学计量混合物与传输剂AlCl3/KCl密封于真空石英管中,通过精确控制源端与沉积端温度(500°C/300°C或650°C/250°C),经过35天以上生长获得具有金属光泽的均匀单晶。结果与讨论FeSe1-xTex与FeSe1-ySy单晶表面呈现金属光泽(图1a)。通过能谱分析(EDX)确认组分均匀性,图1b展示代表性FeSe0.72Te0.28晶体中Fe、Se、Te元素分布映射。研究首次在双超导穹顶内观测到三个Jc峰值,其中两

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-10-20

  • 高纯金属氢还原机理的多尺度模拟策略:从DFT、ReaxFF到机器学习

    Modeling of Hydrogen Adsorption大量研究表明,高纯金属的氢还原过程涉及多个阶段,包括氢吸附与解离、界面重组及中间相形成。这些反应跨越电子结构、缺陷动力学和原子尺度结构演化,单一建模方法难以全面描述。因此,当前研究常采用多尺度耦合策略,整合不同方法的优势。Modeling methods机器学习原子势(MLIPs)近年来被引入高纯金属氢还原研究,作为传统方法的替代方案。通过在高维空间中学习势能面,MLIPs能够以接近DFT的精度描述键断裂、空位迁移和H–O重构等非线性过程,同时保持接近力场模拟的可扩展性。这些能力使MLIPs在探索复杂反应路径和中间相演变方面特别具有

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-10-20

  • 界面应力工程调控提升石墨烯/铜复合材料电导率机制研究

    1结果与讨论1图1(a)示意图展示了用于研究应力和电导率(EC)的两种蚀刻样品类型。在高温蚀刻铜(HTE-Cu)中,石墨烯在冷却过程前被高温去除,使样品能在无石墨烯约束状态下冷却。相反,常温蚀刻铜(RTE-Cu)在仍覆盖石墨烯的状态下完成冷却。通过数码照片、光学显微镜(OM)图像和拉曼光谱(图S2)确认石墨烯层完整性,证明蚀刻过程未损伤铜基底。电子背散射衍射(EBSD)分析显示,石墨烯覆盖的铜样品中存在明显的定向残余应力分布,而蚀刻后样品应力显著释放。高分辨透射电镜(HRTEM)结合几何相位分析(GPA)进一步解析出多层连续石墨烯下方的近表面晶格畸变层,该区域原子排列呈现压缩应变特征。通过调控

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-10-20

  • 同步增强电子/质子传输效率的POMs/MXenes杂化膜构筑智能电致变色超级电容器

    材料氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃购自日本NSG。FTO基底先后在涂层玻璃清洗液中超声处理,并用去离子水冲洗1小时,重复2-3次。随后浸入聚乙烯亚胺(PEI)中12小时,用气流干燥得到FTO前驱基底。Ti3AlC298%)购自长春熠熠科技有限公司,PEI购自上海麦克林。其他化学品均为分析纯,直接使用未进一步纯化。薄膜制备与表征通过紫外-可见吸收光谱监测薄膜生长,显示均匀有序的生长(图S3)。采用扫描电子显微镜(SEM)研究FTO-P5W30和FTO-P5W30/Ti3C2Tx薄膜的微观形貌。在FTO-P5W30薄膜中,P5W30纳米颗粒与PEI自组装沉积在FTO表面,形成致密岛状结构(图S4a

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-10-20

  • 基于卟啉-BODIPY聚合物的有机纳米材料实现高效光热转换(65.7%)用于PTT/PDT协同肿瘤治疗

    Synthesis and characterization方案S1展示了SPP分子及SPP NPs的合成路径。SPP呈现给体-受体(D-A)结构,其中卟啉作为电子给体,BODIPY作为电子受体。末端连接的PEG链可增强分子亲水性并促进自组装[33]。以4-甲酰基苯硼酸和溴化NI为起始原料合成醛6[34],与吡咯反应并经碘化后[35],以中等产率合成化合物8。Conclusions本研究通过共价连接卟啉与BODIPY合成新型共轭聚合物(SPP)。自组装获得的SPP NPs具有卓越的生物相容性、高水溶性和强近红外吸收能力。得益于PDT与PTT的协同效应,SPP NPs展现出显著抗肿瘤效果。通过体

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-10-20

  • 单宁酸修饰MXene@银纳米颗粒/细菌纤维素复合薄膜的多尺度界面工程构建及其热管理性能研究

    材料表征通过扫描电镜(SEM)对块体MAX相材料进行观察(图S1),图2a显示经过刻蚀处理和超声处理后成功获得单层MXene。图2b展示了单层MXene的聚集形态,可见刻蚀过程中产生了丰富的单层MXene纳米片。粒径分布图(插图)清晰显示尺寸约257 nm的均匀MXene纳米片。图2c的透射电镜(TEM)图像进一步揭示了MXene@TA-Ag的精细结构:TA修饰后的MXene表面成功锚定了分布均匀的银纳米颗粒(AgNPs),这些纳米颗粒就像微小的"金属桥"有效阻止了MXene层间堆叠,为声子传输搭建了高效通道。结论本研究提出了一种可规模化、绿色高效的复合薄膜制备策略。通过TA界面修饰在MXen

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-10-20

  • 间充质干细胞来源小细胞外囊泡通过p38 MAPK信号通路调控巨噬细胞极化促进糖尿病伤口愈合的研究

    糖尿病伤口愈合是一个全球性的健康挑战,特别是糖尿病足溃疡(DFU)作为糖尿病最严重并发症之一,常常导致截肢风险。传统治疗方法效果有限,其核心难题在于糖尿病微环境中持续的炎症状态——巨噬细胞无法从促炎的M1表型向抗炎的M2表型正常转化,导致伤口陷入慢性炎症循环而难以愈合。近年来,间充质干细胞(MSC)因其强大的免疫调节功能成为再生医学的研究热点。而MSC分泌的小细胞外囊泡(MSC-sEVs)作为细胞间通讯的关键媒介,不仅继承了母细胞的治疗潜力,还具有更低的免疫原性和更好的安全性。然而,如何实现sEVs在伤口局部的有效递送和持续释放,成为转化应用的重要挑战。发表在《Materials Today

    来源:Materials Today Advances

    时间:2025-10-20

  • 中药自组装纳米水凝胶通过Nrf2/NF-κB轴调节线粒体功能促进糖尿病创面愈合

    糖尿病创面难愈是临床面临的严峻挑战,其核心病理机制涉及持续性炎症、过度氧化应激和细胞功能紊乱相互交织的恶性循环。传统治疗手段往往难以打破这一僵局。那么,能否开发一种新型材料,同时靶向多个关键环节,为糖尿病创面修复带来突破?发表在《Materials Today Advances》上的这项研究,给出了一个充满希望的答案:研究人员巧妙利用两种天然活性分子,构建了一种智能水凝胶敷料,如同一位“多面手”,在创面微环境中精准发力,显著促进了愈合进程。本研究主要运用了以下几个关键技术方法:通过生物信息学分析(GSE80149数据集)筛选糖尿病足溃疡差异表达基因及关键通路;采用分子自组装技术制备柚皮素和姜黄

    来源:Materials Today Advances

    时间:2025-10-20

  • 应变速率和铝含量对Fe-12Mn-6/8Al-1C轻质钢力学性能的影响:实验研究与模型构建

    Highlight实验亮点(1)Fe-12Mn-6Al/8Al-1C轻质钢的屈服强度和总延伸率随应变速率增加而提升,尤其在高速变形条件下表现显著。两种轻质钢的力学性能均展现出明显的应变速率依赖性。(2)6Al钢和8Al钢的热激活体积分别为52b3和35b3。8Al钢中κ-碳化物的存在以及铝添加引起的剧烈晶格畸变,导致位错运动时产生更高的摩擦应力,从而表现出更强的应变速率敏感性。结论(1)轻质钢(Fe-12Mn-6Al/8Al-1C)的屈服强度和总延伸率随应变速率增加而提升,尤其在高速应变速率下更为明显。两种轻质钢的力学性能表现出显著的应变速率依赖性。(2)6Al钢和8Al钢的热激活体积分别为5

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-10-20

  • Pb(NO3)2诱导相变抑制CsPbBr3薄膜杂质相实现高效稳定全无机钙钛矿太阳能电池

    结果与讨论HTL-free CsPbBr3太阳能电池的制备流程如图S1所示。首先通过化学浴沉积法构建致密TiO2电子传输层(ETL),随后将PbBr2/DMF前驱体溶液旋涂于基底并在100°C退火30分钟。接着使用250 mg/mL的CsBr水溶液通过旋涂诱导PbBr2原位转化为CsPbBr3,最后在250°C高温退火完成结晶。然而,高温退火过程易引发界面缺陷和二次相形成,限制器件性能提升。结论综上所述,适量Pb(NO3)2修饰CsPbBr3薄膜是一种高效的界面工程策略。通过促进CsPbBr3相形成,该修饰不仅改善薄膜形貌,获得较原始薄膜更均匀的晶体结构和显著增大的晶粒尺寸,还优化器件能级对齐

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-10-20


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