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Pd/PdO修饰NiAl-LDHs衍生NiO/Al2O3纳米片实现高温氢气高效传感
Highlight材料表征对NiO/Al2O3和Pd/PdO-NAO复合材料进行了X射线衍射(XRD)分析。如图2所示,NiO/Al2O3样品的XRD图谱显示了NiO(JCPDS No. 47–1049)在37.46°、43.45°、62.85°和75.49°处的多个衍射峰,这些峰分别对应于(111)、(200)、(220)和(311)晶面[30]。重要的是,XRD图谱没有显示出Al2O3相的迹象,这可归因于其非晶态性质或低结晶度。结论总之,通过NiAl-LDH前驱体煅烧和一氧化碳(CO)还原法合成了Pd/PdO修饰的NiO/Al2O3纳米复合材料,并展示了其高性能H2传感能力。基于2.0 w
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-12
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汽车制动钳多材料断裂性能校准:基于虚拟路径生成的Hosford-Coulomb模型应用
在汽车工业追求轻量化与安全性能双重目标的驱动下,准确预测关键部件(如制动钳)在复杂载荷下的断裂行为至关重要。然而,现实挑战在于,许多汽车部件经过锻造或铸造后,其几何形状复杂且存在预应变历史,导致难以制备标准的平板或棒状试样来获取材料的塑性和断裂属性。传统的拉伸或断裂韧性测试方法在此类部件上往往失效,因为无法从具有曲面或边缘的实体部件上获取理想的扁平试样。更棘手的是,即使能在特定区域进行测试,所得的材料属性是否能代表整个部件的性能也存疑。这种材料表征的局限性直接影响了基于计算机辅助工程的结构仿真可靠性,使得在产品设计初期难以精准预测部件在实际使用中的失效风险。为了突破这一瓶颈,由Seojun H
来源:Materials Reports: Energy
时间:2025-10-12
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TC4钛合金紧固件热处理工艺优化及其性能调控机理研究
随着航空航天、船舶制造、生物医疗等高技术领域的飞速发展,对关键部件材料的性能要求日益严苛。钛合金因其高比强度、低密度和优良的耐腐蚀性,成为紧固件等重要结构件的理想选择。其中,Ti-6Al-4V(TC4)作为一种α+β双相钛合金,因其优异的综合性能,在钛合金产品市场中占据半壁江山,尤其在航空航天紧固件领域逐渐替代钢和镍基材料。然而,传统热处理工艺存在局限性,难以满足多样化需求,如何通过工艺创新精准调控TC4合金的微观组织和力学性能,成为当前材料科学与工程领域亟待解决的关键问题。为此,研究人员在《Materials Reports: Energy》上发表了题为“Research on the in
来源:Materials Reports: Energy
时间:2025-10-12
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中间退火-二次渗氮工艺对纯铁渗氮层增厚机制及耐腐蚀性能的优化研究
Highlight材料与方法 (Materials and methods)本研究采用工业纯铁(20 × 20 × 1 mm3)。其化学成分、预处理细节及渗氮设备已在先前研究中讨论过[24]。在本研究中,通过不同的工艺进行了连续二次渗氮和中间退火-二次渗氮实验。实验A(连续二次渗氮):先在660°C下进行一次渗氮3小时,随后在680°C下进行二次渗氮3小时。实验B(IATN):先在660°C下进行一次渗氮...金相与相结构分析 (Metallographic and phase structure analysis)图1展示了实验A、B和C样品的金相照片。可以看出,渗氮样品呈现出典型的奥氏体区
来源:Materials & Design
时间:2025-10-12
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C14-Fe2Nb Laves相金属间化合物的热膨胀系数与热容:实验与建模研究
亮点•通过高温X射线衍射(HTXRD)和差示扫描量热法(DSC)对C14-Fe2Nb Laves相的热膨胀系数和热容进行了全面的实验研究。•利用准谐德拜-格里奈森模型对实验测得的热容和焓增进行了建模分析。•评估了总热容中不同因素的贡献,包括振动、电子和非谐效应。材料高纯度Fe(99.999%)和Nb(99.99%)购自英国M/s Goodfellow Cambridge Ltd.公司,用于制备Fe-33.3 at.% Nb合金。电弧熔炼C14-Fe2Nb合金是通过在高纯氩气(Ar)气氛下,电弧熔炼化学计量比的高纯铁(Fe)和铌(Nb)制备而成。熔炼过程使用水冷铜坩埚和非自耗钍钨(W)电极进行。
来源:Materials Science for Energy Technologies
时间:2025-10-12
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Nb2C MXene锚定WO3纳米棒高效降解浮选剂的研究
亮点通过高温X射线衍射(HTXRD)和差示扫描量热法(DSC)对C14-Fe2Nb Laves相进行了全面热分析采用准谐德拜-格里奈森形式对实验测得的热容和焓增量进行建模评估了总热容中不同贡献因素的占比研究发现C14-Fe2Nb在298-880K温度范围内热容为75-90 JK-1mol-1材料采用来自英国Goodfellow Cambridge有限公司的高纯度Fe(99.999%)和Nb(99.99%)制备Fe-33.3 at.% Nb合金。电弧熔炼C14-Fe2Nb合金是通过在高纯氩气保护环境下,使用非消耗性钍钨电极在水冷铜坩埚中电弧熔炼化学计量比的高纯铁和铌制备而成。XRD分析Fe-33
来源:Materials Science for Energy Technologies
时间:2025-10-12
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激光粉末床熔融制备近全致密H13钢的特殊微观结构与其卓越力学性能研究
在制造业不断追求轻量化、复杂化和高性能化的今天,增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术,特别是激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion, LPBF),展现出巨大的应用潜力。然而,对于像H13这样的传统工具钢,如何通过LPBF技术获得接近完全致密且具有优异力学性能的构件,仍是一个严峻的挑战。传统铸造或锻造的H13钢虽然应用广泛,但其制造周期长,难以成型复杂结构。LPBF技术虽能实现自由制造,但快速熔凝过程容易引入气孔、裂纹等缺陷,并且形成独特的微观结构,这些因素共同影响着最终产品的性能。因此,深入探究LPBF工艺参数、微观结构演化与最终力学性能
来源:Materials & Design
时间:2025-10-12
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锆磷酸盐/膦酸盐纳米粒子修饰对磺化聚苯乙烯基阳离子交换膜离子迁移率的影响研究
亮点通过高温X射线衍射(HTXRD)和差示扫描量热法(DSC)对C14-Fe2Nb Laves相的热膨胀系数和热容进行综合实验分析,结合准谐波德拜-格吕奈森(Debye-Grüneisen)形式理论建模,首次系统揭示了该材料的各向异性热膨胀行为与热力学特性。材料采用高纯度铁(Fe,99.999%)和铌(Nb,99.99%)制备Fe-33.3 at.% Nb合金,确保材料成分精确可控。电弧熔炼在超高纯氩气保护下,通过非消耗性钍钨电极电弧熔炼技术,于水冷铜坩埚中合成C14-Fe2Nb合金。熔炼前通过反复熔融钛锭消除炉内残留氧气,合金锭经多次翻转重熔保障成分均匀性。X射线衍射分析粉末XRD证实合金为
来源:Materials Science for Energy Technologies
时间:2025-10-12
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氮改性增强SnO2薄膜晶体管性能及其在低成本显示应用中的潜力
Highlight适量氮改性可显著优化SnO2薄膜的缺陷结构与电学性能,为高性能透明薄膜晶体管(TFT)的开发提供新思路。结果与讨论为探究氮掺杂对薄膜结晶性的影响,我们通过掠入射X射线衍射(GIXRD)对比分析了未掺杂与氮掺杂SnO2薄膜的晶体结构。如图2(a)所示,所有样品均显示出与四方相SnO2(JCPDS#41–1445)对应的(110)、(101)和(211)晶面衍射峰。值得注意的是,仅能明显识别出SnO2的三个强峰,表明薄膜在现有沉积条件下的结晶度受限。结论我们通过氮改性策略成功制备出具有适宜载流子浓度、平滑表面形貌、低缺陷密度和高可见光透射率(≥85%)的SnO2基薄膜,并显著提升
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-12
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锰掺杂对布里奇曼法生长Zn1-xMnxSe混晶光学与热学性能的调控研究
Section snippets材料实验采用商用异质阳离子交换膜Ralex® CM(磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯树脂颗粒分散于聚乙烯基质),溶胀厚度710μm,吸水率61wt%。同时使用交联磺化聚苯乙烯系阳离子交换树脂(Amberlyst BD20)。试剂包括氯化钠等。粉末X射线衍射(P-XRD)P-XRD显示合成的掺杂剂结晶度较低(图3a–c)。以NH4H2PO4(ZrNHP)和H3PO4(ZrHP)沉淀获得的锆磷酸盐宽化衍射峰对应Zr2H(PO4)3相(PDF-2 38–0004);ZrPhP的衍射峰更尖锐(PDF-2 44–2000),其小角区单一强峰(002)表明层状结构。晶体尺寸分析进一
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-12
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4D打印PLA铰链形状记忆性能优化:几何结构与工艺参数效应的集成研究
随着智能材料领域的快速发展,4D打印技术为制造能够响应外部刺激的智能结构开辟了新途径。其中,形状记忆聚合物(SMP)因其能在热、光等刺激下恢复原始形状的特性而备受关注。聚乳酸(PLA)作为一种生物可降解、低成本且具有优异形状记忆性能的热塑性材料,特别适用于熔融沉积成型(FDM)技术制造的4D打印结构。然而,在可展开结构的关键部件——铰链的设计中,如何平衡几何参数与工艺参数以实现高恢复率和长寿命,仍是当前研究的核心挑战。现有研究多集中于材料开发或单一参数优化,缺乏对铰链几何形状和打印参数协同作用的系统研究,特别是对重复作动耐久性的关注不足。为深入探究这一问题,研究人员在《Materials Re
来源:Materials Reports: Energy
时间:2025-10-12
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双异质结构铜合金实现强度-塑性协同优化新策略
Highlight具有异质结构的金属材料已被报道展现出优异的力学性能。本研究通过冷轧和退火,以及后续的表面机械研磨处理,在铜合金中获得了沿深度方向的梯度变形结构和中心区域双峰晶粒结构的双异质结构。对比了单一梯度结构和双异质结构样品的力学性能和变形行为。具有双异质结构的CR-350-15+SMAT样品表现出优异的拉伸性能,屈服强度约为260兆帕,均匀延伸率约为30%,优于具有单一梯度结构的CR-600-15+SMAT样品(屈服强度210兆帕,均匀延伸率32%)。此外,双异质结构样品比单一梯度结构样品产生了更高的异质变形诱导强化,这归因于高密度异质结构界面的引入。微观结构表征表明,在拉伸应变过程中
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-12
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二维材料基储能器件原位表征新纪元:高性能固态锂电池的聚合物电解质研究
结果与讨论通过X射线光电子能谱(XPS)对含有不同比例TiO2(0%、1%、2%、3%)的PEO基固态聚合物电解质(SPE)进行表面元素分析。广谱扫描结果(图1a)证实所有样品均存在碳(C)、氧(O)、氟(F)、硫(S)和锂(Li)元素,对应聚合物基质(PEO、PVDF)和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)盐组分。高分辨率谱图(图1b-f)显示,结合能位于O 1s(约532.3电子伏特,图1b)、F 1s(约684.8电子伏特和687.0电子伏特,图1c)、C 1s(约284.8电子伏特)等位置出现清晰特征峰,表明TiO2的引入有效调节了聚合物链段排列并促进锂盐解离。结论本研究成功验证了Ti
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-10-12
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综述:组氨酸钝化的币金属纳米团簇及其应用
引言随着电动汽车、移动技术和无人机等智能设备对安全、高性能储能设备需求的激增,锂金属电池(LMBs)因其高理论容量(3860 mAh g-1)和低氧化还原电位(-3.04 V vs. SHE)而备受关注。然而,液态有机电解质固有的锂枝晶不可控生长和安全问题严重限制了其实际应用。固态聚合物电解质(SPEs)作为一种平衡解决方案,能够消除易燃液体组分、防止电解液泄漏并调控固体电解质界面(SEI)的形成,同时提供高能量密度和优异的热稳定性。材料与方法本研究采用了一种实用且可扩展的方法,将商业级工业TiO2纳米颗粒(1-3%)通过简单的溶液浇铸法直接掺入聚乙烯氧化物(PEO)基SPE基质中。磷酸铁锂(
来源:Materials Research Bulletin
时间:2025-10-12
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锰掺杂镍酸镧纳米粒子在结构、形貌及线性非线性光学特性的调控及其光电应用
Highlight本研究通过低成本、可规模化制备的策略,将工业级二氧化钛(TiO2)纳米颗粒以低载量(1–3%)引入聚环氧乙烷(PEO)基固态聚合物电解质(SPE)中,显著提升了电解质的电化学性能与界面稳定性。Preparation of LFP electrode采用LiFePO4(LFP,纯度99%)、Super P(纯度99%)和羧甲基纤维素钠(CMC,纯度99%)以8:1:1的质量比混合。首先将20毫克CMC溶于去离子水形成均相溶液,加入20毫克Super P后超声处理30分钟制成均匀浆料;随后加入160毫克LFP粉末,搅拌30分钟。所得浆料涂覆于铝集流体上,60°C真空干燥12小时,
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-10-12
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时效调控BCC+L12双相析出与异质晶粒协同强塑化Ni49Fe20Cr17Al10V4中熵合金研究
在材料科学领域,开发兼具高强度与良好塑性的金属结构材料一直是研究者追求的目标。中熵合金(Medium-Entropy Alloy, MEA)作为高熵合金体系的一个重要分支,因其独特的成分设计和优异的性能潜力而受到广泛关注。然而,对于非等原子比且不含昂贵钴元素的中熵合金,如何通过有效的微观结构调控实现强度与塑性的平衡,仍是一个巨大的挑战。传统的强化手段,如固溶强化、细晶强化等,往往在提升强度的同时导致塑性显著下降。因此,探索新的强化机制与微观结构设计思路,对于推动中熵合金的实际应用至关重要。为了应对这一挑战,彭桑、宁宁梁、刘毅、崔鹏、张赞、宋俊鹏、吴贤顺、牛坤宁、李永胜等研究人员在《Materi
来源:Materials & Design
时间:2025-10-12
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高碳无碳化物纳米结构贝氏体钢与低碳钢的气化箔片驱动焊接——突破高碳钢不可焊接性困境
在汽车制造、结构工程和国防装备领域,高碳钢的焊接一直是个令人头疼的难题。特别是近年来备受关注的 carbide-free nano-structured bainitic steels(无碳化物纳米结构贝氏体钢,NB钢),虽然具有优异的力学性能,但其高碳含量(通常超过0.6%)使得传统熔焊过程中极易产生裂纹、脆性相变等缺陷,严重制约了其工程应用。如何实现NB钢与低碳钢(low-carbon steel, LC钢)的可靠连接,成为制约高性能钢材料推广应用的"卡脖子"问题。正是在这样的背景下,来自印度理工学院孟买分校的Bhawesh Chhajed等研究人员在《Materials》杂志上发表了一项
来源:Materials & Design
时间:2025-10-12
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生物质碳酸钙负载CuSe掺杂全光谱响应TiO2复合材料的协同抗菌性能与机制研究
亮点生物质碳酸钙负载CuSe掺杂全光谱响应TiO2复合材料的表征通过X射线衍射(XRD)对JR05、全光谱响应TiO2光催化纳米材料及牡蛎壳-蛋壳负载CuSe抗菌纳米颗粒掺杂全光谱TiO2复合材料的物相组成进行分析。图中展示了JR05、JR05/(CaY)F2:Tm3+,Yb3+、21-T/11-OEC、11-T/11-OEC和12-T/11-OEC的XRD图谱。可见所有样品的衍射峰均尖锐清晰,表明所制备材料结晶度良好,为后续光催化与抗菌性能研究奠定结构基础。结论总而言之,本研究通过水热与煅烧工艺成功制备了生物质碳酸钙负载CuSe掺杂全光谱响应TiO2复合材料,并系统揭示了其协同抗菌机制。复合
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-10-12
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TaSe2功能化Bi2Se3与ZnSe光电极增强太阳光驱动水分解研究
亮点本研究系统探讨了TaSe2及其与Bi2Se3、ZnSe形成的异质结在太阳光驱动水分解中的电化学性能。通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析,确认了材料具有优异的结晶度和化学组成。光电化学(PEC)测试揭示了TaSe2的光诱导电化学特性,为后续研究其水分解应用开辟了新路径。结果与讨论采用XPS技术对生长在钽箔上的TaSe2薄膜进行化学成分分析。如图2(a)所示的广域扫描谱图表明,薄膜表面存在Ta和Se元素。图2(b)展示了Ta 4f的核心能级谱,在结合能22.3 eV和24.3 eV处分别观察到Ta 4f7/2和Ta 4f5/2的特征自旋轨道耦合峰,这与文献报道的数值高度吻
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-10-12
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钇掺杂增强高铬铸铁中M7C3/α-Fe界面结合性:实验与第一性原理研究
在工业应用领域,过共晶Fe-Cr-C合金因其优异耐磨性被广泛用于关键耐磨部件。然而这些材料长期面临一个致命缺陷——在服役过程中,初生M7C3碳化物容易从α-Fe基体中剥落,导致材料过早失效,严重缩短使用寿命。这一界面结合弱化问题已成为制约该合金性能提升的技术瓶颈。为解决这一难题,来自燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室的研究团队在《Materials》上发表了创新性研究。他们独辟蹊径地采用稀土钇(Y)掺杂策略,通过多尺度研究手段深入揭示了Y元素对M7C3/α-Fe界面结合的增强机制。研究团队采用光学显微镜和高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)对Fe-Cr-C和Fe-Cr-C-Y合金的微
来源:Materials & Design
时间:2025-10-12