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Grain growth behavior and properties of high-entropy pseudobrookite(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) ceramics

Journal of Advanced Ceramics 2024年第6期13卷 757-768页

作者： Xiaohui Ma Jinyu Wu Lingyi Meng Jinfeng Zhang Heng Chen Liwen Yan anran guo Jiachen Liu Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology of Ministry of Education School of Materials Science and EngineeringTianjin UniversityTianjin 300072China Xiamen Key Laboratory of Rare Earth Photoelectric Functional Materials Xiamen Institute of Rare Earth MaterialsHaixi InstitutesChinese Academy of SciencesXiamen 361021China

It is well known that the grain size of high-entropy ceramics is quite small owing to the sluggish diffusion effect. However, abnormal grain growth often occurs in high-entropy pseudobrookite ceramics, ultimately resulting in the formation of many abnormally grown grains with a grain size as large as 50 μm. To study this phenomenon, the grain growth behavior of high-entropy pseudobrookite ceramics was systematically investigated in this paper. The results demonstrate that the starting material powders first react with each other to form a high-entropy intermediate phase and calcined TiO_(2) powders (TiO_(2)-1100 ℃), and then as the sintering temperature increases, the formed high-entropy intermediate phase further reacts with TiO_(2)-1100 ℃ to form high-entropy pseudobrookite ceramics. Thus, in this system, in addition to the sluggish diffusion effect, the grain sizes of the high-entropy intermediate phase and TiO_(2)-1100 ℃ also affect the morphology of high-entropy pseudobrookite. Compared to nanosized TiO_(2), micron-sized TiO_(2) has a lower sintering activity. Therefore, the high-entropy intermediate phases (Mg,Co,Ni,Zn)TiO_(3) and TiO_(2)-1100 ℃ prepared with micron-sized starting materials exhibit lower grain sizes, finally resulting in the formation of high-entropy (Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) with small grain sizes. Moreover, nano-indentation and thermal conductivity tests were carried out on high-entropy (Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) with different morphologies. The results show that the hardness of high-entropy (Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) increases from 6.05 to 9.95 GPa as the grain size increases, whereas the thermal conductivity decreases from 2.091±0.006 to 1.583±0.006 W·m^(−1)·K^(−1). All these results indicate that high-entropy (Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) with a small grain size is a potential material for thermal protection.

关键词： grain size sluggish diffusion effect two-step solid phase process high-entropy intermediate phase high-entropy pseudobrookite ceramic

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离体低温储存瘤块构建VX2肝癌模型效果研究

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介入放射学杂志 2024年第3期33卷 269-274页

作者：郭安然陈宁刘安娜李玲湖北科技学院医学部药学院湖北咸宁437100 湖北科技学院生物医学工程与医学影像学院湖北咸宁437100

目的比较观察新鲜瘤块及不同时间低温冻存VX2肝癌瘤块经复苏后构建兔肝癌模型的效果。方法选取鱼肉状新鲜VX2瘤块,剔除周边坏死组织和肌肉后,-80℃下冰冻3、5和7个月。20只新西兰大白兔随机分为4组,A组予新鲜瘤块肝脏原位种植法构建VX2... 详细信息

目的比较观察新鲜瘤块及不同时间低温冻存VX2肝癌瘤块经复苏后构建兔肝癌模型的效果。方法选取鱼肉状新鲜VX2瘤块,剔除周边坏死组织和肌肉后,-80℃下冰冻3、5和7个月。20只新西兰大白兔随机分为4组,A组予新鲜瘤块肝脏原位种植法构建VX2兔肝癌模型;B、C、D组分别给予-80℃冰冻3、5和7个月的瘤块,复苏后采用肝脏原位种植法构建兔肝癌模型。14 d后观察各组瘤兔肝脏的成瘤效果。通过免疫荧光观察肿瘤的增殖、凋亡及新生血管。结果A、B、C、D 4组的成瘤率为100%,但随着冻存时间的延长,5个月以后的瘤块活性差异性变大,肝脏肿瘤中心坏死面积增加。组织学检查发现,A、B两组模型TUNEL、Ki67、HIF1-α、VEGF、CD31表达无明显差异,而A、B组与C、D组相比,TUNEL、Ki67、HIF1-α、VEGF、CD31表达差异显著。结论-80℃下离体低温储存瘤块构建的兔VX2肝癌模型7个月内均可成瘤,5个月后瘤块间活性差异性变大,但整体来看可较好地保存瘤株活性,节省人力物力。

关键词： VX2肿瘤肝癌动物模型

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“满池娇”纹样的文化意蕴及创新设计研究

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设计 2024年第16期37卷 31-33页

作者：高兰英郭安然内蒙古科技大学艺术与设计学院

“满池娇”是中国传统纹样中极具特色的装饰纹样之一,在其发展与传播的过程中陆续受到宋代理学、辽金游牧文化等多种文化因素的影响,逐渐发展出独特的文化内涵与审美特征。通过梳理“满池娇”纹样在不同历史时期与文化背景下的发展变化... 详细信息

“满池娇”是中国传统纹样中极具特色的装饰纹样之一,在其发展与传播的过程中陆续受到宋代理学、辽金游牧文化等多种文化因素的影响,逐渐发展出独特的文化内涵与审美特征。通过梳理“满池娇”纹样在不同历史时期与文化背景下的发展变化,分析其元素特征,对其在当代设计中的使用和创新进行探讨,从而发现满池娇纹样的演变规律并探究满池娇纹样在当代设计中的表现形式与特征,以此深入挖掘满池娇纹样及相关元素在当代创新设计中应用的意义。

关键词：满池娇传统纹样创新设计文化审美

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New class of high-entropy pseudobrookite titanate with excellent thermal stability,low thermal expansion coefficient,and low thermal conductivity

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Journal of Advanced Ceramics 2022年第10期11卷 1654-1670页

作者： Jinyu WU Xiaohui MA Xiaoxia HU Liwen YAN Feng HOU Jiachen LIU anran guo School of Materials Science and Engineering Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology of Ministry of EducationTianjin UniversityTianjin 300072China

As a type of titanate,the pseudobrookite(MTi_(2)O_(5)/M_(2)TiO_(5))exhibits a low thermal expansion coefficient and thermal conductivity,as well as excellent dielectric and solar spectrum absorption ***,the pseudobrookite is unstable and prone to decomposing below 1200℃,which limits the practical application of the *** this paper,the high-entropy pseudobrookite ceramic is synthesized for the first *** pure high-entropy(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) with the pseudobrookite structure and the biphasic high-entropy ceramic composed of the highentropy pseudobrookite(Cr,Mn,Fe,Al,Ga)_(2)TiO_(5) and the high-entropy spinel(Cr,Mn,Fe,Al,Ga,Ti)_(3)O_(4) are successfully prepared by the in-situ solid-phase reaction *** comparison between the theoretical crystal structure of the pseudobrookite and the aberration-corrected scanning transmission electron microscopy(AC-STEM)images of high-entropy(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) shows that the metal ions(M and Ti ions)are disorderly distributed at the A site and the B site in high-entropy(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5),leading to an unprecedentedly high configurational entropy of high-entropy(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5).The bulk high-entropy(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) ceramics exhibit a low thermal expansion coefficient of 6.35×10^(−6) K^(−1) in the temperature range of 25-1400℃ and thermal conductivity of 1.840 W·m^(−1)·K^(−1) at room temperature,as well as the excellent thermal stability at 200,600,and 1400℃.Owing to these outstanding properties,high-entropy(Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) is expected to be the promising candidate for high-temperature thermal *** work has further extended the family of different crystal structures of high-entropy ceramics reported to date.

关键词： high-entropy pseudobrookite (Mg,Co,Ni,Zn)Ti_(2)O_(5) (Cr,Mn,Fe,Al,Ga)_(2)TiO_(5) high conformational entropy thermal expansion coefficient thermal conductivity

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硅基光电探测器空间辐射效应研究进展

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集成电路与嵌入式系统 2024年第3期24卷 6-12页

作者：傅婧付晓君魏佳男张培健郭安然集成电路与微系统全国重点实验室中电科芯片技术有限公司固体图像部

硅基光电子技术结合了高集成度的大规模集成电路制造技术与光电子芯片的大带宽、高速率等优势，推动硅基光电器件在高能物理实验、医学影像和高能粒子碰撞器等领域的广泛应用。然而，应用于空间环境和医疗探测器的光电探测器在运行周期... 详细信息

硅基光电子技术结合了高集成度的大规模集成电路制造技术与光电子芯片的大带宽、高速率等优势，推动硅基光电器件在高能物理实验、医学影像和高能粒子碰撞器等领域的广泛应用。然而，应用于空间环境和医疗探测器的光电探测器在运行周期中预计会受到～1012particles/cm2的累积注量，而应用于大型粒子对撞机的新型探测器则要经受～1014particles/cm2的辐射注量。本文详细阐述了硅基光电探测器的空间辐射效应研究现状，主要包括不同粒子辐照后硅基光电二极管、雪崩光电二极管、单光子探测器以及光电倍增管等主流光电探测器的辐射效应研究进展。研究结果表明，探测器抗电离总剂量性能较好，位移损伤是导致其关键性能参数退化的主要原因，由于工作原理差异，各类器件在辐射环境中表现出不同退化行为和作用机理。

关键词：硅基光电探测器空间辐射电离总剂量效应位移效应单粒子效应

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刚性陶瓷隔热瓦涂层的发展及其表面性质

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材料导报 2016年第19期30卷 119-126页

作者：郭琳琳陶鑫郭安然刘家臣天津大学材料科学与工程学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室天津300350 沧州师范学院化学与化工学院沧州061000

刚性陶瓷隔热瓦涂层是隔热结构热防护系统的重要组成部分,涂层的基本要求是要与隔热瓦相匹配,提供必要的防水、抗冲击、抗热震性能。作为高温热防护系统的关键材料,涂层的耐高温性能尤其重要。辐射性和催化性能是涂层的两个重要表面性质... 详细信息

刚性陶瓷隔热瓦涂层是隔热结构热防护系统的重要组成部分,涂层的基本要求是要与隔热瓦相匹配,提供必要的防水、抗冲击、抗热震性能。作为高温热防护系统的关键材料,涂层的耐高温性能尤其重要。辐射性和催化性能是涂层的两个重要表面性质,对涂层的耐高温性能有重要影响。综述了刚性陶瓷隔热瓦涂层的发展以及我国的研究现状,未来的涂层应具有高辐射和低催化的表面性能,以耐受更为复杂苛刻的使用环境。

关键词：隔热瓦涂层表面性质发射率催化效率耐高温性能

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复合树脂/空心微珠耐高温浮力材料的制备及性能

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材料导报 2021年第2期35卷 2185-2190,2212页

作者：曹成昊郭安然刘家臣张军军天津大学材料科学与工程学院天津3000722 天津大学青岛海洋工程研究院青岛266000

本工作针对环氧树脂基固体浮力材料热稳定性差的问题,提出选用耐温性能优良的酚醛树脂和甲基硅树脂与环氧树脂形成耐高温复合基体,从而提高整体浮力材料的耐温特性。通过密度测试和准静态单轴压缩实验,研究了不同温度下树脂含量对固体... 详细信息

本工作针对环氧树脂基固体浮力材料热稳定性差的问题,提出选用耐温性能优良的酚醛树脂和甲基硅树脂与环氧树脂形成耐高温复合基体,从而提高整体浮力材料的耐温特性。通过密度测试和准静态单轴压缩实验,研究了不同温度下树脂含量对固体浮力材料压缩强度、体积密度、弹性模量、比强度的影响,并测试了浮力材料的吸水性能和耐高温性能。研究结果表明:酚醛树脂的加入可以提升浮力材料的耐高温性能。环氧树脂中环氧基通过开环反应与硅树脂中硅氧烷发生共聚反应,形成复合树脂基体,从而增强基体的耐高温性能。硅树脂含量为40%的试样性能最好,200℃热处理后压缩强度、体积密度、弹性模量、比强度分别为39 MPa、0.652 g/cm 3、4.02 GPa、59.82 MPa/(g/cm 3)。300℃热处理后浮力材料抗压强度仍能维持在30 MPa以上。不同温度热处理后浮力材料的吸水率不超过0.5%。

关键词：固体浮力材料耐高温耐海水硅树脂

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纳米氧化铜对磷酸盐胶黏剂耐水性能的影响

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稀有金属材料与工程 2020年第2期49卷 577-581页

作者：刘子浩王明超郭安然刘家臣天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室天津300072 天津大学(青岛)海洋工程研究院有限公司山东青岛266200

以H3PO4和Al(OH)3为基体,纳米氧化铜为填料来制备磷酸盐无机胶黏剂。胶黏剂粘结的莫来石片,在人工海水中浸泡168 h后,测试其剪切强度,并以此强度为标准,来探究纳米氧化铜的加入对磷酸盐胶黏剂耐水性能的影响。研究结果表明,纳米氧化铜... 详细信息

以H3PO4和Al(OH)3为基体,纳米氧化铜为填料来制备磷酸盐无机胶黏剂。胶黏剂粘结的莫来石片,在人工海水中浸泡168 h后,测试其剪切强度,并以此强度为标准,来探究纳米氧化铜的加入对磷酸盐胶黏剂耐水性能的影响。研究结果表明,纳米氧化铜可以有效改善粘结剂的耐水性能,并且当加入量为基体的20%(质量分数,下同)时,经150℃处理的莫来石粘结片浸泡在人工海水中168 h的抗剪切强度最高,为7.13 MPa;莫来石粘结片经1300℃处理后,浸泡在人工海水的抗剪切强度最低,为2.31 MPa;发现经煅烧处理的纳米氧化铜相比未煅烧处理的氧化铜可以更好地提高粘结剂粘结强度。

关键词：磷酸盐胶黏剂耐水性纳米氧化铜

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光固化3D打印制备莫来石纤维基多孔陶瓷

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耐火材料 2023年第6期57卷 461-466页

作者：李鑫曹岳岐张强郭安然中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095 天津大学材料科学与工程学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室天津300072

传统的成型技术已经无法满足各行业对高精度、复杂结构莫来石纤维基多孔陶瓷的需求,光固化3D打印技术可以直接制得近净尺寸的陶瓷材料,是制备复杂结构陶瓷的理想技术。以莫来石纤维(基体)和纳米SiO_(2)粉(高温黏结剂)为主要原料,采用光... 详细信息

传统的成型技术已经无法满足各行业对高精度、复杂结构莫来石纤维基多孔陶瓷的需求,光固化3D打印技术可以直接制得近净尺寸的陶瓷材料,是制备复杂结构陶瓷的理想技术。以莫来石纤维(基体)和纳米SiO_(2)粉(高温黏结剂)为主要原料,采用光固化3D打印技术成功制备了莫来石纤维基多孔陶瓷。研究了纳米SiO_(2)粉加入量(加入质量分数分别为0、20%、27%、33%和38%)对纤维浆料的分散稳定性、流变特性和光敏性能的影响,以及对莫来石纤维基多孔陶瓷的显微结构和物理性能的影响。结果表明:SiO_(2)粉使纤维浆料的黏度显著提升,这有助于缓解纤维的沉降、团聚,获得均匀的打印浆料;但过量的SiO_(2)粉将导致浆料黏度过大,不利于3D打印过程顺利进行。当SiO_(2)粉加入量为33%(w)时,纤维浆料的性能最适合3D打印,其在1 h内的沉降率小于9.7%,黏度为3.95 Pa·s(剪切速率为30 s^(-1));采用上述浆料打印的莫来石纤维基多孔陶瓷表现出最佳的物理性能(体积密度为0.56 g·cm^(-3),显气孔率为72%,室温下的热导率为0.135 W·m^(-1)·K^(-1))。

关键词：多孔陶瓷莫来石纤维 3D打印隔热材料

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基于微纳结构的硅基高速探测器研究进展

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半导体光电 2020年第3期41卷 306-313页

作者：王昊璇郭安然金晖黄飞淋重庆光电技术研究所重庆400060

传统平面入射型硅基探测器由于近红外吸收系数低,存在响应速度和探测效率的冲突,被认为不适用于短距离光纤通信领域。微纳结构可有效提高等效光程,使入射光被吸收层充分吸收,提高光电器件的量子效率,广泛应用于太阳电池、近红外增强探... 详细信息

传统平面入射型硅基探测器由于近红外吸收系数低,存在响应速度和探测效率的冲突,被认为不适用于短距离光纤通信领域。微纳结构可有效提高等效光程,使入射光被吸收层充分吸收,提高光电器件的量子效率,广泛应用于太阳电池、近红外增强探测器等领域。近期,研究者基于陷光微结构,实现了数据传输速率达20 Gb/s以上、与CMOS工艺兼容的硅基高速探测器,展现出了广阔的发展前景。文章对微纳结构的优化设计、制备方法、基于微纳结构的硅基高速探测器的研究进展进行了综述和分析。

关键词：微纳结构硅基高速探测器优化设计制备方法

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