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Ga添加对304L不锈钢力学性能和抗菌性能的影响

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金属学报 2024年第7期60卷 890-900页

作者：孟玉佳席通杨春光赵金龙张新蕊于英杰杨柯中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

Ga元素具有优异的抗菌能力,多形成镓配合物作为药物使用,但Ga很少在镓合金中展现其抗菌效果。为挖掘含Ga合金的抗菌能力,本工作利用金相观察、拉伸实验以及抗菌实验等方法探究Ga添加对304L奥氏体不锈钢的力学性能和抗菌性能的影响,并初... 详细信息

Ga元素具有优异的抗菌能力,多形成镓配合物作为药物使用,但Ga很少在镓合金中展现其抗菌效果。为挖掘含Ga合金的抗菌能力,本工作利用金相观察、拉伸实验以及抗菌实验等方法探究Ga添加对304L奥氏体不锈钢的力学性能和抗菌性能的影响,并初步探讨了304L-Ga不锈钢的抗菌机理。结果表明,经过固溶处理后,Ga添加使不锈钢的屈服强度和伸长率提高,抗拉强度和硬度降低,同时因其固溶作用使不锈钢晶格常数增大。304L-Ga不锈钢具有优异的抗菌性,钝化膜表面释放的Ga^(3+)引起细菌中活性氧(ROS)的高表达,导致氧化应激和杀菌作用。接触杀菌为304L-Ga不锈钢的杀菌机制之一,细菌与不锈钢充分接触,使细菌体内的质子(H+)与不锈钢表面所释放电子发生耗尽反应,促进不锈钢表面Ga的溶解。同时,在质子消耗反应中产生额外的ROS,进一步增强了材料的抗菌效果。

关键词：含Ga不锈钢微观组织力学性能接触抗菌

一种第三代单晶高温合金的组织稳定性与持久性能

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金属学报 2024年第6期60卷 770-776页

作者：刘金来孙晶霞孟杰李金国中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

针对第三代单晶高温合金研制过程中析出少量拓扑密排相(TCP相)和中温性能偏低的问题,采用电子空位数计算,确定了对合金组织稳定性影响最显著的元素为Al,通过将Al含量降低0.4%,合金在1100℃、1000 h长期时效后完全无TCP相析出,实现了合... 详细信息

针对第三代单晶高温合金研制过程中析出少量拓扑密排相(TCP相)和中温性能偏低的问题,采用电子空位数计算,确定了对合金组织稳定性影响最显著的元素为Al,通过将Al含量降低0.4%,合金在1100℃、1000 h长期时效后完全无TCP相析出,实现了合金良好的组织稳定性。根据中温变形机制,认为合金中温持久性能偏低的原因为合金层错能偏低。确定合金成分的优化方案为在Al含量降低0.4%的基础上,少量降低Re和Co的含量以提高合金的层错能,通过将Re和Co含量分别降低0.25%和1%,合金在760℃、800 MPa的持久寿命由40 h提高到150 h,且合金的高温持久性能保持不变。在此基础上,确定了组织稳定且中/高温性能平衡的一种第三代单晶合金的最佳成分,并讨论了稳定合金组织和提高中温蠕变性能的原因。

关键词：第三代单晶高温合金组织稳定性持久性能 Re 变形机制

一种用于光电/光热综合利用的光谱选择性金属网格涂层

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太阳能学报 2024年第6期45卷 303-309页

作者：陈肯赵斌裴刚中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230027

针对光电/光热综合利用(PV/T),提出一种纳米级金属(银)网格涂层,在太阳辐射波段(0.3~2.5μm)具有高透过率,在红外波段(2.5~25μm)具有高反射率,与全波段(0.3~25μm)高吸收/发射的PV/T吸收器结合可产生太阳辐射波段高吸收、红外低发射的... 详细信息

针对光电/光热综合利用(PV/T),提出一种纳米级金属(银)网格涂层,在太阳辐射波段(0.3~2.5μm)具有高透过率,在红外波段(2.5~25μm)具有高反射率,与全波段(0.3~25μm)高吸收/发射的PV/T吸收器结合可产生太阳辐射波段高吸收、红外低发射的光谱选择特性,从而显著降低PV/T的辐射热损。基于时域有限差分方法,模拟分析网格周期、宽度和厚度对金属网格涂层光谱特性的影响。结果表明:当纳米金属网格的周期为500 nm,厚度为50 nm、宽度为30 nm时,其太阳波段透过率达到0.90,红外反射率达到0.88。与已有ITO光谱选择性涂层相比,金属网格涂层的太阳辐射透过率提高20%,红外反射率提高24%,同时薄层电阻(5.3Ω/Sq)降低47%。

关键词：太阳能纳米金属热能光电光热综合利用低发射率涂层

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微分散液滴的光纤检测研究

化工学报 2024年第1期75卷 211-220页

作者：温唯谷袁志宏王凯骆广生清华大学化学工程系北京100084 清华大学化学工程联合国家重点实验室北京100084

微分散是微化工技术的重要组成部分,传统利用显微摄像分析和统计微分散液滴的方法成本高,不易推广。提出了一种基于光纤传感的微分散液滴在线检测技术,该方法基于漫反射光纤、光纤传感器、数据采集卡和LabVIEW程序实现了微通道内液滴生... 详细信息

微分散是微化工技术的重要组成部分,传统利用显微摄像分析和统计微分散液滴的方法成本高,不易推广。提出了一种基于光纤传感的微分散液滴在线检测技术,该方法基于漫反射光纤、光纤传感器、数据采集卡和LabVIEW程序实现了微通道内液滴生成频率和长度的在线检测,满足0.21 mm以上直径液滴的检测,检测频率上限为500 Hz,当液滴通过光纤时间超过15 ms时,还可检测液滴长度。研究结果表明光纤直径和光纤传感器响应时间是影响该方法检测性能的主要因素,与相似平台对比,以较低的成本实现了较高检测性能。

关键词：微通道微分散光电检测光纤传感器液滴检测

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微量稀土La对Al-7%Si-0.6%Fe合金组织与性能的影响

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物理学报 2024年第7期73卷 281-291页

作者：戚忠乙王博江鸿翔张丽丽何杰东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

在Al(铝)-Si(硅)合金中同时添加Sr(锶)和B(硼)存在“中毒”现象,无法同时细化α-Al晶粒和变质共晶Si.本文研究了在同时添加α-Al晶粒细化剂B和共晶Si变质剂Sr的条件下,微量稀土La(镧)对Al-7%Si-0.6%Fe合金组织、热导率和力学性能的影响... 详细信息

在Al(铝)-Si(硅)合金中同时添加Sr(锶)和B(硼)存在“中毒”现象,无法同时细化α-Al晶粒和变质共晶Si.本文研究了在同时添加α-Al晶粒细化剂B和共晶Si变质剂Sr的条件下,微量稀土La(镧)对Al-7%Si-0.6%Fe合金组织、热导率和力学性能的影响,分析了稀土La的影响规律及其作用机理.结果表明微量稀土La的添加,一方面可以中和Sr与B的毒化效应,提升共晶Si的变质效果;另一方面可以促使α-Al异质形核基底La B6的形成,并作为表面活性剂降低α-Al的形核过冷度,从而细化α-Al晶粒.共晶Si的变质以及α-Al晶粒的细化有助于同时提升Al-7%Si-0.6%Fe合金的热导率及力学性能.此外,当稀土La的添加量在0.02%—0.06%之间时,合金的导热性能明显提升;随着La添加量的进一步增大,合金热导率下降.

关键词： Al-Si合金微合金化La 凝固组织热导率

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基于生物可降解材料的高分子结晶实验教学

实验技术与管理 2024年第10期 163-170页

作者：杨喆郑妍妍洪思雨徐军清华大学化学工程系

该结晶综合实验通过差示扫描量热（DSC）、正交偏光显微镜（POM）、小角激光散射（SALS）等实验方法，研究了丁二酸丁二酯/甲基丁二酸丁二酯无规共聚物（PBSMS）中非晶共聚单元甲基丁二酸丁二酯含量对共聚物热性能、结晶动力学和结晶形... 详细信息

该结晶综合实验通过差示扫描量热（DSC）、正交偏光显微镜（POM）、小角激光散射（SALS）等实验方法，研究了丁二酸丁二酯/甲基丁二酸丁二酯无规共聚物（PBSMS）中非晶共聚单元甲基丁二酸丁二酯含量对共聚物热性能、结晶动力学和结晶形态等的影响。整个实验包括实验设计、小组合作、汇总实验结果、进行数据分析、建立物理模型等环节，最后得出了研究结论。实验研究结论与理论知识和文献报道结果一致，加深了学生对理论知识的理解和掌握。通过本实验，学生的实验设计能力、综合分析能力和科研思维都得到了很好的训练。

关键词：高分子物理实验聚丁二酸丁二酯结晶共聚

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荷电可调性碳化聚合物点的合成、性能及其对槲皮素的响应研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2523-2530页

作者：翁文婷季泉彤王亚庭陈桦杰陈少云泉州师范学院化工与材料学院制药工程系福建泉州362000

以海藻酸钠(SA)为碳源,引入邻苯二胺(oPDA)为助剂,采用一步水热合成法制备新型的氮掺杂碳化聚合物点SA-oPDA CPDs。该CPDs溶液在352nm波长激发下,于462nm处有蓝绿色荧光发射信号,stokes shift可达到110nm,并显示出良好的光稳定性和激发... 详细信息

以海藻酸钠(SA)为碳源,引入邻苯二胺(oPDA)为助剂,采用一步水热合成法制备新型的氮掺杂碳化聚合物点SA-oPDA CPDs。该CPDs溶液在352nm波长激发下,于462nm处有蓝绿色荧光发射信号,stokes shift可达到110nm,并显示出良好的光稳定性和激发波长不依赖性,荧光量子产率为16.9%。碳化聚合物点保留有海藻酸钠聚合链的特征,通过静电吸附组装技术,与壳聚糖形成复合发光薄膜,具有发光器件可应用潜力。该碳点水溶液对pH值极具敏感性,随着溶液环境由酸性变化到碱性,荧光强度增加的同时伴随着荧光发射峰位置从465nm蓝移突变至425nm,相应碳点的表面荷电状态由正电荷变化为负电荷。结构和形貌表征,在高温碳化过程中,该碳点内部形成碳化发光中心,外层表面共存来源于邻苯二胺和海藻酸钠的胺基和羧基。在溶液环境中,碳点的带电状态随溶液pH值的变化而变化,出现类似两性电解质的荷电性质,并在pH 6~7存在等电点。这可能是由于碳点表面羧基的解离和胺基的质子化的共同作用,并导致溶液表现出发光可调性。CPDs在pH 6.80的溶液环境下与铅离子结合后,溶液发射的荧光从蓝色变化为蓝绿色,可实现对一定浓度铅离子的明显可视化响应。研究表明还原性的药物对该碳点荧光信号有明显的猝灭效应。槲皮素对碳点的荧光猝灭程度在7.9×10^(-6)~7.7×10^(-5)mol·L^(-1)浓度范围内,可呈现方程为I0/I=0.8788+1.6897×10^(-6)cQue的线性响应,相关系数r^(2)=0.9748,检出限LOD=1.7×10^(-6)mol·L^(-1)。

关键词：碳化聚合物点荷电可调性槲皮素响应发光薄膜

课程思政视域下《材料合成与表征实验》教学探索实践

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硅酸盐通报 2024年

作者：李艳艳李慧丽章剑波钟锦辉卢周广任富增南方科技大学材料科学与工程系

在“大思政”教育背景下，材料专业课程思政与思政课程建设同向同行，是培养材料专业人才的重要举措。依据材料合成与表征实验课程的人才培养目标，从课程体系建设、思政元素挖掘和思政育人实施路径出发，开展了课程思政育人的教学实践... 详细信息

在“大思政”教育背景下，材料专业课程思政与思政课程建设同向同行，是培养材料专业人才的重要举措。依据材料合成与表征实验课程的人才培养目标，从课程体系建设、思政元素挖掘和思政育人实施路径出发，开展了课程思政育人的教学实践。通过材料合成与表征实验的教学实践，表明课程思政建设不仅能有效提升专业的知识水平，同时又能很好地发挥课堂教学的主战场，于润物细无声中达到良好的育人成效，为党育人，为国育才。

关键词：课程思政材料合成材料表征教学实践

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增材制造形状记忆合金的最新进展

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2045-2073页

作者：杨雨茜高卫红孙斌傅宇东孟祥龙哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

增材制造(AM)作为一项革命性技术,能够以前所未有的自由度制造复杂的形状记忆合金(SMA)部件,从而为现代制造业的发展以及传统制造业的转型提供巨大契机。本篇综述从微观结构、性能和前景的角度阐明增材制造形状记忆合金的研究进展,为制... 详细信息

增材制造(AM)作为一项革命性技术,能够以前所未有的自由度制造复杂的形状记忆合金(SMA)部件,从而为现代制造业的发展以及传统制造业的转型提供巨大契机。本篇综述从微观结构、性能和前景的角度阐明增材制造形状记忆合金的研究进展,为制备具有高性能和多功能性的理想材料拓宽思路。改变扫描参数能够有效调控打印过程中独特的微观组织——外延凝固形成的柱状晶粒。在析出相、位错、孪晶与层错等微观结构的综合影响下可获得优异且稳定的形状记忆效应与超弹性。最后,仍需要在材料、技术、性能和方法等方面取得进一步突破,以促进增材制造形状记忆合金在各行业中的应用。

关键词：形状记忆合金增材制造外延凝固马氏体转变工艺参数控制