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Cu含量和热处理工艺对Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金显微组织和力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 737-754页

作者：贾志宏周广文周宏宇刘飞丁立鹏翁瑶瑶向开云赵海东南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心南京211816 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013 华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广州510640 南京工程学院材料科学与工程学院南京211167

采用三维X射线显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及硬度测试系统研究Cu含量及热处理工艺对真空压铸Al-Si-Mg-Mn-xCu合金显微组织和力学性能的影响。研究发现,虽然Cu含量增加会提高铸锭中气孔的密度和尺寸,但是Cu添加... 详细信息

采用三维X射线显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及硬度测试系统研究Cu含量及热处理工艺对真空压铸Al-Si-Mg-Mn-xCu合金显微组织和力学性能的影响。研究发现,虽然Cu含量增加会提高铸锭中气孔的密度和尺寸,但是Cu添加将促进凝固过程中含Cu初生相(Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)和θ-Al_(2)Cu)的形成,从而提高合金性能。合金中形成5种不同结构的初生相,包括共晶Si、α-Al(Fe,Mn)Si、β-Mg_(2)Si、Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)和θ-Al_(2)Cu相。随着Cu含量增加,θ相的面积分数迅速增加,α-Al(Fe,Mn)Si相面积分数首先降低,随后缓慢增加,而Q相的变化趋势与α-Al(Fe,Mn)Si相相反。这些初生相在热处理过程中会出现不同的演变规律。在随后的时效处理过程中,Q'和θ'相的协同析出能显著提高合金的时效硬化潜力。

关键词：铝硅铸造合金真空压铸热处理显微组织力学性能初生相

层状双氢氧化物-生物炭复合材料在废水处理中的应用

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3467-3478页

作者：吕鹏飞陈悫王佳程叶权运吴根义刘民戴诗琴黄杰湖南农业大学环境与生态学院长沙410128 龙光地产集团深圳518132 生态环境部华南环境科学研究所广州510530

层状双氢氧化物-生物炭(LDH-BC)复合材料,作为一种新型生物炭基复合纳米材料,在废水处理中展现了优异的污染物吸附和催化降解性能。本篇综述全面系统地总结LDH-BC复合材料的相关研究进展,为日后研究方向提供指导。研究内容综述了LDH-BC... 详细信息

层状双氢氧化物-生物炭(LDH-BC)复合材料,作为一种新型生物炭基复合纳米材料,在废水处理中展现了优异的污染物吸附和催化降解性能。本篇综述全面系统地总结LDH-BC复合材料的相关研究进展,为日后研究方向提供指导。研究内容综述了LDH-BC复合材料合成方法,改性策略和复合材料在废水处理中的应用及机制。展望部分提出LDH-BC复合材料存在具体组分降解路径不清晰、复合污染物体系应用较少、缺少现场规模试验等问题,接下来应针对以上问题进行深化拓展以推动LDH-BC复合材料的研究与应用。

关键词：层状双氢氧化物生物炭复合材料改性策略废水处理研究进展

热处理对激光选区熔化双金属结构连接界面微观组织与力学性能的影响

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中国激光 2024年第16期51卷 191-201页

作者：张思远张友昭李相伟张涛袁超张书彦广州大学物理与材料科学学院广东广州511442 东莞材料基因高等理工研究院广东东莞523808

采用激光选区熔化(SLM)技术在H13模具钢顶部沉积了一种新型3D打印模具钢材料AM40,通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等方法,研究了热处理对AM40/H13双金属结构材料微观组织演变及其力学变形行为的影响。结果表明:沉积态AM40/H13... 详细信息

采用激光选区熔化(SLM)技术在H13模具钢顶部沉积了一种新型3D打印模具钢材料AM40,通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等方法,研究了热处理对AM40/H13双金属结构材料微观组织演变及其力学变形行为的影响。结果表明:沉积态AM40/H13双金属材料界面无裂纹缺陷,AM40侧呈现增材制造特有的Marangoni熔池特征,以及细小的胞状和柱状结构的马氏体组织,H13侧为粗大奥氏体组织,界面存在明显的组织不均匀性。经过1000℃淬火+560℃回火热处理后,熔池特征消失,H13侧形成均匀的板条马氏体,消除了界面晶粒尺寸和取向差的不均匀性,且界面处的元素扩散宽度增加60μm。沉积态AM40/H13界面硬度为642 HV,高于AM40(529 HV)和H13(202 HV)。热处理消除了AM40/H13硬度的不均匀性,使整体平均硬度为480 HV。热处理后,AM40/H13双金属的抗拉强度从沉积态的644 MPa提高到1436 MPa,强度介于AM40和H13之间,断裂位置从沉积态的H13侧变为AM40侧,界面保持较高的强度和塑性。

关键词：激光技术激光选区熔化双金属结构热处理连接界面微观组织拉伸性能

柔性透明二维光电器件在智能化信息领域中的应用

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人工晶体学报 2024年第7期53卷 1087-1105页

作者：李洋崔楠傅年庆陈有辰潘书生林生晃广州大学物理与材料科学学院广州510006 松山湖材料实验室东莞523808 华南理工大学材料科学与工程学院广州510641

随着新型智能化电子技术的快速发展,人们对高性能、轻薄、柔性消费型电子产品的需求日益迫切。传统的硬质硅基器件难以满足可穿戴设备、电子皮肤等领域对电子元件的特殊需求,二维(2D)材料因优异的光电性质在新兴电子产业中备受瞩目,因... 详细信息

随着新型智能化电子技术的快速发展,人们对高性能、轻薄、柔性消费型电子产品的需求日益迫切。传统的硬质硅基器件难以满足可穿戴设备、电子皮肤等领域对电子元件的特殊需求,二维(2D)材料因优异的光电性质在新兴电子产业中备受瞩目,因此开发柔性透明2D光电器件成为前沿科技中的热门研究领域。本文详细介绍了柔性透明2D光电器件中的2D材料、透明电极、柔性透明衬底/介电层等关键构成,综合论述了关于柔性透明晶体管、光电探测器、传感器、电容器等器件在可穿戴电子、透明智能显示、医疗监测等领域中的广泛应用前景。最后,总结展望了柔性透明2D光电器件目前所面临的挑战与发展前景。相信随着材料科学、纳米技术和制造工艺的不断革新与发展,柔性透明电子技术将会更加成熟、可靠,为人类生活带来更多便利和可能性。

关键词：二维材料柔性透明电子光电器件可穿戴设备健康监测智能化技术

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强流脉冲电子束辐照对低压等离子喷涂 MCrAlY涂层组织与性能的影响

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金属学报 2024年第4期60卷 495-508页

作者：蔡杰高杰花银群叶云霞关庆丰张小锋江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院镇江212013 江苏大学机械工程学院镇江212013 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013 广东省科学院新材料研究所广州510650

为提高热障涂层黏结层高温抗氧化性能,本工作利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对低压等离子喷涂(LPPS)制备的NiCrAlY黏结层表面进行辐照改性处理,并揭示辐照改性效应对涂层抗氧化行为的影响。对比研究了HCPEB改性前后NiCrAlY涂层微观组织... 详细信息

为提高热障涂层黏结层高温抗氧化性能,本工作利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对低压等离子喷涂(LPPS)制备的NiCrAlY黏结层表面进行辐照改性处理,并揭示辐照改性效应对涂层抗氧化行为的影响。对比研究了HCPEB改性前后NiCrAlY涂层微观组织演变行为、1150℃静态氧化性能以及热生长氧化物(TGO)残余应力分布。微观分析结果表明,LPPS喷涂态涂层表面粗糙、存在较多未熔大颗粒;HCPEB改性态涂层表面平整光滑,形成厚约12μm的致密重熔层,其内部形成丰富的变形结构以及Y-Al富集纳米分散颗粒。1150℃静态氧化实验及TGO残余应力测试结果表明,喷涂态涂层氧化150 h后氧化膜出现脱落、内氧化严重,应力陡然下降。相比之下,HCPEB改性态涂层在整个氧化周期内表面氧化膜均能稳态生长,未出现剥落迹象,其TGO应力以稳定且缓慢的趋势增加。结果表明,HCPEB辐照改性技术可以有效提高MCrAlY涂层的抗高温氧化性能。

关键词：低压等离子喷涂(LPPS) 强流脉冲电子束(HCPEB) NiCrAlY涂层微观组织抗高温氧化性能

污水处理过程中典型PPCPs的污染特征及降解转化研究进展

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环境科学 2024年第6期45卷 3247-3259页

作者：贺德春郑密密黄伟柳王荣胡嘉梧刘姜艳潘杰重庆三峡学院环境与化学工程学院重庆404000 生态环境部华南环境科学研究所广州510530 广州市生态环境局增城技术中心广州511330

药品和个人护理用品(PPCPs)是21世纪以来引起人们广泛关注的一类新污染物,由PPCPs造成的生态健康风险问题也逐渐受到政府管理部门的重视.PPCPs的日常使用导致其在污水处理厂进出水和污泥中频繁检出且浓度较高,但传统污水处理工艺难以将... 详细信息

药品和个人护理用品(PPCPs)是21世纪以来引起人们广泛关注的一类新污染物,由PPCPs造成的生态健康风险问题也逐渐受到政府管理部门的重视.PPCPs的日常使用导致其在污水处理厂进出水和污泥中频繁检出且浓度较高,但传统污水处理工艺难以将其有效去除,通过微生物降解、光降解和臭氧氧化强化PPCPs去除的研究大多还处于实验室研究阶段,应用于实际污水处理时去除效果并不理想.因此,如何有效去除生活废水中的PPCPs是未来几年急需研究和解决的关键技术问题.通过综述典型PPCPs在污水处理厂的赋存状况、去除特性及其污泥吸附特性,探讨了污水处理过程中典型PPCPs在微生物、紫外光和臭氧作用下的降解转化行为,并基于当期研究不足,展望了污水中PPCPs去除及降解转化的研究方向:①实际生化处理对PPCPs的去除特性调查研究;②生化处理过程中典型PPCPs微生物降解转化机制研究;③实际污水体系中紫外光/臭氧对典型PPCPs的降解转化机制研究;④微生物降解、光降解及臭氧氧化等去除污水中PPCPs的应用技术研究.研究结果可以为污水处理过程中典型PPCPs的污染治理提供参考.

关键词：药品和个人护理用品(PPCPs) 污水处理污染特征降解转化

二元碳酸熔盐在氧化镍表面热物性的分子动力学模拟

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第4期63卷 141-148页

作者：潘君晞丁静刘书乐中山大学材料科学与工程学院广东广州510006

采用分子动力学模拟方法,研究了高温下碳酸钠、碳酸钾二元熔盐与氧化镍板的界面体系。研究得到了界面热阻、热导率和黏度等热物性随温度的变化规律,对比了不同温度下均相熔盐材料和界面处熔盐材料的热物性的差异,并且通过密度分布和径... 详细信息

采用分子动力学模拟方法,研究了高温下碳酸钠、碳酸钾二元熔盐与氧化镍板的界面体系。研究得到了界面热阻、热导率和黏度等热物性随温度的变化规律,对比了不同温度下均相熔盐材料和界面处熔盐材料的热物性的差异,并且通过密度分布和径向分布函数揭示了热物性发生变化的微观机制。模拟结果显示:温度升高时,熔盐离子间距离增加,范德华力和库仑力相互作用减弱,使得离子间能量传递更加困难,界面热阻、熔盐热导率均下降;同时,熔盐黏度也因为相互作用减弱,熔盐离子自身振动能量增加、运动趋向增强而下降。

关键词：碳酸熔盐燃料电池熔盐界面分子动力学热物性

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生物基聚脲酰胺的制备及性能研究

中国塑料 2024年第1期38卷 1-6页

作者：潘伯超林晨熹汤栋霖华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

采用一锅两步法熔融缩聚合成了高强高韧的生物基聚脲酰胺(PUA)材料。在无催化剂及无溶剂的条件下,先将尿素与1,10-癸二胺反应合成新型生物基单体二(氨基十亚甲基)脲(DADU),并进一步与1,10-癸二酸(DA10)、1,12-十二碳二酸(DA12)或二聚酸(... 详细信息

采用一锅两步法熔融缩聚合成了高强高韧的生物基聚脲酰胺(PUA)材料。在无催化剂及无溶剂的条件下,先将尿素与1,10-癸二胺反应合成新型生物基单体二(氨基十亚甲基)脲(DADU),并进一步与1,10-癸二酸(DA10)、1,12-十二碳二酸(DA12)或二聚酸(DmA)熔融缩聚制备了一系列高性能PUA。核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱证明了PUA的链结构,由体积排阻色谱得出PUA的分子量为12~13 kg/mol。PUA可热压成型,并展现了良好的力学性能,拉伸强度和断裂伸长率分别为25~45 MPa和400%~700%。其中PUA-DA10的拉伸强度达到聚酰胺1010(PA1010)的水平,但断裂伸长率是PA1010的2倍以上,可见其韧性远超于PA1010。PUA-DmA的断裂伸长率不亚于PA-DmA,但是其拉伸强度高于PA-DmA,体现出更高的强度和韧性。本研究证实将脲基引入聚酰胺(PA)得到的PUA可以提高材料的力学性能,该方法十分适合生物基聚酰胺的性能改进和多样化设计与应用。

关键词：聚脲酰胺生物基高分子热塑性高分子尿素

高频电源与活性屏离子渗氮对表面纳米化TC4钛合金渗氮层结合力的影响

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表面技术 2024年第17期53卷 157-169页

作者：高鸿文凯张乘玮高岩华南理工大学材料科学与工程学院广州510641

目的评估高频电源对喷丸纳米化TC4钛合金离子渗氮层结合力的影响,进一步探究在高频电源+活性屏工艺组合上,渗氮参数优化对渗氮层结合力的影响。方法选取直流电源–500℃-20 h-300 Pa离子渗氮试样与高频电源–500℃-20 h-200 Pa离子渗... 详细信息

目的评估高频电源对喷丸纳米化TC4钛合金离子渗氮层结合力的影响,进一步探究在高频电源+活性屏工艺组合上,渗氮参数优化对渗氮层结合力的影响。方法选取直流电源–500℃-20 h-300 Pa离子渗氮试样与高频电源–500℃-20 h-200 Pa离子渗氮试样,分别进行XRD、扫描电镜和划痕试验,对结构、形貌与结合力分析。在高频电源基础上,进一步选取活性屏优化前、后参数的渗氮试样进行结构、形貌和结合力对比。结果通过划痕测试发现,高频电源渗氮层的声信号平稳,划痕无剥落,渗氮层摩擦力信号突增的载荷值有一定提升。在高频电源+活性屏工艺组合下,优化后渗氮试样的Ti N和Ti2N层厚度比优化前渗氮试样的厚度明显增加。声信号上表现为更平稳及无明显突变,且优化后试样的渗氮层摩擦力信号突增的载荷值较优化前均增加。结论高频电源抑制了传统直流电源渗氮过程中的打弧现象,缓解了渗氮层内部的热应力聚集,提高了渗氮层的表面性能,对渗氮层载荷承受力和结合力有一定的提升作用。在高频电源与活性屏组合工艺下,优化后渗氮试样的渗氮动力学条件更好,Ti2N层厚度显著增加,提高了基体中氮扩散层的性能。同时,Ti2N厚度的增加可以减缓TiN层与基体的成分与性能的突变,从而提升渗氮层与基体的结合力。

关键词： TC4钛合金活性屏离子渗氮高频电源表面纳米化结合力