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Al-Mg合金搅拌摩擦焊接头的组织演变及腐蚀性能

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焊接学报 2024年第10期45卷 8-18页

作者：刘金浩李家辰张亮亮吴宝生李鹏董红刚大连理工大学材料科学与工程学院大连116024

文中基于电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)和动电位极化等方法,探索了Al-Mg系合金AA5083-H112搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)接头的微观组织、腐蚀性能和力学性能,揭示了Al-Mg系合金搅拌摩擦焊接头微观... 详细信息

文中基于电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)和动电位极化等方法,探索了Al-Mg系合金AA5083-H112搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)接头的微观组织、腐蚀性能和力学性能,揭示了Al-Mg系合金搅拌摩擦焊接头微观组织的演变机理,明确了微观组织对其腐蚀性能和力学性能的影响规律.结果表明,5083-H112铝合金搅拌摩擦焊接头从母材区(base metal zone,BMZ)到焊核区(nugget zone,NZ)的组织演变规律符合连续动态再结晶机制.800 r/min下接头从BMZ到NZ的平均晶粒尺寸先增大后减小,大角度晶界(high angle grain boundaries,HAGBs)占比先减小后增加.随转速的升高,NZ的平均晶粒尺寸逐渐增大,HAGBs占比受焊接热输入及焊后冷却时间的影响先减小后增大.同转速下接头不同区域和不同转速下接头NZ的腐蚀倾向均呈现出与HAGBs占比正相关的规律,腐蚀部位主要在晶界,腐蚀形貌呈现出晶间腐蚀和剥落腐蚀的特征.接头各区域的硬度与微观组织相符,但对转速的变化不敏感.在600 r/min和1000 r/min转速范围内接头抗拉强度达母材的97%以上,同时断后伸长率与母材接近.

关键词： Al-Mg合金搅拌摩擦焊组织演变腐蚀性能力学性能

Sm掺杂量对Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)弛豫铁电体场诱应变温度稳定性的影响

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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 2900-2906页

作者：袁欢凌志远华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT)弛豫铁电材料因场诱应变大且滞后小而成为制备微位移致动器的优选材料,然而场诱应变的温度依赖性阻碍了其进一步发展。针对这一问题,以两步氧化物固相反应法制备了不同Sm掺杂量的PMN-0.32P... 详细信息

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT)弛豫铁电材料因场诱应变大且滞后小而成为制备微位移致动器的优选材料,然而场诱应变的温度依赖性阻碍了其进一步发展。针对这一问题,以两步氧化物固相反应法制备了不同Sm掺杂量的PMN-0.32PT陶瓷,研究了掺杂量对场诱应变温度稳定性的影响。结果表明,Sm^(3+)的掺入打破了晶格的长程有序,增大了微区化学成分的不均匀性,宏观上表现出强烈的介电频率色散,大量纳米畴及极性纳米区域的出现使样品展现出大场诱应变和高温度稳定性。受PMN弥散相变影响,温度低于-15℃场诱应变很小,高于-15℃场诱应变迅速增大。在1 kV/mm单向电场驱动下,x=0.040样品的径向场诱应变在-10~+50℃间高达4.2×10^(-4),变化率小于3.8%,滞后小于13.1%,展现出良好的应用前景。

关键词：弛豫铁电体铌镁酸铅-钛酸铅场诱应变温度稳定性钐掺杂

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硫氧镁泡沫水泥吸波材料的制备及性能

建筑材料学报 2024年第4期27卷 291-298页

作者：崔宝栋刘军李思琪李瑶邓永刚沈阳理工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110159

采用具有优良吸波性能的铁氧体和碳化硅来改性硫氧镁水泥泡沫板,研究了铁氧体和碳化硅掺量对改性硫氧镁水泥吸波性能的影响,并通过X射线衍射及扫描电子显微镜分析了其影响机理.结果表明:在3.95~18.00 GHz目标频段下,掺加5%碳化硅改性硫... 详细信息

采用具有优良吸波性能的铁氧体和碳化硅来改性硫氧镁水泥泡沫板,研究了铁氧体和碳化硅掺量对改性硫氧镁水泥吸波性能的影响,并通过X射线衍射及扫描电子显微镜分析了其影响机理.结果表明:在3.95~18.00 GHz目标频段下,掺加5%碳化硅改性硫氧镁水泥的最低反射率出现在8.40 GHz处,为-15.9 dB;掺加15%铁氧体改性硫氧镁水泥的最低反射率出现在7.04 GHz处,为-17.3 dB;铁氧体和碳化硅按照一定比例掺加到硫氧镁水泥基体中,均表现出良好的吸波性能.

关键词：硫氧镁水泥碳化硅铁氧体吸波性能

温度梯度下Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点热迁移及界面反应行为

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焊接学报 2024年第4期45卷 71-78,I0007页

作者：李瑞乔媛媛任晓磊赵宁大连理工大学材料科学与工程学院大连116042

探究了焊点平均温度为110℃(时效)及180℃(回流)时,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点在温度梯度作用下的原子热迁移行为及界面反应行为.结果表明,在时效过程中,因Bi相的网状结构,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点冷、热两端界面金属间化合物(intermetallic compo... 详细信息

探究了焊点平均温度为110℃(时效)及180℃(回流)时,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点在温度梯度作用下的原子热迁移行为及界面反应行为.结果表明,在时效过程中,因Bi相的网状结构,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点冷、热两端界面金属间化合物(intermetallic compound,IMC)呈现对称性生长.在温度梯度为1000℃/cm时,未发生明显的Bi原子迁移现象,但当温度梯度达到或超过1300℃/cm时,Bi原子会由热端向冷端界面迁移,并在冷端界面处偏聚.在回流过程中,温度梯度驱动Cu原子由微焊点热端向冷端界面迁移,导致两端界面IMC呈非对称性生长,而并未发现Bi原子的热迁移行为.因此,当Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点中钎料呈液态时,温度梯度仅驱动了Cu原子的热迁移,并未致使Bi原子发生热迁移;当钎料呈固态时,在较低温度梯度下Cu和Bi原子均不发生明显的热迁移,但较高的温度梯度会引发Bi原子的热迁移.

关键词：微焊点 Sn-58Bi 热迁移界面反应 Bi相偏聚

有机电子传输材料在反式钙钛矿太阳能电池中的研究现状

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材料导报 2024年第10期38卷 220-230页

作者：王耀武王彬彬河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454003

近年来,反式结构的钙钛矿太阳能电池凭借制备工艺简单、可低温成膜、迟滞效应低、适合与传统太阳能电池结合制备叠层器件等优点,受到了人们广泛的关注,经过几年的发展,反式钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已从3.9%提升到25.37%。其中电... 详细信息

近年来,反式结构的钙钛矿太阳能电池凭借制备工艺简单、可低温成膜、迟滞效应低、适合与传统太阳能电池结合制备叠层器件等优点,受到了人们广泛的关注,经过几年的发展,反式钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已从3.9%提升到25.37%。其中电子传输层作为钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,在提取和运输载流子、阻挡空穴、调节界面能级结构和抑制电荷复合等方面起着关键性的作用。一些有机材料(富勒烯及其衍生物、苝二酰亚胺、萘二酰亚胺等)凭借容易合成和纯化、能级可调、电子迁移率高、溶解性好、化学/热稳定性良好等优势,已经广泛应用于反式钙钛矿太阳能电池。本文主要介绍了不同有机电子传输材料在反式钙钛矿太阳能电池中的研究现状,还介绍了电子传输层掺杂和界面修饰两种提升器件性能的改性手段,旨在为开发全新的有机电子传输材料提供基础性的理论指导。

关键词：反式钙钛矿太阳能电池工作机理有机电子传输材料

多孔碳纳米纤维负载铜铂合金催化剂的制备及电催化析氢性能

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 120-129页

作者：陈鑫刘婧媛于静哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

通过静电纺丝和分阶段热处理方法,在多孔碳纳米纤维(PCNFs)上制备了一系列不同合金比例的PtCu纳米合金催化剂,研究了合金颗粒表面形貌和Cu-Pt-Cu结构对析氢反应(HER)的影响.结果表明,PtCu添加摩尔比为1∶2时可获得最佳析氢性能,在酸性... 详细信息

通过静电纺丝和分阶段热处理方法,在多孔碳纳米纤维(PCNFs)上制备了一系列不同合金比例的PtCu纳米合金催化剂,研究了合金颗粒表面形貌和Cu-Pt-Cu结构对析氢反应(HER)的影响.结果表明,PtCu添加摩尔比为1∶2时可获得最佳析氢性能,在酸性条件下电流密度为10 mA/cm^(2)时,过电位为37 mV,拥有良好的长期稳定性.研究结果为PCNFs负载过渡金属与Pt的二元合金纳米催化剂的制备提供了一种新的方法.

关键词：静电纺丝多孔碳纤维铜铂合金析氢反应

硅基聚合物耐高温衍生陶瓷涂层制备与应用研究进展

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材料工程 2024年第4期52卷 12-23页

作者：陈科吉李鹏飞徐彩虹吴子剑张宗波哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150000 中国科学院化学研究所北京100190

随着航空航天领域的不断发展,金属以及碳材料等高温结构部件的服役条件日益苛刻。通过恰当的工艺在高温结构部件表面制备硅基陶瓷涂层并赋予其特殊性能,可有效提高高温结构部件的使用寿命。近年来,聚合物前驱体转化陶瓷涂层逐渐成为一... 详细信息

随着航空航天领域的不断发展,金属以及碳材料等高温结构部件的服役条件日益苛刻。通过恰当的工艺在高温结构部件表面制备硅基陶瓷涂层并赋予其特殊性能,可有效提高高温结构部件的使用寿命。近年来,聚合物前驱体转化陶瓷涂层逐渐成为一种无机涂层制备的新方法。该方法具有制备工艺简便、涂层功能拓展性强等特点,得到了研究者越来越多的关注。本文主要综述了硅基聚合物前驱体转化陶瓷涂层的研究进展。首先从聚合物陶瓷涂层的制备展开,简要介绍了硅基聚合物前驱体、填料种类以及涂覆工艺和裂解方式对涂层结构以及性能的影响。随后,重点讨论了聚合物前驱体转化陶瓷涂层在耐高温防护领域,包括抗氧化、环境障、热障涂层的应用进展。最后,指出了聚合物陶瓷涂层在涂层性能提升及缺陷控制等方面的问题,并对其发展方向进行了展望,例如通过在硅基前驱体中引入Hf,Zr,Ta等超高温元素,提高陶瓷涂层的耐温等级,以及发展高效的陶瓷化新技术,从而提高陶瓷转化效率及涂层适用性范围等。

关键词：聚合物前驱体转化法陶瓷涂层高温防护抗氧化环境障热障

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基于第一性原理高价元素Mo稳定层状富锂锰基材料的氧框架机制

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高等学校化学学报 2024年第5期45卷 110-119页

作者：张硕赵刘洋黄昊吴爱民李爱魁大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 大连理工大学电气工程学院大连116024

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算探究了高价元素Mo取代Mn稳定层状富锂锰基材料氧离子框架机制.Mo掺杂将体积变化率从‒2.95%降至‒0.53%,改善了锂化前后的晶格畸变.空位形成能及巴德电荷分析结果表明,7种氧空位形成能均明显提升,且... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算探究了高价元素Mo取代Mn稳定层状富锂锰基材料氧离子框架机制.Mo掺杂将体积变化率从‒2.95%降至‒0.53%,改善了锂化前后的晶格畸变.空位形成能及巴德电荷分析结果表明,7种氧空位形成能均明显提升,且第一配位氧平均巴德电荷从1.13 e升至1.18 e,抑制了不稳定氧析出;锂化前后氧原子巴德电荷改变量从0.51 e降至0.11 e,表明循环前后的体系均具有良好的氧框架稳定性.通过差分电荷密度计算,发现Mo能够在Li去除后提供电荷补偿,而且Mo掺杂后锂离子迁移速率得到了提升,最低势垒从0.55 eV降至0.42 eV.为高价元素掺杂锂离子电池正极材料奠定了坚实的理论依据.

关键词：锂离子电池富锂正极材料电子性质晶格氧密度泛函理论

Nb含量对多孔Ti-Nb合金组织与力学性能的影响

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材料工程 2024年第9期52卷 141-149页

作者：苏苏李明骜刘俊逸李娟高宇康文武重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054

利用真空烧结技术制备获得不同含量Nb元素的多孔Ti-Nb合金,研究Nb元素含量对多孔Ti-Nb合金孔隙形貌、孔隙率、显微组织、弹性模量以及耐磨损性能的影响。结果表明:随着Nb元素含量的增加,多孔Ti-Nb合金的孔隙形貌无明显变化,其孔隙率逐... 详细信息

利用真空烧结技术制备获得不同含量Nb元素的多孔Ti-Nb合金,研究Nb元素含量对多孔Ti-Nb合金孔隙形貌、孔隙率、显微组织、弹性模量以及耐磨损性能的影响。结果表明:随着Nb元素含量的增加,多孔Ti-Nb合金的孔隙形貌无明显变化,其孔隙率逐渐增加。多孔Ti-Nb合金主要由α相和β相组成,其中,由于Nb元素中β相稳定作用,随着Nb元素含量的增加,合金中β相的体积分数显著增加,合金的抗压强度和弹性模量逐渐降低。多孔Ti-Nb合金在模拟体液(SBF)中的耐磨性主要受合金中β相和α相体积比的影响,当β相和α相体积比超过61.7/38.3时,合金的耐磨性逐渐提高。

关键词：多孔Ti-Nb合金组织演化弹性模量摩擦磨损性能

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