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多组元替换Zr-Al-Ni-Cu-Ag金属玻璃的热稳定性和晶化行为

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 8-16页

作者：蒲永亮钱翊齐刘钰鑫刘丛丁静朱胜利兰州交通大学材料科学与工程学院甘肃兰州730070 河北工业大学材料科学与工程学院天津300130 德州学院能源与机械学院山东德州253023 天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市材料复合与功能化重点实验室天津300350

为提高金属玻璃的热稳定性并获得大过冷液相区,研究了成分为Zr_(65-x)(Al_(0.21)Ni_(0.29)Cu_(0.04)Ag_(0.46))_(35+x)(x=0,7.5,15.0,22.5)的金属玻璃,重点分析了组分浓度对合金热稳定性、热诱导沉淀相以及力学性能的影响。结果表明,随... 详细信息

为提高金属玻璃的热稳定性并获得大过冷液相区,研究了成分为Zr_(65-x)(Al_(0.21)Ni_(0.29)Cu_(0.04)Ag_(0.46))_(35+x)(x=0,7.5,15.0,22.5)的金属玻璃,重点分析了组分浓度对合金热稳定性、热诱导沉淀相以及力学性能的影响。结果表明,随着合金组分浓度的增加,非晶漫散射峰的峰位向更高角度偏移,出现了玻璃转变现象。随着玻璃转变温度(T_(g))和晶化温度(T_(x))增加,液相线温度(Tl)降低,导致T_(x)和T_(g)之间的温度差(ΔT_(x))减小,约化玻璃转变温度(T_(rg))增大。此外,形核激活能(Ex)和长大激活能(E_(p1))随着溶质浓度的增加而增加。初晶从四方Zr_(2)Ni、Zr_(2)(Cu,Ag)、Zr Ag和六方Zr_(5)Al_(3)相的组合转变为单一四方ZrAg相,维氏硬度呈现出增加的趋势。通过研究,发现了具有141 K过冷液相区(ΔT_(x))和高热稳定性的新型金属玻璃Zr_(65-x)(Al_(0.21)Ni_(0.29)Cu_(0.04)Ag_(0.46))_(35+x)(x=7.5),且具有较强的抵抗晶化的特性。本研究采用的多组元替换策略对提高金属玻璃的热稳定性具有重要意义。

关键词：金属玻璃热稳定性晶化行为微观组织维氏硬度

配位聚合物中功能主-客体微纳限域空间的构筑与调控

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科学通报 2024年第16期69卷 2130-2144页

作者：方翰聂洪想于美慧常泽南开大学材料科学与工程学院金属与分子基材料化学天津市重点实验室天津300350

多孔配位聚合物(porous coordination polymers,PCPs)作为一类独特的晶态材料在近年来受到广泛的关注和研究.得益于其构筑模块多样、结构可设计和孔隙率可调等优势,该类材料可用于构筑独特的微纳尺度限域几何空间以容纳不同类型的客体分... 详细信息

多孔配位聚合物(porous coordination polymers,PCPs)作为一类独特的晶态材料在近年来受到广泛的关注和研究.得益于其构筑模块多样、结构可设计和孔隙率可调等优势,该类材料可用于构筑独特的微纳尺度限域几何空间以容纳不同类型的客体分子,由此产生的主-客体PCPs可展示出丰富的性质和潜在应用,并可以通过调节主体、客体和主-客体相互作用对其性能进行优化.因此,主-客体PCPs在当前的研究中备受关注,并逐渐成为研究的热点.然而,对于其微纳限域空间的功能导向构筑策略和方法的研究还在不断深入,因此对主-客体PCPs体系的理性构筑与调控及其功能导向的应用研究进行综述是不可或缺的.本文综述了主-客体PCPs的相关研究成果及对其的深入认识,包括主-客体系统的组成和组分间相互作用的类型.在此基础上,重点介绍了其微纳限域空间的构筑和调优原则.同时,本文还综述了近年来以光、电性质为功能导向的主-客体PCPs的研究进展,并就该领域发展所面临的挑战和前景进行了分析和展望.

关键词：配位聚合物微纳限域空间主-客体体系发光性质电学性质

基于改进麻雀搜索算法优化BPNN的电阻点焊质量预测

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 445-451页

作者：罗震董建伟胡建明天津大学材料科学与工程学院天津300350

电阻点焊技术由于具有高效、自动化程度高等焊接特点,被广泛应用于汽车、航空航天和公共交通等制造领域,由于焊点在封闭状态下进行,焊接过程存在诸多影响因素且无法直接检测,因此,准确预测电阻点焊质量是生产过程中必不可少的环节.本文... 详细信息

电阻点焊技术由于具有高效、自动化程度高等焊接特点,被广泛应用于汽车、航空航天和公共交通等制造领域,由于焊点在封闭状态下进行,焊接过程存在诸多影响因素且无法直接检测,因此,准确预测电阻点焊质量是生产过程中必不可少的环节.本文以2219/5A06铝合金为研究对象,在3种不同的装配条件(包括间隙和间距)下进行电阻点焊工艺信号的分析,并进行人工智能建模.为了提高电阻点焊质量评价的性能和效率,本文采用Logistic-Tent(LT)复合映射改进麻雀搜索算法(SSA)对反向传播神经网络(LT-SSA-BPNN)模型进行优化,模型的输入和输出分别为多信号融合后的变量和熔核直径.实验结果表明,与传统的标准反向传播神经网络(BPNN)模型相比,经过LT-SSA-BP模型优化后,预测结果的平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)和均方根误差(RMSE)分别降低了36.17%、17.55%和51.75%.同时,LT-SSA-BP神经网络在添加了不同间隙和间距条件作为训练集后,其预测稳定性明显提高,可以成功预测电阻点焊质量.

关键词：电阻点焊质量预测麻雀搜索算法反向传播神经网络模型

三维整体式碳基光热转换材料在太阳能界面水蒸发中的应用研究进展

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新型炭材料（中英文） 2024年第2期39卷 240-253页

作者：韩悦张鹏赵晓明天津工业大学天津市先进纺织复合材料重点实验室天津市先进纤维与储能技术重点实验室纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学环境科学与工程学院天津300387

光热驱动的海水淡化技术被认为是最具潜力的解决全球淡水资源短缺难题的方法之一。其中,太阳能界面水蒸发(SVG)是海水淡化效率的核心过程,是保证光热海水淡化技术具有能量转换效率高、设备简单、成本效益高的关键。在所有高效SVG候选材... 详细信息

光热驱动的海水淡化技术被认为是最具潜力的解决全球淡水资源短缺难题的方法之一。其中,太阳能界面水蒸发(SVG)是海水淡化效率的核心过程,是保证光热海水淡化技术具有能量转换效率高、设备简单、成本效益高的关键。在所有高效SVG候选材料中,三维整体式碳基光热转换材料具有成本低、吸光效率高、结构可调性好、水蒸发速率高、无二次污染等优点。本综述首先简述了SVG的基本原理,以此为依据介绍了高效SVG材料的工作机制和设计原则,最后系统归纳和概述了4种不同类型的三维整体式碳基光热转换材料的研究进展。本综述为未来三维整体式碳基光热转换材料的构建及其在SVG领域的应用研究提供理论基础和研究指导。

关键词：光热转换三维整体材料碳质材料太阳能界面水蒸发海水淡化

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Al−10Nb−3Ce−2.5B孕育剂对Zn−Al共析合金显微组织、阻尼和拉伸力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 465-479页

作者：张建军殷福星余晖冀璞光刘力李玉芳焦志娴王清周河北工业大学材料科学与工程学院天津市材料层状复合与界面控制技术重点实验室天津300130 广东省科学院新材料研究所广州510651

制备一种新型Al−10Nb−3Ce−2.5B孕育剂,并系统研究其对锌铝共析(ZA22)合金显微组织、阻尼和拉伸力学性能的影响。结果表明,该孕育剂对ZA22合金中的α相具有显著的细化作用(α相最低可被细化至约16μm),并可使得α相的形貌从粗大枝晶状转... 详细信息

制备一种新型Al−10Nb−3Ce−2.5B孕育剂,并系统研究其对锌铝共析(ZA22)合金显微组织、阻尼和拉伸力学性能的影响。结果表明,该孕育剂对ZA22合金中的α相具有显著的细化作用(α相最低可被细化至约16μm),并可使得α相的形貌从粗大枝晶状转变为细小花瓣状。通过边−边匹配晶体学模型(E2EM)建立孕育剂中CeB_(6)和NbB_(2)颗粒与α相之间的位向关系(ORs),并基于该E2EM模型揭示孕育剂对ZA22合金的细化机理。与未细化ZA22合金相比,孕育细化ZA22合金的高温阻尼性能,特别是逆共析转变阻尼峰得到显著提升。此外,孕育细化ZA22合金的室温拉伸力学性能也得到了显著提高,具有最佳细化效果的ZA22合金的抗拉强度和伸长率分别比未细化ZA22合金的高18.56%和119.04%。对相关机理进行了讨论。

关键词： Zn−Al共析合金孕育剂显微组织细化阻尼拉伸力学性能

激光重熔对等离子喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层组织和耐腐蚀性能的影响

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中国表面工程 2024年第3期37卷 125-133页

作者：董天顺刘建辉马庆亮刘琦付彬国李国禄陆鹏炜河北工业大学材料科学与工程学院天津300401 河北省新型功能材料重点实验室天津300401

现有关于高熵合金涂层重熔处理的研究大多集中在涂层的组织结构、力学性能和耐磨损性能等方面,对其耐腐蚀性能的研究较少。为了揭示激光重熔对高熵合金涂层耐腐蚀性能的影响,采用等离子喷涂技术在AISI 1045钢表面制备AlCoCrFeNi高熵合... 详细信息

现有关于高熵合金涂层重熔处理的研究大多集中在涂层的组织结构、力学性能和耐磨损性能等方面,对其耐腐蚀性能的研究较少。为了揭示激光重熔对高熵合金涂层耐腐蚀性能的影响,采用等离子喷涂技术在AISI 1045钢表面制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层,并采用激光重熔工艺对其进行重熔处理,对重熔前后涂层的组织结构和耐腐蚀性能进行对比研究。结果表明:激光重熔基本消除了喷涂层中的孔隙和裂纹等缺陷,涂层与基体之间由机械结合转变为冶金结合;重熔层由BCC固溶体相和少量FCC析出相组成,组织形态呈树枝晶状。极化曲线和电化学阻抗谱分析表明,激光重熔可以改善AlCoCrFeNi高熵合金涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。激光重熔后,涂层的自腐蚀电位从-0.421 6 V增加到-0.282 1 V,腐蚀电流密度从4.809×10^(-7)A/cm^(2)降低到1.475×10^(-7)A/cm^(2)。长期浸泡腐蚀试验也表明重熔层的耐腐蚀性能要显著优于喷涂层。通过等离子喷涂结合激光重熔技术得到缺陷较少、耐腐蚀性较好的高熵合金涂层,对于高熵合金的广泛应用具有重要的参考价值。

关键词：高熵合金涂层激光重熔显微组织耐腐蚀性能

原位合成高效抗菌活性凹凸棒石负载氯化银纳米粒子复合材料

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 963-969页

作者：张可风李艳乜开龙党诗源药秉学滑雪田光燕河北工业大学材料科学与工程学院天津300130 河北工业大学生态环境与信息特种功能材料教育部重点实验室天津300130

为提高AgCl纳米粒子(NPs)的分散性和光稳定性,将AgClNPs锚定在凹凸棒石(ATP)表面制备了ATP-AgCl复合材料,研究了其微观形貌、晶体结构及抗菌性能。结果表明:ATP的引入有效避免了AgClNPs的团聚,AgClNPs的粒径从5~10μm显著减小到3~20nm... 详细信息

为提高AgCl纳米粒子(NPs)的分散性和光稳定性,将AgClNPs锚定在凹凸棒石(ATP)表面制备了ATP-AgCl复合材料,研究了其微观形貌、晶体结构及抗菌性能。结果表明:ATP的引入有效避免了AgClNPs的团聚,AgClNPs的粒径从5~10μm显著减小到3~20nm。由于纳米粒子的小尺寸效应,ATP-AgCl复合材料表现出与纯AgCl相媲美的抗菌活性,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到99.98%和99.88%。此外,ATP的引入还显著改善了AgClNPs的光稳定性,复合材料经24h阳光暴晒后仍保持原始的灰白色。

关键词：凹凸棒石氯化银无机抗菌剂大肠杆菌金黄色葡萄球菌

羟基功能化离聚物对热塑性淀粉/PBAT共混物性能的影响

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化学工业与工程 2024年第3期41卷 86-97页

作者：马轶莲丁营利胡浩东陈相见崔亮张坤玉天津大学化工学院天津大学材料科学与工程学院天津市材料复合与功能化重点实验室中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院

绿色高分子材料是解决塑料污染这一全球性挑战的重要手段之一，其中高性能材料的开发是关键核心挑战。以热塑性淀粉(TPS)、聚己二酸丁二醇-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和一系列新型羟基功能化离聚物为原料，采用熔融法制备了高性能绿色多... 详细信息

绿色高分子材料是解决塑料污染这一全球性挑战的重要手段之一，其中高性能材料的开发是关键核心挑战。以热塑性淀粉(TPS)、聚己二酸丁二醇-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和一系列新型羟基功能化离聚物为原料，采用熔融法制备了高性能绿色多相共混体系。深入研究了离聚物和组成对共混物相结构和物理性能的影响规律。离聚物在体系中起到TPS增塑剂、共混物增韧剂和增容剂的多重作用。与甘油一起作用，离聚物可以有效地改善TPS的物理性能。更重要的是，离聚物通过分子间相互作用有效地改善了TPS和PBAT的相容性，有效地增强了共混物的相容性，提供了平衡力学性能和抗老化性能相结合的综合性能，TPS(I2-40%)/PBAT 20/80在30 d后的断裂伸长率为436%。这项研究对于从天然产品和生物塑料中利用含羟基聚合物开发可持续的高性能复合材料具有重要意义。

关键词：热塑性淀粉离聚物聚己二酸丁二醇-对苯二甲酸丁二醇酯抗老化

1,5-萘二酚改性环氧树脂及其氮化硼复合材料的制备与导热性能

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中国表面工程 2024年第1期37卷 110-117页

作者：吴连锋朱洪宇申小松朱艳吉汪怀远海洋化工研究院有限公司海洋涂料国家重点实验室青岛266071 天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津大学化工学院天津300350

环氧树脂是导热复合材料领域必不可少的,但是由于其本征导热系数较低限制了应用,因此提高环氧树脂本征导热系数对于高性能导热复合材料的开发具有重要意义。环氧树脂本征热导率的提高通常可采用引入刚性基团的方式实现,而实际操作中往... 详细信息

环氧树脂是导热复合材料领域必不可少的,但是由于其本征导热系数较低限制了应用,因此提高环氧树脂本征导热系数对于高性能导热复合材料的开发具有重要意义。环氧树脂本征热导率的提高通常可采用引入刚性基团的方式实现,而实际操作中往往受限于含刚性基团分子与环氧树脂分子之间存在极性差异、相容性不一致等问题,导致环氧树脂及其复合材料结构设计与合成具有复杂性,限制了其实际应用。采用含较强刚性萘环的1,5-萘二酚(Naphthalenediol)改性环氧树脂(EP)制备萘改性环氧树脂(NEP),改善环氧树脂分子链的“有序性”,减少导热过程中声子的散射,提高材料的导热性。研究结果表明,NEP的导热系数为0.32 W/(m·K),是EP导热系数0.19 W/(m·K)的1.68倍。氮化硼(BN)填料的加入使NEP/BN复合材料的热导率提升至1.25 W/(m·K),为EP/BN复合材料热导率1.01 W/(m·K)的1.24倍,EP的6.58倍。NEP及NEP/BN复合材料导热性能的提升,归因于萘环的刚性引起分子链的排列更加有序,以及改性过程中形成氢键的协同作用。向环氧树脂中引入萘环结构,采用简单的试验操作,明显提高了环氧树脂的本征热导率,可以为具有良好导热性能的树脂材料的开发提供思路。

关键词：环氧树脂 1,5-萘二酚导热改性热导率