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磁性镓基液态金属复合材料的研究进展

材料导报 2024年第8期38卷 166-180页

作者：陆奔李安敏杨树靖袁子豪惠佳琪广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室南宁530004 广西大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室南宁530004 广西大学广西高校高性能结构材料及热表加工重点实验室南宁530004

镓基液态金属具有高导电性、高导热性、高流动性和优良的生物相容性,是一种具有很大发展和应用前景的功能材料。镓基液态金属与其他不同物理化学性质的材料组合而成的镓基液态金属复合材料为基础研究与应用研究提供了一个新的方向,为解... 详细信息

镓基液态金属具有高导电性、高导热性、高流动性和优良的生物相容性,是一种具有很大发展和应用前景的功能材料。镓基液态金属与其他不同物理化学性质的材料组合而成的镓基液态金属复合材料为基础研究与应用研究提供了一个新的方向,为解决柔性电子、热调控和生物医学等各个领域的挑战性问题提供了新的思路并表现出重大潜力。磁性粒子的引入可以使镓基液态金属具有良好的磁性能。作为一种新兴的磁性功能材料或磁性智能材料,磁性镓基液态金属复合材料在柔性电子、微电机、靶向给药、热调控、屏蔽与吸波等领域已展现出初步的研究和应用价值。本文系统地总结和评述了磁性镓基液态金属复合材料的研究进展。从基础研究、磁力控制、磁热控温、屏蔽与吸波四个方面综述了磁性镓基液态金属复合材料的性能和应用,说明了这种复合策略的有效性。这可为磁性镓基液态金属复合材料的进一步研究与开发提供思路。

关键词：液态金属镓基合金磁性材料复合材料软材料柔性电子智能材料

用于高功率交流白光发光二极管的半透明Gd AGG:Ce-SiO_(2)玻璃陶瓷的制备、结构和发光性能

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硅酸盐学报 2024年第10期52卷 3291-3300页

作者：徐祖盛张瑞覃贤壮桂林理工大学材料科学与工程学院广西桂林541004 有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室广西光电材料与器件重点实验室广西桂林541004

透明玻璃陶瓷荧光转换材料是高功率固态照明技术领域的研究热点。以非晶SiO_(2)纳米粉体和Gd_(2.94)Al_(2)Ga3O_(12):0.06Ce^(3+)(GdAGG:Ce)荧光粉为原料,采用低温共烧工艺制备了半透明GdAGG:Ce-SiO_(2)玻璃陶瓷。结果表明:GdAGG:Ce荧... 详细信息

透明玻璃陶瓷荧光转换材料是高功率固态照明技术领域的研究热点。以非晶SiO_(2)纳米粉体和Gd_(2.94)Al_(2)Ga3O_(12):0.06Ce^(3+)(GdAGG:Ce)荧光粉为原料,采用低温共烧工艺制备了半透明GdAGG:Ce-SiO_(2)玻璃陶瓷。结果表明:GdAGG:Ce荧光粉颗粒未受到明显破坏,均匀分散于SiO_(2)玻璃基体中;玻璃陶瓷保留了GdAGG:Ce荧光粉的发光性能,在450 nm激发下呈现峰值位于536 nm的宽发射带,量子效率约为63%,且荧光热猝灭效应不显著;停止激发后,玻璃陶瓷呈现明亮的黄绿色余辉,余辉强度衰减到初始强度80%时的寿命约为27 ms;将玻璃陶瓷与450 nm蓝光芯片或激光器耦合,所得白光发光二极管器件在150 mA直流电驱动下的光效为81.7 lm/W、色温为5 805 K、显色指数为70.8,在交流电驱动下的闪烁指数降低为68.9%,所得白光激光器件的光效为132.6 lm/W、色温为6 528 K、显色指数为70.6;因此,GdAGG:Ce-SiO_(2)玻璃陶瓷是一种优良的交流白光发光二极管用荧光转换材料。

关键词：玻璃陶瓷低温共烧法发光性能交流白光发光二极管

X射线光电子能谱(XPS)在无铅基陶瓷分析中的应用

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中国无机分析化学 2024年

作者：杨志朋李仕敏宋世杰杨文超湛永钟广西大学资源环境与材料学院省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室

无铅基陶瓷作为储能材料能够解决能源短缺问题而受广泛关注，在无铅基陶瓷的研究分析过程中，对于陶瓷材料的元素化学态分析是非常重要的。X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)作为一种基于光电效应为原理能够精准... 详细信息

无铅基陶瓷作为储能材料能够解决能源短缺问题而受广泛关注，在无铅基陶瓷的研究分析过程中，对于陶瓷材料的元素化学态分析是非常重要的。X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)作为一种基于光电效应为原理能够精准捕获样品表面元素信息的分析技术，可以获得测试样的元素种类、元素化学态比值等关键信息，利用这些关键信息能够从陶瓷材料的机理方面分析性能提高的原因。对XPS在研究和改性无铅基陶瓷过程中的应用进行阐述，其中包括表征碱金属元素挥发现象和漏电流问题，及掺杂改性的机理分析和缺陷偶极子分析，为XPS在无铅基陶瓷分析中的研究工作提供帮助。

关键词： X射线光电子能谱(XPS) 无铅基陶瓷碱元素挥发离子取代

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浇覆温度对铝/钢复合板界面及性能的影响

稀有金属 2024年第4期48卷 487-497页

作者：李超李元东邱谨罗晓梅周宏伟兰州理工大学材料科学与工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室甘肃兰州730050

选用6061铝合金和Q235钢板,采用铸轧工艺技术制备铝/钢双金属复合板,研究6061铝合金不同浇覆温度对铝/钢复合板界面组织以及力学性能的影响。使用光学显微镜(OM)和场发射扫描电子显微镜(SEM)观察复合板界面显微组织形貌,通过能谱仪(EDS)... 详细信息

选用6061铝合金和Q235钢板,采用铸轧工艺技术制备铝/钢双金属复合板,研究6061铝合金不同浇覆温度对铝/钢复合板界面组织以及力学性能的影响。使用光学显微镜(OM)和场发射扫描电子显微镜(SEM)观察复合板界面显微组织形貌,通过能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行微区成分分析及分析界面金属间化合物,使用显微硬度仪测量界面附近硬度变化情况,并且对复合板力学性能进行测试。结果表明,随着浇覆温度从650℃升高到730℃,铝/钢复合板界面扩散层厚度逐渐变厚且均匀,界面处形成Al5Fe_(2)和Al_(3)Fe等金属间化合物;当浇覆温度为730℃时,扩散层厚度最厚为5.9μm,界面处显微硬度最高,达到HV 120。抗拉强度和剪切强度随着浇覆温度升高先提高后降低,当浇覆温度为710℃时,复合板的力学性能最好,复合板铝钢厚度比为2∶1,抗拉强度为233 MPa,相比较铸轧态6061铝合金,抗拉强度提高了66.4%,断裂延伸率为25.5%,剪切强度为92.5 MPa,剪切断裂发生在6061铝合金一侧。

关键词：铝/钢复合板浇覆温度铸轧金属间化合物力学性能

应变速率对7065铝合金等温压缩软化机制的影响

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材料导报 2024年第8期38卷 207-212页

作者：赵言唐建国张勇郑许赵辉中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083 广西南南铝加工有限公司铝合金材料与加工重点实验室南宁530031

采用等温压缩实验并结合电子背散射衍射手段,研究了应变速率对7065铝合金热变形行为的影响规律。结果表明,随着应变速率由0.001 s^(-1)增加到30 s^(-1),合金的动态再结晶面积分数先显著减少,在1 s^(-1)时达到较低水平,而后变化幅度小于1... 详细信息

采用等温压缩实验并结合电子背散射衍射手段,研究了应变速率对7065铝合金热变形行为的影响规律。结果表明,随着应变速率由0.001 s^(-1)增加到30 s^(-1),合金的动态再结晶面积分数先显著减少,在1 s^(-1)时达到较低水平,而后变化幅度小于10%,当应变速率大于1 s^(-1)时,合金的亚结构面积分数显著增加。低应变速率阶段(0.001~1 s^(-1))的软化机制为动态再结晶(DRX)机制和动态回复(DRV)机制,而高应变速率阶段(1~30 s^(-1))的软化机制为DRV机制。随着应变速率的增加,等温压缩变形后合金的形变储能逐渐增加。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金等温压缩热变形本构方程动态再结晶(DRX) 动态回复(DRV)

真空宽载下二硫化钼/碳复合薄膜的超低磨损机制

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中国表面工程 2024年第3期37卷 175-184页

作者：程志强李春燕高凯雄兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 中国科学院兰州化学物理所材料磨损与防护重点实验室兰州730000

空间装备正朝着重载、长时间运行的方向发展,对润滑材料的性能要求日益提高。当前二硫化钼(MoS_(2))薄膜主要在真空低载下(<0.5 GPa)服役,因此须发展针对真空宽载(中高载)下服役的二硫化钼复合薄膜。通过非平衡磁控溅射技术制备MoS_(2)/... 详细信息

空间装备正朝着重载、长时间运行的方向发展,对润滑材料的性能要求日益提高。当前二硫化钼(MoS_(2))薄膜主要在真空低载下(技术制备MoS_(2)/DLC复合薄膜,利用SEM、AFM、XRD、XPS、Raman、TEM、真空摩擦试验机等分析薄膜结构、形貌、摩擦学性能及磨损机制。结果显示:DLC的加入能够改善MoS_(2)柱状结构,使复合薄膜更加致密,并且能够促进薄膜以(002)晶面择优取向生长。复合薄膜在真空宽载(0.73~1.27GPa)下均能保持稳定的低摩擦因数(0.02~0.06)和低磨损率(10-10mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)),与MoS_(2)相比降低了三个数量级。通过对磨屑进行分析,发现复合薄膜在摩擦过程能发生石墨化转变,形成有序的石墨结构以及润滑性能优良的(002)取向的MoS_(2),同时在MoS_(2)催化作用及接触应力诱导下,形成的层间低剪切力的石墨结构及层状的MoS_(2)有利于实现低摩擦因数和低磨损率。非晶碳的加入使得复合薄膜在真空环境下能够保持低摩擦因数和超低磨损率。通过复合结构设计实现了二硫化钼/碳复合薄膜在真空宽载条件下的超低磨损,可为空间超低磨损薄膜的设计、开发和应用提供一定的实验基础和理论指导。

关键词：摩擦磨损 MoS_(2)/DLC复合薄膜致密度真空

基于交流电磁场的高铁钢轨表面裂纹无损检测研究及展望

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中国铁道科学 2024年第2期45卷 15-29页

作者：申嘉龙侯艳萍张晨王飞刘萌孟征兵尹武良桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心广西桂林541004 曼彻斯特大学电子电气工程学院英国曼彻斯特M139PL

针对高铁钢轨表面产生滚动接触疲劳(RCF)裂纹导致对钢轨带来危害的问题,本文分析了钢轨表面滚动接触疲劳裂纹的形成机理及扩展规律,系统归纳了高铁裂纹的无损检测与表征方法。聚焦于交流电磁场检测(ACFM)技术,重点研究了ACFM技术发展及... 详细信息

针对高铁钢轨表面产生滚动接触疲劳(RCF)裂纹导致对钢轨带来危害的问题,本文分析了钢轨表面滚动接触疲劳裂纹的形成机理及扩展规律,系统归纳了高铁裂纹的无损检测与表征方法。聚焦于交流电磁场检测(ACFM)技术,重点研究了ACFM技术发展及研究现状、理论研究成果以及存在的问题,综述了ACFM技术的特点及应用,通过与其他无损检测方法进行分析比较,阐述了ACFM测量法对钢轨表面裂纹的精准量化表征的优势。结果表明:ACFM探针传感器沿45°方向扫描,通过结合ACFM信号补偿量算法可将非均匀裂纹口袋深度误差降到5.5%,垂直深度误差降到7.1%,裂纹簇误差减小到7.1%;经过人工神经网络训练对钢轨RCF裂纹尺寸进行精准表征,最终计算的误差在10%以内。进一步讨论了融合人工智能技术的钢轨表面裂纹无损检测技术的发展趋势,为后续ACFM技术对钢轨表面RCF裂纹的检测和表征研究提出相关建议和展望。

关键词：高铁钢轨滚动接触疲劳交流电磁场表面裂纹尺寸表征无损检测

商用MB1和MB8镁合金在NaCl溶液中的电化学性能

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中国腐蚀与防护学报 2024年第4期44卷 1073-1080页

作者：王博安士忠郭俊卿纪运广李志强河南科技大学材料科学与工程学院洛阳471023 龙门实验室洛阳471000 省部共建有色金属新材料与先进加工技术协同创新中心洛阳471023 河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室洛阳471023

研究了挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀和电化学性能。结果表明,随着NaCl电解液浓度升高,镁合金的阳极利用效率不断升高,放电电压更高。放电电流密度为10 mA·cm^(-2)时,铸态MB8和挤压态MB1镁合金的阳极利用效率在4... 详细信息

研究了挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀和电化学性能。结果表明,随着NaCl电解液浓度升高,镁合金的阳极利用效率不断升高,放电电压更高。放电电流密度为10 mA·cm^(-2)时,铸态MB8和挤压态MB1镁合金的阳极利用效率在4 mol/L的NaCl电解液中最高,分别为41.8%和38.8%。得益于更细的晶粒,挤压态MB1合金表现出更高的活性,放电电压比铸态MB8合金略高一些,且放电电压更稳定。铸态MB8合金晶粒相对较粗大,但自腐蚀速率更低、阳极利用效率更高。

关键词：镁空气电池自腐蚀速率电化学性能放电性能加工工艺

掺杂B,Cr,Mo,Ti,W,Zr后金刚石中正电子湮灭寿命计算

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物理学报 2024年第1期73卷 313-321页

作者：赵永生阎峰云刘雪兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730060 兰州工业学院机电工程学院兰州730060 兰州理工大学石油化工学院兰州730060

金属基金刚石复合材料被广泛应用和研究,但金刚石表面预处理所导致的空位、掺杂等缺陷对金属基与金刚石界面性能有很大影响.尽管透射电子显微镜和能谱分析等技术已用于缺陷检测,但这些方法存在局限性.通过计算金刚石中正电子湮灭寿命,... 详细信息

金属基金刚石复合材料被广泛应用和研究,但金刚石表面预处理所导致的空位、掺杂等缺陷对金属基与金刚石界面性能有很大影响.尽管透射电子显微镜和能谱分析等技术已用于缺陷检测,但这些方法存在局限性.通过计算金刚石中正电子湮灭寿命,可以准确评估金刚石的界面缺陷.本文利用第一性原理计算方法,采用多种正电子湮灭算法和增强因子,计算了金刚石理想晶体、单空位、掺杂B,Cr,Mo,Ti,W和Zr后的正电子湮灭寿命.结果显示,在采用局域密度泛函时,结合Boronski&Nieminen算法以及随机相位近似限制作为湮灭增强因子时,计算得到的正电子湮灭寿命与文献的实验结果更吻合.同时,金刚石中B和Cr的掺杂使正电子湮灭寿命从由单空位119.87 ps增加为148.57 ps和156.82 ps.总体来说,金刚石中的空位和掺杂原子缺陷都会引起正电子湮灭寿命的变化.这些发现为理解和优化金刚石界面提供了有价值的理论依据.

关键词：金刚石掺杂正电子湮灭寿命

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