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低Nb含量的CoCrFeNiNb_x合金退火后的组织演变和性能

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中国有色金属学报 2024年第2期34卷 462-472页

作者：吴长军李华宾曹煦彭浩平刘亚苏旭平常州大学材料科学与工程学院江苏省材料表面科学与技术重点实验室常州213164 常州大学光伏科学与工程江苏协同创新中心常州213164

在FCC型CoCrFeNi合金中添加少量Nb可起到固溶强化和第二相强化效果,但目前对Nb在FCC相中的溶解度及其对合金组织和性能的影响还不够了解。为此,本文基于热力学计算相图,实验研究了含1%~5%Nb(摩尔分数)的铸态CoCrFeNiNb_x合金在800~1200... 详细信息

在FCC型CoCrFeNi合金中添加少量Nb可起到固溶强化和第二相强化效果,但目前对Nb在FCC相中的溶解度及其对合金组织和性能的影响还不够了解。为此,本文基于热力学计算相图,实验研究了含1%~5%Nb(摩尔分数)的铸态CoCrFeNiNb_x合金在800~1200℃真空退火前后的显微组织和显微硬度。结果表明:即使添加1%Nb,铸态CoCrFeNiNb_x合金中仍存在约3%的FCC+C14共晶组织。后凝固的FCC相中Nb含量可高达2.4%~3.1%,在800℃退火后可析出针状纳米级Mg_(3)Cd型τ相,使合金硬度提高约30HV。经1000℃或1200℃退火后,FCC相的成分均匀,Nb含量分别为1.6%和3.1%,与热力学计算结果一致。退火后,共晶组织中的C14 Laves相球化长大,层片组织消失,合金硬度降低。因此,添加少于3.1%Nb后再进行固溶及时效处理以析出τ相是提高FCC型CoCrFeNi合金强度的有效途径。

关键词：高熵合金成分偏析相图析出强化显微组织

Fe-10Ni-10Cr-xAl-1Si合金预氧化组织和抗高温氧化研究

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热加工工艺 2024年

作者：赵锦毓吴长军刘亚苏旭平常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室

研究了Fe-10Ni-10Cr-x Al-1Si(x=0,2,4,6 wt%)合金在1000℃和10-20atm氧气压力下的氧化行为，通过循环氧化实验测试了其高温抗氧化性。结果表明，当不添加铝时，氧化合金表面形成连续的Cr2O3膜，最外层为少量FeCr2O4尖晶石，内层为树枝... 详细信息

研究了Fe-10Ni-10Cr-x Al-1Si(x=0,2,4,6 wt%)合金在1000℃和10-20atm氧气压力下的氧化行为，通过循环氧化实验测试了其高温抗氧化性。结果表明，当不添加铝时，氧化合金表面形成连续的Cr2O3膜，最外层为少量FeCr2O4尖晶石，内层为树枝状Si O2；当添加2wt%Al时，Al2O3在Si O2内侧生长，Si O2量减少；当添加4wt%Al时，氧化膜的结构与添加2wt%Al时相似，氧化程度加深，表现为氧化膜厚度增加，Al2O3以树枝状形式存在；当Al含量为6wt%时，在合金表面形成连续且完整的Al2O3膜。未经预氧化和预氧化5 h后的样品在1000℃下氧化300 h，未经预氧化处理的合金氧化增重较大，添加铝的合金经预氧化处理后氧化增重显著降低。添加6wt%Al的试样单位面积增重最小，耐高温氧化性能最好。其中，Al2O3膜起到了阻止氧气进入合金的作用。

关键词：预氧化 Fe-Ni-Cr-Al-Si 氧化薄膜循环氧化

预氧化处理对Co-20Cr-xSi-2Al合金的高温氧化行为的影响

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热加工工艺 2024年

作者：刘鲁陈文杰刘亚苏旭平常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室

研究了Co-20Cr-xSi-2Al-0.6Y(x=0～3)合金在900℃,10-17、10-25和0.2 atm(1 atm=101325 Pa)三种氧分压下的选择性氧化行为,并在1000℃下对合金开展循环氧化实验。研究结果发现,没有添加Si合金的表面氧化物为Cr2O3;随着Si含量的增加,合... 详细信息

研究了Co-20Cr-xSi-2Al-0.6Y(x=0～3)合金在900℃,10-17、10-25和0.2 atm(1 atm=101325 Pa)三种氧分压下的选择性氧化行为,并在1000℃下对合金开展循环氧化实验。研究结果发现,没有添加Si合金的表面氧化物为Cr2O3;随着Si含量的增加,合金表面氧化物变为Cr2O3和Al2O3,以Cr2O3氧化物为主,内氧化物为Al2O3;当Si含量为3wt%时,内部形成了近乎连续的带状Al2O3氧化膜。在10-17atm氧分压下,Co-20Cr-2Al-2Si-0.6Y合金预氧化后的外氧化膜为Cr2O3,内氧化物为Al2O3;在10-25atm氧分压下,合金表面形成Al2O3和Cr2O3膜,并分布有颗粒状的α-Co相。在空气气氛下表面生成尖晶石相氧化物,截面观察到了尖晶石外氧化膜和Al2O3内氧化物。在循环氧化实验中,Co-20Cr-2Al-0.6Y合金在900℃、10-17atm氧分压下预氧化后形成的氧化膜抗高温氧化性能最好。

关键词： Co-20Cr-xSi-2Al 高温氧化预氧化

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正向偏置电压修复钙钛矿太阳电池的研究

太阳能学报 2024年第4期45卷 59-64页

作者：郑志江王仁杰黄少彪杭陈旺吴炯桦程树英福州大学物理与信息工程学院福州350108 中国福建光电信息科学与技术创新实验室福州350108 江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州213164

采用偏置电压调控钙钛矿太阳电池离子迁移,抑制钙钛矿离子在界面的堆积、填充太阳电池缺陷,恢复老化太阳电池的性能。在对老化太阳电池引入正向偏置电压修复手段后,太阳电池光电转换效率从老化后的17.8%恢复到21.5%;在100 h的最大功率... 详细信息

采用偏置电压调控钙钛矿太阳电池离子迁移,抑制钙钛矿离子在界面的堆积、填充太阳电池缺陷,恢复老化太阳电池的性能。在对老化太阳电池引入正向偏置电压修复手段后,太阳电池光电转换效率从老化后的17.8%恢复到21.5%;在100 h的最大功率点跟踪中引入偏置电压修复手段后,获得3.1%总能量增益。通过自主搭建的集成表征环境,原位实时测量偏压修复太阳电池前后太阳电池电学性能和光学特性的变化规律,建立偏压调控钙钛矿离子迁移的物理模型,探究偏置电压修复太阳电池的背后机理。结果表明,该修复策略可通过调控离子迁移,钝化缺陷、优化载流子提取和输运、进而修复太阳电池。

关键词：修复钙钛矿太阳电池偏置电压离子迁移

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2618铝合金新型固溶处理工艺研究

热加工工艺 2024年第10期53卷 119-123,129页

作者：朱翔鹰朱振宇王建华苏旭平常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164 常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室江苏常州213164 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164

对不同固溶处理方式后的2618铝合金挤压态显微组织进行了观察与分析,并测定了固溶处理前后的硬度变化。结果表明:挤压态2618铝合金主要是由α-Al、Al9FeNi、Al7Cu2Fe和少量细小的Al2Cu相组成;在恒温+升温固溶处理时,随着固溶温度升高,2... 详细信息

对不同固溶处理方式后的2618铝合金挤压态显微组织进行了观察与分析,并测定了固溶处理前后的硬度变化。结果表明:挤压态2618铝合金主要是由α-Al、Al9FeNi、Al7Cu2Fe和少量细小的Al2Cu相组成;在恒温+升温固溶处理时,随着固溶温度升高,2618铝合金的硬度先升高后降低,在547℃时达到最大值,比恒温固溶处理2618铝合金的硬度提高6.1%,且合金未出现晶粒粗化和过烧现象。在恒温+升温+降温升温循环固溶处理时,随着循环次数的增加,2618铝合金的硬度同样先升高后降低,在2次循环固溶处理时达到最大值,比恒温固溶处理2618铝合金的硬度提高14.5%,合金也未出现晶粒粗化和过烧现象。恒温+升温固溶处理或恒温+升温+降温循环固溶处理能有效提高2618铝合金的固溶效果和力学性能。

关键词： 2618铝合金固溶处理显微组织力学性能

Al-Cr-Fe-Mn-Ni高熵合金中的L2_(1)相的相稳定性及其性能研究

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材料导报 2024年第11期38卷 196-204页

作者：易慧吴长军周琛刘亚陆晓旺苏旭平常州大学材料科学与工程学院江苏省材料表面科学与技术重点实验室江苏常州213164 常州大学光伏科学与工程江苏协同创新中心江苏常州213164 盐城工学院材料科学与工程学院江苏盐城224051

为开发兼具良好强度与塑性的BCC基高熵合金,可引入与基体共格的B2或L2_(1)相。L2_(1)相具有更好的抗蠕变性能,有望在高温环境中得到应用。但是,目前对BCC型高熵合金中L2_(1)相的存在规律、相稳定性及其对合金性能的影响还缺乏深入的研... 详细信息

为开发兼具良好强度与塑性的BCC基高熵合金,可引入与基体共格的B2或L2_(1)相。L2_(1)相具有更好的抗蠕变性能,有望在高温环境中得到应用。但是,目前对BCC型高熵合金中L2_(1)相的存在规律、相稳定性及其对合金性能的影响还缺乏深入的研究。为此,本工作研究了电弧熔炼制备的铸态Al_(0.5)Cr_(2.5-x)FeMn_(x)Ni(x=0.5~1.75)、Al_(0.75)Cr_(2.25-y)FeMn_(y)Ni(y=0.25~1.5)、AlCr_(2-z)FeMn_(z)Ni(z=0.5~1.5)高熵合金的相组成,及800℃或1000℃真空退火120 h对合金组织和相组成的影响。研究表明,这些合金中L2_(1)相的成分特征由40%~50%(原子分数)Ni和15%~20%(原子分数)Al、Mn组成。L2_(1)相只存在于Al含量为10%~15%(原子分数)的合金中,且多以BCC+L2_(1)两相共存,获得的组织为编织网状的调幅分解组织。当Al含量达到20%(原子分数)后,合金则由BCC+B2两相构成。L2_(1)相的存在会使BCC型XRD特征峰出现明显的峰分裂。经过800℃或1000℃退火后,合金中L2_(1)相仍能稳定存在,合金显微组织发生粗化并会形成σ或FCC相。铸态合金的硬度随Mn含量的增加而降低,含L2_(1)相的合金的硬度在463HV~558HV范围内。800℃退火会使含5%~15%(原子分数)Mn的合金硬度降低70HV~100HV,但由于硬质σ相的析出,含20%~30%(原子分数)Mn的合金硬度提高200HV以上;1000℃退火后,由于软质FCC相的形成,合金的硬度略有降低,这些结果将为BCC型高熵合金的设计奠定基础。

关键词： Al-Cr-Fe-Mn-Ni 高熵合金 L2_(1)相硬度相稳定性

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高效柔性钙钛矿太阳电池的研究进展

半导体技术 2024年第3期49卷 201-217页

作者：蒋君王梦辉杨攻旅胡宏伟丁建宁袁宁一常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 扬州大学扬州碳中和技术创新研究中心江苏扬州225009

钙钛矿太阳电池(PSC)具有高光电转换效率(PCE)、低成本、易采用溶液法制备等特点,在发展轻薄、便携的柔性太阳电池方面有独特优势,可用于可穿戴设备、光伏建筑等领域。由于在柔性衬底上沉积均匀和高质量的钙钛矿薄膜颇具挑战性,目前,单... 详细信息

钙钛矿太阳电池(PSC)具有高光电转换效率(PCE)、低成本、易采用溶液法制备等特点,在发展轻薄、便携的柔性太阳电池方面有独特优势,可用于可穿戴设备、光伏建筑等领域。由于在柔性衬底上沉积均匀和高质量的钙钛矿薄膜颇具挑战性,目前,单结柔性钙钛矿太阳电池的PCE虽已经达到24.08%,但仍落后于刚性钙钛矿太阳电池(认证PCE为26.1%);此外,柔性钙钛矿薄膜在制备和弯曲循环过程中会不可避免地产生晶界裂纹,这也为柔性钙钛矿太阳电池的稳定性和可靠性带来巨大挑战。系统地评述了提升柔性钙钛矿太阳电池PCE和稳定性的研究进展,从柔性衬底、晶粒调控、晶界增强、界面钝化及结构优化等不同角度进行了归纳总结,并对柔性钙钛矿太阳电池未来发展存在的问题和挑战进行了展望。

关键词：柔性钙钛矿太阳电池(PSC) 高效率稳定性晶粒晶界界面

矿井带式输送机火灾烟流特性及其预警防控综述

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中国安全科学学报 2024年第3期34卷 117-128页

作者：徐永亮孙萌王兰云王云刚河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 常州大学安全科学与工程学院江苏常州213164 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003

为有效防控煤矿井下带式输送机火灾事故,保障煤矿工作人员的生命财产安全,系统分析矿井带式输送机火灾的起火原因、燃烧特性、烟流特性、监测预警技术及防治措施,并基于当前研究现状提出展望。结果表明:引发带式输送机火灾的主要原因是... 详细信息

为有效防控煤矿井下带式输送机火灾事故,保障煤矿工作人员的生命财产安全,系统分析矿井带式输送机火灾的起火原因、燃烧特性、烟流特性、监测预警技术及防治措施,并基于当前研究现状提出展望。结果表明:引发带式输送机火灾的主要原因是摩擦温升、电气设备故障及明火;研究带式输送机火灾燃烧和烟流特性采用的巷道火灾模型及数值模拟相关参数具有一定局限性,需综合考虑运输巷道实际工况及环境等参数;国内虽有针对带式输送机火灾的监测预警系统,但其尚有不足,需引入5G、大数据及人工智能等新兴技术予以完善,并结合硬件探测及人员管理等方面,健全煤矿带式输送机火灾防治体系,进而全面推动煤矿安全智能化建设。

关键词：带式输送机火灾烟流特性监测预警起火原因燃烧特性防治措施

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基于有机光电突触晶体管的储池计算网络

中国科学：化学 2024年第4期54卷 645-653页

作者：杜晓松顾健晖彭立超孙金瑞姜赛李昀常州大学微电子与控制工程学院常州213164 南京微结构国家实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京大学电子科学与工程学院南京210093

随着人工智能技术的快速发展,兼具高能效智能感知和计算的光电神经形态受到了广泛的关注.为了增强神经形态器件对不同应用场景的普适性,构建突触塑性能够灵活可调制的神经形态器件和电路至关重要.本文设计了一种基于非对称电极结构的有... 详细信息

随着人工智能技术的快速发展,兼具高能效智能感知和计算的光电神经形态受到了广泛的关注.为了增强神经形态器件对不同应用场景的普适性,构建突触塑性能够灵活可调制的神经形态器件和电路至关重要.本文设计了一种基于非对称电极结构的有机突触晶体管,并利用液相制备的大面积有机超薄半导体作为光感知和计算材料.该光电突触晶体管表现出典型的光刺激后突触电流(excitatory postsynaptic potential,EPSC)、双脉冲易化(paired-pulse facilitation,PPF)和脉冲强度依赖塑性(spike-amplitude-dependent plasticity,SADP),可以实现高能效的图像降噪预处理.为了进一步满足储池计算对于突触塑性可调性和网络非线性的要求,我们制备有机n型晶体管,设计了一个基于p型和n型晶体管的突触模拟电路.该突触电路可实现从短程塑性(short-term synaptic plasticity,STP)到长程塑性(long-term synaptic plasticity,LTP)的高度可调性,以及可配置的双脉冲易化特性,显著增强了突触晶体管的电流非线性度.基于有机突触模拟电路,我们构建了降噪预处理融合的储池计算系统,该储池神经网络对于去噪后的MNIST手写数据集表现出85%的识别准确率.此工作表明,有机光电突触晶体管有效的降噪功能和突触模拟电路的灵活调制能力对实现多模态、多尺度、高准确率和低功耗神经网络具有重要的意义.

关键词：有机突触晶体管突触模拟电路高可调性 PPF 光电多模态储池计算