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基于一体化模型的铝合金MIG增材单道形貌、传热及流动行为研究

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机械工程学报 2025年

作者：赵文勇魏艳红胥国祥胡庆贤王耀伟江苏科技大学材料科学与工程学院南京航空航天大学材料科学与技术学院

深入理解工艺参数条件与复杂物理现象及成形质量之间的内在影响机理是获得结构合理、性能可靠、无缺陷的高质量电弧增材构件的重要前提。本研究综合考虑电弧传热、熔滴过渡、金属蒸发、熔池自由表面变形、熔池金属对流、金属熔化与凝固... 详细信息

深入理解工艺参数条件与复杂物理现象及成形质量之间的内在影响机理是获得结构合理、性能可靠、无缺陷的高质量电弧增材构件的重要前提。本研究综合考虑电弧传热、熔滴过渡、金属蒸发、熔池自由表面变形、熔池金属对流、金属熔化与凝固及焊枪与基板相对移动等多物理过程，构建了铝合金电弧增材制造电弧-熔滴-熔池一体化三维瞬态数值模型。模型中，采用流体体积分数法追踪气液自由界面，基于“局部热力学平衡-扩散近似”模型考虑鞘层复杂热效应，采用移动参考系处理焊枪与基板的相对运动，并从熔滴过渡及熔覆层形貌两方面验证了模型的准确性。基于建立的模型，模拟分析了焊接电流和熔覆速度对铝合金电弧增材单道成形形貌演变、液态金属传热和流体动力学行为的影响机理。结果表明：随着焊接电流的增加，熔覆层截面形貌由圆弧状向扁平状转变，熔池金属温度梯度和流速升高，但流动类型变化较小；随着熔覆速度的增加，熔覆层截面形貌由扁平状向圆弧状转变，熔池深度和内部金属温度梯度降低，同时液态金属整体向熔池后方流动的流动行为转变加快。

关键词：电弧增材制造数值模拟多物理场耦合传热流动

钴镍/氮掺杂碳纳米球的界面调控及其对检测氯霉素的电化学传感性能研究

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材料工程 2025年

作者：史转转刘亮马祖强李运芃缪文婷付晓坤吴小帅苏州科技大学材料科学与工程学院

氯霉素（CAP）作为一种抗生素，在水产养殖业中被广泛用作兽药。CAP的滥用会导致一系列环境和人类健康问题，因此建立一种快速高灵敏检测CAP的方法极为重要。电化学传感器由于具有操作简单、反应迅速、灵敏度高、易于小型化等优点而受... 详细信息

氯霉素（CAP）作为一种抗生素，在水产养殖业中被广泛用作兽药。CAP的滥用会导致一系列环境和人类健康问题，因此建立一种快速高灵敏检测CAP的方法极为重要。电化学传感器由于具有操作简单、反应迅速、灵敏度高、易于小型化等优点而受到研究者的广泛关注，但其性能主要取决于传感材料。本工作以细菌为模板，在细菌表面原位合成了钴镍金属有机框架（CoNi-MOF），通过界面调控在900 ℃碳化后得到具有丰富活性位点和大比表面积的CoNi氮掺杂碳纳米球（CoNi/CN-900），且其表面分布均匀的Ni、Co为CAP提供了更多的催化活性位点。基于CoNi/CN-900构建的CAP电化学传感器在20nmol/L～4 μmol/L和4～38 μmol/L范围内显示出良好的线性响应，检测限低至6.6 nmol/L，灵敏度高达8.75 μA·μmol/L-1·cm-2。相比于已报道的同类型传感器，该传感器具有较高的灵敏度和较低的检出限。此外，该传感器的选择性好、稳定性高，室温保存35 d仍能保持初始电流的99.1%以上。

关键词：氯霉素细菌模板钴镍金属有机框架电化学传感器高稳定性

相变辅助闪烧制备Al2O3–ZrO2纳米非晶复合材料

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硅酸盐学报 2025年

作者：王竖淮王江林杨永康贾子祺苏兴华许西庆长安大学材料科学与工程学院

纳米非晶复合材料是以纳米非晶材料为基体并析出一定纳米晶相的新型材料，具有很多特殊性能，但其制备需要庞大且昂贵的烧结设备，相比之下闪烧设备简单经济，可在较低温度实现快速致密化，为纳米非晶复合材料的制备提供新的途径。采用... 详细信息

纳米非晶复合材料是以纳米非晶材料为基体并析出一定纳米晶相的新型材料，具有很多特殊性能，但其制备需要庞大且昂贵的烧结设备，相比之下闪烧设备简单经济，可在较低温度实现快速致密化，为纳米非晶复合材料的制备提供新的途径。采用溶胶凝胶法制备了Al2O3–La2O3（AL）、Al2O3La2O3–ZrO2（ALZ）、Al2O3–ZrO2（AZ） 3种纳米非晶粉体，通过闪烧技术制备了纳米非晶复合材料。3种体系在1000 V/cm下发生闪烧后，AZ纳米非晶复合材料具有最大结晶度（69.82%）和最高相对密度（89%）的均匀显微组织。将电场强度提升至1600 V/cm，AZ的结晶度和相对密度进一步提高至74.11%和96%。研究表明，闪烧可以加速非晶样品粉体向晶态的转变，同时相变过程促进了原子扩散和颗粒重排，对闪烧过程中的致密化起到了改善作用。AZ闪烧样品的HRTEM证实了纳米非晶结构的存在，t-ZrO2、α-Al2O3和m-ZrO2纳米晶相在非晶基质中均匀析出，纳米晶和非晶区域的平均粒径分别为8.74 nm和3.15 nm，表明相变辅助闪烧致密化可实现纳米非晶复合陶瓷材料的低温快速制备。

关键词：纳米非晶材料闪烧低温烧结氧化铝–氧化锆相变

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高温高压对三元预混燃料爆炸特性的影响

高压物理学报 2025年第1期39卷 64-78页

作者：朱源姜根柱王筱蓉郭宏展苏傲成江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003

乙醇/甲烷/氢气(C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2))作为一种新型的替代燃料,研究其爆炸特性对于我国新能源的可持续发展具有重要意义。在不同的当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.1、0.2和0.4 MPa)和初始温度(370、400和450 K)下,从实验和化学动力... 详细信息

乙醇/甲烷/氢气(C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2))作为一种新型的替代燃料,研究其爆炸特性对于我国新能源的可持续发展具有重要意义。在不同的当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.1、0.2和0.4 MPa)和初始温度(370、400和450 K)下,从实验和化学动力学角度分析了其对关键爆炸特性参数,如峰值爆炸压力、峰值爆炸压力上升速率、爆炸时间以及爆燃指数的影响。结果表明,爆炸特性参数在当量比为1.2~1.3之间时出现极值。峰值爆炸压力与初始压力呈线性正相关,而与初始温度呈线性负相关。增大初始压力,火焰锋面裂纹、胞化程度加深,峰值爆炸压力增大。此外,实验工况下评估的最大爆燃指数为20.83 MPa·m/s,表明预混燃料的燃烧处于相对安全水平。基元反应敏感性分析表明:爆燃反应与H和OH自由基密切相关,而R1、R8、R24、R96是影响爆炸反应强度最重要的4个基元反应。研究成果可为C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2)三元混合燃料在实际燃烧装置中的应用、燃料安全性评估以及爆炸事故预防提供参考。

关键词：乙醇/甲烷/氢气爆炸特性线性相关 H和OH自由基

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Pb0.9Sr0.1(Zr0.5Ti0.5)（1-x）CexO3陶瓷制备及介电、铁电性能研究

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功能材料 2025年

作者：张涛王开平吴利娜杨龙海杨静李敏李明昌西安科技大学材料科学与工程学院西安科技大学理学院西安科技大学电气与控制工程学院

采用固相烧结法成功制备了Pb0.9Sr0.1(Zr0.5Ti0.5)（1-x）CexO3（x=0.05～0.20）(PSCZT)陶瓷,研究了不同烧结温度与不同Ce掺杂含量对PSCZT陶瓷结构、介电、铁电性能的影响。结果表明当烧结温度为1 100℃,Ce掺杂含量为0.05时,获得了具有... 详细信息

采用固相烧结法成功制备了Pb0.9Sr0.1(Zr0.5Ti0.5)（1-x）CexO3（x=0.05～0.20）(PSCZT)陶瓷,研究了不同烧结温度与不同Ce掺杂含量对PSCZT陶瓷结构、介电、铁电性能的影响。结果表明当烧结温度为1 100℃,Ce掺杂含量为0.05时,获得了具有较高剩余极化（11.66μC/cm2）和较小矫顽场（17.95 kV/cm）的钙钛矿结构的致密陶瓷,此时PSCZT陶瓷的介电常数由未掺杂PZT陶瓷的518增大到912。正电子湮没测试研究表明:PZT及Ce掺杂含量为0.10时（烧结温度为1 100℃）的PSCZT陶瓷样品的正电子湮没平均寿命为178.75和179.67ps,Sr、Ce掺入使得PZT样品缺陷捕获正电子几率减小,正电子湮没平均寿命变大。Sr、Ce共掺的PZT中B位缺陷浓度降低,畴壁数量相应减少,使得畴壁更加容易移动,从而提高了PZT陶瓷的极化强度,提高了PZT陶瓷的铁电性能。

关键词：固相烧结介电性能铁电性能正电子湮没技术

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铈对HSLA100钢耐点蚀性能的影响

热加工工艺 2025年

作者：李亚波陈思远李灿阳江苏大学材料科学与工程学院

冶炼不同铈含量的试验钢，进行极化曲线测试和交流阻抗测试，对微观腐蚀形貌进行观察；然后进行浸泡腐蚀失重实验，并对腐蚀产物进行了物相分析。通过以上的实验，研究了铈对HSLA100钢耐点蚀性能的影响。结果表明，铈含量0.016wt%的试... 详细信息

冶炼不同铈含量的试验钢，进行极化曲线测试和交流阻抗测试，对微观腐蚀形貌进行观察；然后进行浸泡腐蚀失重实验，并对腐蚀产物进行了物相分析。通过以上的实验，研究了铈对HSLA100钢耐点蚀性能的影响。结果表明，铈含量0.016wt%的试验钢腐蚀电流密度最小，点蚀电位最高，极化电阻最大；同时点蚀微观形貌观测结果也表明，该试样点蚀程度最低，形成的点蚀坑较浅且数量较少。电化学测试结果表明，铈含量为0.016wt%的试验钢具有最佳的耐点蚀性能。浸泡腐蚀失重实验结果也表明，铈含量0.016wt%的试样失重率最小，生成的腐蚀产物内层为致密的α-FeOOH和Fe3O4。适量的铈有助于致密Fe3O4氧化膜的形成，抑制了离子之间的交换，提高了试样的耐点蚀性能。

关键词： HSLA100钢铈点蚀

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硫掺杂氧化钨电催化剂的析氢性能研究

陕西科技大学学报 2025年第1期43卷 107-114,125页

作者：贾鹏飞杨军李硕郑璐瑶张煜国陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021

通过硫掺杂来改善氧化钨(WO_(3))电催化剂活性不足和反应动力学缓慢的问题.采用二次煅烧法成功合成了硫掺杂氧化钨(S-WO_(3))电催化剂,并系统地研究了掺杂浓度对其形貌、结构和电化学性能的影响.结果表明,硫掺入氧化钨后能够在引入氧缺... 详细信息

通过硫掺杂来改善氧化钨(WO_(3))电催化剂活性不足和反应动力学缓慢的问题.采用二次煅烧法成功合成了硫掺杂氧化钨(S-WO_(3))电催化剂,并系统地研究了掺杂浓度对其形貌、结构和电化学性能的影响.结果表明,硫掺入氧化钨后能够在引入氧缺陷的同时调控电子结构,显著提高了氧化钨的电催化活性.使用硫粉量为0.11 g的S-WO_(3)-1催化剂具有最佳的硫掺杂浓度.为了实现10 mA cm^(-2)的电流密度仅仅需要161 mV过电位,并且能够持续长达30000 s的析氢过程,显示出优异的催化活性和循环稳定性.本研究为开发掺杂型高效析氢电催化剂提供了新途径.

关键词：电催化剂析氢反应氧化钨硫掺杂电子结构

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含磷生物基阻燃剂研究进展

现代化工 2025年

作者：韦安邹勇进孙立贤桂林电子科技大学材料科学与工程学院

大部分阻燃剂来源于不可再生的石油基化合物。基于绿色发展的考虑，来源丰富且环境友好的生物基阻燃剂受到越来越多的关注。在生物基中引入阻燃元素磷是提高生物基阻燃剂阻燃性能的一种有效手段。介绍了近年来主要含磷生物基阻燃剂的研... 详细信息

大部分阻燃剂来源于不可再生的石油基化合物。基于绿色发展的考虑，来源丰富且环境友好的生物基阻燃剂受到越来越多的关注。在生物基中引入阻燃元素磷是提高生物基阻燃剂阻燃性能的一种有效手段。介绍了近年来主要含磷生物基阻燃剂的研究现状及应用，包括植酸基阻燃剂、含磷木质素基阻燃剂、含磷壳聚糖基阻燃剂、含磷腰果酚基阻燃剂、含磷衣康酸基阻燃剂、含磷丁香酚基阻燃剂等，最后对含磷生物基阻燃剂存在的一些问题进行了探讨，并展望了其未来发展的趋势。

关键词：阻燃剂含磷生物基阻燃剂阻燃性能

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梯度金属材料构筑及强塑性机理

中国有色金属学报 2025年

作者：尹奉祥袁亮孙德强李志强薛云龙赵鹏康陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西科技大学材料科学与工程学院西安理工大学机械与精密仪器工程学院

同时提高强度和塑性是金属结构材料亘古不变的目标。旨在提高应变硬化能力和拉伸塑性的金属材料异构化设计策略具有克服强-塑性权衡的巨大潜力。异构化策略中最具代表性的梯度结构，因其梯度变量（化学组分、晶粒、相组成、孪晶等）多... 详细信息

同时提高强度和塑性是金属结构材料亘古不变的目标。旨在提高应变硬化能力和拉伸塑性的金属材料异构化设计策略具有克服强-塑性权衡的巨大潜力。异构化策略中最具代表性的梯度结构，因其梯度变量（化学组分、晶粒、相组成、孪晶等）多、梯度分布（形成含量、体积分数等）宽以及应变协调优等特点，已应用于多种合金中并在高屈服强度和良好延展性之间取得了极佳的平衡。为进一步挖掘梯度结构对材料力学性能优化的潜力，本文基于国内外金属材料在梯度结构设计和强塑性机制等成果，归纳了梯度结构在设计思路、构筑方法、微结构演化及其强塑性机制等方面的研究现状，凝练出了梯度结构存在的关键科学问题，并展望了未来关注的研究方向与面临的挑战。

关键词：梯度结构构筑方法微观结构演化强-塑性机制