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冷却速率对7050铝合金淬火析出行为的影响

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 739-750页

作者：李承波赵偲肖博朱戴博张新明湘潭大学机械工程与力学学院湘潭411105 中南大学材料科学与工程学院长沙410083 广东兴发铝业有限公司佛山5281371

基于末端淬火的高通量实验,结合扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和扫描透射电子显微镜(STEM)研究了7050铝合金的淬火析出行为。结果表明:随着冷却速率的降低,电导率增... 详细信息

基于末端淬火的高通量实验,结合扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和扫描透射电子显微镜(STEM)研究了7050铝合金的淬火析出行为。结果表明:随着冷却速率的降低,电导率增加,淬火析出相的种类和形核位置均增加。有利形核析出的位置顺序为大角度晶界、小角度晶界(亚晶界)、再结晶晶内(Al_(3)Zr粒子)、位错和亚晶内(Al_(3)Zr粒子)。淬火析出相的析出顺序为η相、S相、T相和Y相。随冷却速率的降低,η相依次在大角度晶界、小角度晶界、再结晶晶内(Al_(3)Zr粒子)和部分亚晶内析出;当冷却速率低于630℃/min时,S相在亚晶(界)析出,T相在再结晶晶内(Al_(3)Zr粒子)和高位错密度的亚晶(界)处析出;当冷却速率低于164℃/min时,Y相在亚晶的位错处析出,η相和T相也在亚晶内析出。

关键词： 7050铝合金末端淬火显微组织非均匀析出

质子辐照对CMOS图像传感器传输栅损伤效应的实验与分析

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光学学报 2024年第9期44卷 275-281页

作者：唐宁王祖军晏石兴李传洲蒋镕羽湘潭大学材料科学与工程学院西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室

互补金属氧化物半导体图像传感器（CIS）是一种当前应用非常广泛的光电图像传感器，其应用在空间辐射环境中时遭受的质子辐照损伤问题一直备受关注。为了分析CIS内部重要结构受辐射损伤影响及辐照损失机理，开展了关于CIS传输栅的质子... 详细信息

互补金属氧化物半导体图像传感器（CIS）是一种当前应用非常广泛的光电图像传感器，其应用在空间辐射环境中时遭受的质子辐照损伤问题一直备受关注。为了分析CIS内部重要结构受辐射损伤影响及辐照损失机理，开展了关于CIS传输栅的质子辐照实验，通过测试辐照前后转移特性曲线并提取阈值电压和饱和输出电流，总结CIS传输栅的辐照损伤实验规律。对常温下经过辐照后的CIS开展了退火测试，分析相关特征参数的变化情况。应用TCAD（Technology computer aided design）仿真模拟探究了传输栅的辐照损伤规律及损伤机理。辐照实验在西安200 MeV质子应用装置上进行，质子能量为60 MeV，注量分别为1×1010、1×1011、1×1012cm-2。实验结果表明：CIS传输栅的性能参数对质子辐照产生的电离损伤和位移损伤较为敏感，辐照后出现阈值电压正向漂移增加和饱和输出电流下降的现象，经退火后出现不同程度的恢复。分析了质子辐照CIS传输栅单管诱发的电离损伤和位移损伤效应，给出了CIS传输栅退化与质子辐照注量的变化关系曲线，并与TCAD仿真结果对比，总结了质子辐照损伤效应规律。

关键词：遥感与传感器光学器件 CMOS图像传感器质子辐照辐照注量退火测试

水化硅酸钙的形貌调控及其在水泥水化中的作用

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华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期50卷 364-370页

作者：魏婷周盛江邓最亮李林华易红玲华东理工大学化学与分子工程学院上海200237 华东理工大学体育新材料研发中心上海200237 上海三瑞高分子材料股份有限公司上海200231 中交路建海上工程公司上海201114

采用化学沉淀法制备无定形、球状、针状、层状等不同形貌的水化硅酸钙(C-S-H),探究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与C-S-H形貌和结构之间的变化规律,研究了不同形貌的C-S-H对水泥性能的影响。发现当... 详细信息

采用化学沉淀法制备无定形、球状、针状、层状等不同形貌的水化硅酸钙(C-S-H),探究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与C-S-H形貌和结构之间的变化规律,研究了不同形貌的C-S-H对水泥性能的影响。发现当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,水泥水化热与水泥强度之间存在显著相关性。通过C-S-H形貌设计得到不同微观形貌的水泥制品,其增强效果由高到低依次是无定形、球状、针状、层状。该实验结果对于普通水泥的性能改善具有一定的指导意义。

关键词：水化硅酸钙(C-S-H) 胶束形貌水泥水化透射电镜表面活性剂硬化性能

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多工况风电叶片颤振相关性分析与气弹优化

机械工程学报 2024年

作者：唐新姿李可翔何文双陈睿彭锐涛湘潭大学机械工程与力学学院

风电叶片稳定性涉及工况多、设计参数多、颤振机理复杂，给叶片设计带来巨大挑战。为探究大型风电叶片铺层设计参数与颤振特性的隐式关联性及气弹设计规律，以NERL5MW风力机叶片为研究对象，基于复合材料层合板理论、修正叶素动量理论... 详细信息

风电叶片稳定性涉及工况多、设计参数多、颤振机理复杂，给叶片设计带来巨大挑战。为探究大型风电叶片铺层设计参数与颤振特性的隐式关联性及气弹设计规律，以NERL5MW风力机叶片为研究对象，基于复合材料层合板理论、修正叶素动量理论、欧拉梁模型和气动阻尼计算方法，计算旋转工况和停机工况叶片各主要振动模态下的气动阻尼；采用灰色关联度和Person相关系数，获得叶片铺层设计参数与颤振特性参数多元相关性图谱；基于多工况气动阻尼优化，获得铺层优化解集与设计知识，为风电长柔叶片精细化气弹设计提供方法与知识参考。结果表明，叶片颤振气动阻尼与尾缘泡沫厚度、碳纤维厚、腹板间距、腹板泡沫厚度参数强相关；旋转工况与停机工况叶片一二阶挥舞气动阻尼呈显著负相关，而两工况一阶摆振阻尼呈显著正相关，二阶摆振阻尼无明显相关性；增大腹板间距、腹板泡沫厚度、碳纤维厚度、碳纤维角度和尾缘泡沫厚度可以获得旋转工况和停机工况各阶模态气动阻尼综合更优的叶片。

关键词：风力机叶片结构动力学叶素动量理论颤振气弹耦合

基于D-(-)-/L-(+)-对羟基苯甘氨酸的两对手性钴配合物的合成、晶体结构和电化学识别

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无机化学学报 2024年第1期40卷 232-246页

作者：曹梦茹姜国远李宏利李思浓宋会花河北师范大学化学与材料科学学院河北省有机功能分子重点实验室石家庄050024

采用常温溶液挥发法,以D-(-)-/L-(+)-对羟基苯甘氨酸(D-/L-Hhpg)为主配体,2种含氮吡啶配体4,4'-联吡啶(4,4'-bipy)和5,5'-二甲基-2,2'-联吡啶(5,5'-BM-2,2'-bipy)为辅助配体,与Co Cl_(2)·6H_(2)O反应合成了2对手性配合物{[Co(D-hpg)(4,4'-bipy)(H_(2)O)]Cl·H_(2)O}_(n )(1-D)、{[Co(L-hpg)(4,4'-bipy)(H_(2)O)]Cl·H_(2)O}_(n )(1-L)、[Co(D-hpg)_(2)(5,5'-BM-2,2'-bipy)]Cl·5.5H_(2)O (2-D)、[Co(L-hpg)_(2)(5,5'-BM-2,2'-bipy)]Cl·5.5H_(2)O (2-L)。通过单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱、粉末X射线衍射等多种测试方法对其结构进行分析和表征。配合物的单晶X射线衍射数据表明,配合物1-D和1-L属于单斜晶系,P2_(1)手性空间群,分别呈现1D左手螺旋链和右手螺旋链,通过4,4'-bipy分子扩展为2D网状矩形格子结构。配合物2-D属于单斜晶系,P2_(1)手性空间群,为0D小分子,在氢键的作用下形成1D超分子双链,并以ABAB形式在a轴方向堆积排布。这些配合物的结构差异归因于辅助配体和Hhpg配位模式的影响。此外,还研究了配合物的电化学性质。配合物1-D表现出电化学可逆的氧化还原行为,并可作为电化学传感器用于有效地检测组氨酸对映体和定量测定组氨酸混合物中的对映体过量。

关键词： D-(-)-/L-(+)-对羟基苯甘氨酸手性配合物晶体结构电化学识别

偶氮键修饰的镉基-金属有机框架高灵敏电化学传感器检测4-氨基苯酚

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分析化学 2024年第4期52卷 587-596页

作者：续璐马甜甜白乙艳苏婧付云龙杨海英籍文娟山西师范大学化学与材料科学学院磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室运城学院应用化学系

4-氨基苯酚（4-AP）作为扑热息痛的水解代谢产物或反应的中间体，广泛存在于制药工业废水中，对水资源造成严重污染。因此，迫切需要开发一种简单可靠的分析方法用于环境中4-AP含量的检测。本研究合成了一种镉基-金属有机框架（Cd-MOF... 详细信息

4-氨基苯酚（4-AP）作为扑热息痛的水解代谢产物或反应的中间体，广泛存在于制药工业废水中，对水资源造成严重污染。因此，迫切需要开发一种简单可靠的分析方法用于环境中4-AP含量的检测。本研究合成了一种镉基-金属有机框架（Cd-MOF）材料[Cd4（ABTC）2（H2O）12]_n（SXNU-4-Cd,H4ABTC=3,3′,5,5′-偶氮苯四羧酸），此材料是由3条单链螺旋缠绕而成的“麻花辫”二维层状结构材料，层与层之间通过π-π作用堆积拓展成三维通道。在SXNU-4-Cd的孔壁内修饰有大量偶氮键，这些偶氮键可通过p-π作用增强与4-AP分子的作用。将SXNU-4-Cd修饰在玻碳电极（GCE）上构建了SXNU-4-Cd/GCE电化学传感器，可灵敏检测4-AP。差分脉冲伏安（DPV）测试结果表明，SXNU-4-Cd/GCE传感器检测4-AP的线性范围为0.1～130μmol/L，检出限为8.6 nmol/L。此传感器具有较强的抗干扰能力、良好的重现性与稳定性，将其用于实际水样中4-AP的检测，加标回收率为95.9%～102.8%。本研究为Cd-MOF基电化学传感器用于实际水样中4-AP的检测提供了新思路。

关键词：金属有机框架材料偶氮键电化学传感器 4-氨基苯酚

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广义氢能体系和相关电化学技术

Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 1-8页

作者：王功伟肖丽庄林武汉大学化学与分子科学学院化学电源材料与技术湖北省重点实验室湖北武汉430072 武汉大学索维奇国际分子科学研究中心湖北武汉430072 武汉大学高等研究院湖北武汉430072

电化学能源储存与转化对于可再生能源电力消纳,以及绿色低碳的新能源结构和化工体系构建具有重要意义.氢能作为其中一种典型的二次清洁能源,一直备受关注.通常认为氢能是一种以氢气(H_(2))作为能源载体的能源生产、储运和利用体系.然而... 详细信息

电化学能源储存与转化对于可再生能源电力消纳,以及绿色低碳的新能源结构和化工体系构建具有重要意义.氢能作为其中一种典型的二次清洁能源,一直备受关注.通常认为氢能是一种以氢气(H_(2))作为能源载体的能源生产、储运和利用体系.然而,氢能作为一种化学能,储存于H–H化学键之中,而非孤立的H原子.本文提出广义氢能体系,涵盖所有含H化学键(例如H–H,C–H,N–H等)形成或断裂过程伴随的能量储存或释放,即氢能载体不仅限于H_(2),亦可为其它含氢化合物(例如碳氢化合物、氮氢化合物).本文针对氢能储存于H–H(氢循环)、C–H(碳循环)和N–H(氮循环)所涉及的几种关键电化学技术研究现状进行总结.对于氢循环,目前H_(2)生产仍依赖化石资源,受限于电解成本高,采用电解水制备的H_(2)仅占很小比例.电解成本受电价、电解设备造价、电解效率等多重因素影响,目前商业化的碱性水电解器和质子膜水电解器技术均存在各自难以解决的问题,碱性膜水电解器技术能够集前二者所长,有望实现H_(2)的低成本、大规模制备,但其目前处于商业化起步阶段;燃料电池技术是H_(2)化学能高效释放利用的重要途径,质子膜燃料电池已经进行商业化,但成本较高.碱性膜燃料电池有望大幅降低成本,目前受限于高性能非贵金属催化剂和碱性聚电解质等关键材料开发.对于碳循环,鉴于很多碳氢化学品在化工体系及日常生活中的重要应用,如何通过非化石资源制备高价值碳氢化合物具有重要意义,CO_(2)电解转化是一条极具前景的技术路径.分别从CO_(2)电还原的催化路径控制和电解器件技术开发两方面进行剖析,明晰不同产物的反应路径、从电极催化剂和电解质微环境两个维度构筑高效催化界面,以及发展纯水膜电解器技术,将有助于促使CO_(2)电解转化从实验室研究走向工业化应用.对于氮循环,目前合成氨工业能耗高、碳排放量大,电化学N_(2)还原是一条具有应用前景的绿色氨合成路径,但由于N≡N键活化困难,导致转化速率极低.除了催化剂设计合成之外,在催化界面引入其它附加作用协同N_(2)活化、与其它反应物共还原或采用其它物理手段等促进N_(2)活化,将为电化学N_(2)还原合成氨带来新的机遇.归纳了相关电化学技术研发面临的主要问题.对于制H_(2)、CO_(2)还原和N_(2)还原的电解技术,目前阳极主要耦合氧析出反应,产生的O2经济价值较低,如果耦合其它高价值有机物的氧化合成,不仅提升电解转化整体经济性,还可同时能带来其它附加优点.综上,本篇观点文章认为氢能不应局限于以H_(2)为能源载体,而是可以拓展为其它含氢化合物.水可以作为廉价清洁的质子源,是氢能成为可再生电能高效储存利用的原因之一.本文剖析了几种重要的相关电化学技术的研发现状,旨在揭示研发及实际应用所面临的关键限制.未来,随着这些电化学技术的发展成熟,将有助于促进广义氢能体系的建立,从而为降低碳排放和实现能源结构转型提供重要支持.

关键词：氢能燃料电池水电解 CO_(2)电解 N_(2)电解

基于手性有机框架材料制备气相色谱固定相的研究进展

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色谱 2024年第1期42卷 1-12页

作者：周素馨况逸馨郑娟欧阳钢锋中山大学化学学院广东广州510006 中山大学化学工程与技术学院广东珠海519082

对映异构体通常具有不同的药理学、毒理学和生理学性质,获得单一手性化合物对人类健康和环境的可持续发展均具有重要意义。目前,色谱是分离对映异构体的主要方式之一,色谱分离的关键在于固定相的选择。有机框架材料作为一类新兴的结晶... 详细信息

对映异构体通常具有不同的药理学、毒理学和生理学性质,获得单一手性化合物对人类健康和环境的可持续发展均具有重要意义。目前,色谱是分离对映异构体的主要方式之一,色谱分离的关键在于固定相的选择。有机框架材料作为一类新兴的结晶多孔材料,具有结构高度有序、孔隙丰富、孔结构和尺寸可调及易于功能化等优点,在对映异构体的色谱分离方面受到广泛关注。通过后修饰或自下而上的合成策略,一系列具有高结晶度和丰富手性识别位点的有机框架材料已经被成功研制。基于动态涂覆或原位生长等方法,手性有机框架材料可被成功固定于气相色谱柱的内表面,从而实现多种对映异构体混合物的高分辨分离;与商用手性色谱柱相比,部分自制的手性有机框架材料色谱柱具有更优异的选择因子和分离度。本文首先介绍了有机框架材料在分离领域所展现出的优势,之后分别论述了手性有机框架材料的合成方式、相应色谱固定相的制备方法及手性有机框架材料对对映异构体的分离性能,最后总结了手性有机框架材料在未来手性材料领域的突出优势和面临的挑战。

关键词：对映异构体分离手性共价有机框架手性金属有机框架气相色谱综述

双沟槽SiC金属-氧化物-半导体型场效应管重离子单粒子效应

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物理学报 2024年第2期73卷 234-241页

作者：李洋帆郭红霞张鸿白如雪张凤祁马武英钟向丽李济芳卢小杰湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 西北核技术研究所西安710024 工业和信息化部第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家重点实验室广州510610

本文针对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管升展了不同源漏偏置电压下208 MeV锗离子辐照实验,分析了器件产生单粒子效应的物理机制.实验结果表明,辐照过程中随着初始偏置电压的增大,器件漏极电流增长更明显;在偏置电压为400 V时,重离子... 详细信息

本文针对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管升展了不同源漏偏置电压下208 MeV锗离子辐照实验,分析了器件产生单粒子效应的物理机制.实验结果表明,辐照过程中随着初始偏置电压的增大,器件漏极电流增长更明显;在偏置电压为400 V时,重离子注量达到9×10^(4)ion/cm^(2),器件发生单粒子烧毁,在偏置电压为500 V时,重离子注量达到3×10^(4)ion/cm^(2),器件发生单粒子烧毁,单粒子烧毁阈值电压在器件额定工作电压的34%(400 V)以下.对辐照后器件进行栅特性测试,辐照过程中偏置电压为100 V的器件泄漏电流无明显变化;200 V和300 V时,器件的栅极泄漏电流和漏极泄漏电流都增大.结合TCAD仿真模拟进一步分析器件单粒子效应微观机制,结果表明在低偏压下,泄漏电流增大是因为电场集中在栅氧化层的拐角处,导致了氧化层的损伤;在高偏压下,辐照过程中N-外延层和N+衬底交界处发生的电场强度增大,引起显著的碰撞电离,由碰撞电离产生的局域大电流密度导致晶格温度超过碳化硅的熔点,最终引起单粒子烧毁.

关键词：双沟槽SiC金属-氧化物-半导体型场效应管重离子辐照单粒子烧毁