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电聚合苯胺改性碳纤维海洋电极电化学性能及其电场响应研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2025年第1期55卷 118-129页

作者：田翔孙久哲付玉彬中国海洋大学材料科学与工程学院山东青岛266100

本文应用碳酸氢铵弱碱性溶液作为电解质电化学原位聚合苯胺制备聚丙烯腈基碳纤维海洋电极,研究其电化学性能与电场响应性能。结果表明,碳纤维表面生成还原态聚苯胺并出现特征氧化还原峰;交流阻抗谱表明改性电极表面等效电路增加了膜电... 详细信息

本文应用碳酸氢铵弱碱性溶液作为电解质电化学原位聚合苯胺制备聚丙烯腈基碳纤维海洋电极,研究其电化学性能与电场响应性能。结果表明,碳纤维表面生成还原态聚苯胺并出现特征氧化还原峰;交流阻抗谱表明改性电极表面等效电路增加了膜电容和膜电阻,电场响应由纯电容耦合改变为电容电阻共同作用的混合机制,有利于低频低强度信号的响应。在电场响应测试中,改性电极电位漂移量达0.66 mV/d;能够较好响应10 mV,10 mHz的低频率低强度电场信号;线性度最小值为0.072%。水流冲刷4h后聚苯胺膜质量损失为6.30%,相比于盐酸溶液电聚合制得的聚苯胺膜(质量损失7.55%)具有更好的结合力。该海洋电极可望成为新一代低成本、高性能电场传感器。

关键词：碳纤维电极聚苯胺碳酸氢铵电化学性能海洋电场响应

庆祝上海交通大学材料科学与工程学院建院70周年专刊前言

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金属学报 2022年第4期58卷 I0001-I0002页

作者：丁文江孙宝德上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

材料是人类文明发展的里程碑,是科技进步的物质基础。上海交通大学是中国最早建立材料科学与工程学科的高校之一。上海交通大学材料科学与工程学院自1997年由材料科学系和材料工程系合并而成,所属的金属热处理专业在1952年就已设立。学... 详细信息

材料是人类文明发展的里程碑,是科技进步的物质基础。上海交通大学是中国最早建立材料科学与工程学科的高校之一。上海交通大学材料科学与工程学院自1997年由材料科学系和材料工程系合并而成,所属的金属热处理专业在1952年就已设立。学院拥有一级学科“材料科学与工程”,是国内首批国家重点一级学科,2017年被列为教育部双一流重点建设学科。2021年QS材料学科排名升至第20位,连续十多年入围ESI 1‰学科。

关键词：上海交通大学学科排名双一流材料科学与工程金属热处理科技进步材料工程系一级学科

基于创新人才培养目标导向的理工类学院文化多维建构策略——以中南大学材料科学与工程学院为例

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现代大学教育 2019年第6期35卷 100-108页

作者：梁叔全胡小清蔡圳阳陈志永李周林高用张鸿徐国富王德志中南大学材料科学与工程学院

学院文化是学院软实力的集中体现,是一个学院赖以生存发展、彰显特色的重要根基。世界著名大学,如麻省理工学院、哈佛大学、牛津大学、剑桥大学等,始终屹立在世界大学之巅,无不以大学以及学院文化立足。近若干年,中国大学理工类学院在... 详细信息

学院文化是学院软实力的集中体现,是一个学院赖以生存发展、彰显特色的重要根基。世界著名大学,如麻省理工学院、哈佛大学、牛津大学、剑桥大学等,始终屹立在世界大学之巅,无不以大学以及学院文化立足。近若干年,中国大学理工类学院在基础设施等办学条件上已经得到显著改善,但是,在学院文化建设上还有要做很大努力。建设理工类学院文化,至少可以在育人文化、管理文化、学科特色文化、人文环境文化等四个维度上进行。经过多年的探索和建设,中南大学材料科学与工程学院已经形成比较系统的学院文化。依托学院文化,不断提升学院办学理念,优化学院管理架构与治理体系,打造学院教师队伍,构建形成创新教育、工程教育和国际合作交流"三位一体"平台,形成"注重基础和素质教育、聚焦解决复杂工程能力、强化工程实践与教育国际合作"的理工科创新人才培养系统模式。这些,可以为中国高校工科类学院文化构建与创新人才培养提供参考。

关键词：理工类学院学院文化文化建设 “双一流” “新工科” 创新教育立德树人

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铜银纳米合金团簇结构转变的原子模拟

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 101-112页

作者：李博宇刘贯惟张林东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

采用基于嵌入原子方法势的分子动力学方法对熔融Cu_(n)Ag_(53-n)(n=0~53)和Cu_(n)Ag_(54-n)(n=0~54)合金团簇的降温凝结过程进行模拟.通过结构相图、自由能、原子化能、形状因子、对分布函数、熵和直观可视化的原子堆积结构等多种计算... 详细信息

采用基于嵌入原子方法势的分子动力学方法对熔融Cu_(n)Ag_(53-n)(n=0~53)和Cu_(n)Ag_(54-n)(n=0~54)合金团簇的降温凝结过程进行模拟.通过结构相图、自由能、原子化能、形状因子、对分布函数、熵和直观可视化的原子堆积结构等多种计算分析手段,在原子尺度上探究温度、组分和初始构型等对小尺寸Cu-Ag合金团簇在降温凝结中的结构转变以及热力学量的影响.模拟结果表明,在室温下含有少量Cu原子的二元合金团簇可以形成的核壳式二十面体几何结构,同时Cu原子取代Ag原子也有助于合金团簇的稳定.组分的改变和温度的降低使堆积结构由无序变为有序,同时伴随着原子势能、形状因子、熵的振荡下降,低温阶段熵值下降明显.

关键词：纳米合金降温凝结分子动力学结构转变

基于第一性原理和热力学计算的TiAl-Nb金属间化合物稳定性和相关系研究

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 151-162页

作者：汪文洋徐勇田彬甘信柱王志刚梁永锋林均品山东建筑大学材料科学与工程学院济南250101 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

采用基于广义梯度近似密度泛函理论的第一性原理计算和相图计算方法,研究了TiAl-Nb合金中γ、α_(2)、O_(2)和ωo相的热力学和力学性质以及相转变关系.研究表明,第一性原理计算得到的化合物相的参数是准确的,且分析结果与相图计算结果... 详细信息

采用基于广义梯度近似密度泛函理论的第一性原理计算和相图计算方法,研究了TiAl-Nb合金中γ、α_(2)、O_(2)和ωo相的热力学和力学性质以及相转变关系.研究表明,第一性原理计算得到的化合物相的参数是准确的,且分析结果与相图计算结果相一致.四个化合物相都是能够稳定存在的相.通过热力学和力学性质的分析,发现α_(2)相更容易转变为O_(2)相,并且在一定条件下可以通过相变反应生成ωo相.而γ相更容易转变为ωo相,但无法生成O_(2)相.

关键词： TiAl合金第一性原理相图声子谱及态密度热力学性质

后续热处理对激光3D打印GH4099合金微观组织和高温力学性能的影响

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金属学报 2025年第01期 165-176页

作者：赵亚楠郭乾应刘晨曦马宗青刘永长天津大学材料科学与工程学院

激光粉末床熔融（LPBF） 3D打印技术具有跨维度多尺度成形的技术特点，同时表现出非平衡快速凝固的冶金特征，与传统制造工艺形成的微观组织存在明显差异。基于传统制造工艺发展而来的热处理工艺难以适用于LPBF制备的样品，因此，研究L... 详细信息

激光粉末床熔融（LPBF） 3D打印技术具有跨维度多尺度成形的技术特点，同时表现出非平衡快速凝固的冶金特征，与传统制造工艺形成的微观组织存在明显差异。基于传统制造工艺发展而来的热处理工艺难以适用于LPBF制备的样品，因此，研究LPBF打印件专用的后续热处理制度对于其组织和性能调控具有重要的意义。本工作以LPBF制备的GH4099合金为研究对象，研究了后续热处理对3D打印高温合金非平衡微观组织和高温力学性能的影响。结果表明，固溶处理不仅影响打印组织的再结晶行为，而且也与碳化物和γ'相的析出行为密切相关，因而对GH4099合金的高温延伸率影响较大。LPBF制备GH4099合金中的多尺度异质结构使其组织热稳定性明显高于传统铸锻件，因此需要更高的固溶热处理温度以促进其完全再结晶。经1150℃固溶处理1.5 h后，GH4099打印件中柱状晶转变为等轴晶并形成大尺寸孪晶，同时晶界处M23C6碳化物的析出也受到抑制。在随后的时效热处理过程中，由于再结晶释放了3D打印晶粒内部储存的畸变能，使得基体中γ'相的析出受到了明显抑制。基于上述结果，通过优化热处理制度，GH4099合金打印件实现了高温强度和塑性的良好匹配。

关键词：激光粉末床熔融非平衡组织热处理 γ'相高温力学性能

Allvac 718Plus高温合金第二相演变与性能研究进展

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金属学报 2025年第01期 43-58页

作者：唐丽婷郭倩颖李冲丁然刘永长天津大学材料科学与工程学院

Allvac 718Plus合金是在Inconel 718合金的基础上通过成分优化研制出的一种新型镍基高温合金，最高服役温度较Inconel 718合金提高约55℃，因其具有优异的抗蠕变、抗疲劳性能以及锻造、焊接等加工性能，在制造700℃服役部件上具有巨大... 详细信息

Allvac 718Plus合金是在Inconel 718合金的基础上通过成分优化研制出的一种新型镍基高温合金，最高服役温度较Inconel 718合金提高约55℃，因其具有优异的抗蠕变、抗疲劳性能以及锻造、焊接等加工性能，在制造700℃服役部件上具有巨大潜力。作为一种应用时间较短的沉淀强化型高温合金，阐明其热处理过程中的第二相演变规律对于通过热处理调控组织从而优化合金性能具有重要意义。本文主要介绍了合金中的第二相，包括强化相γ′相、晶界相η相，以及在特定条件下析出的γ″相、δ相、σ相和C14 Laves相；分析了Allvac718Plus合金标准热处理过程中γ′相和η相的析出行为，预固溶处理和直接时效处理的应用，以及长期时效过程中的第二相演变规律，提出复合γ″-γ′结构是实现合金长时服役的策略；结合高温服役过程中第二相的组织演变，分析了2种主要第二相对抗疲劳性能和抗蠕变性能的影响；确定了合金中缓慢的γ′相析出动力学与合金可焊性的匹配性，总结了Laves相和η相对焊接过程中的开裂及应变时效开裂的影响。

关键词： Allvac 718Plus合金第二相热处理高温性能焊接性能

新工科建设背景下实验实践教学体系的构建——以上海交通大学材料科学与工程学院为例

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高等工程教育研究 2021年第S01期69卷 7-9页

作者：杨文红朱申敏杭弢上海交通大学材料科学与工程学院

近年来,为主动应对新一轮科技革命与产业变革,教育部启动了"新工科""双万计划"等计划,对我国高等教育和一流人才的培养提出了新要求。新工科建设背景下高校实验实践教学体系搭建中存在诸多掣肘因素,如实验实践教学体系与理论教学体系的... 详细信息

近年来,为主动应对新一轮科技革命与产业变革,教育部启动了"新工科""双万计划"等计划,对我国高等教育和一流人才的培养提出了新要求。新工科建设背景下高校实验实践教学体系搭建中存在诸多掣肘因素,如实验实践教学体系与理论教学体系的发展不同步、思想观念桎梏、部门间协同机制缺失、组织与制度性障碍等。破除上述瓶颈问题,高校应围绕新工科建设的要求,着力搭建多层次实验教学体系、多元化实验实践教学模式,构建政校企共同体、积极拓展实验实践教学基地、完善教师评聘制度。

关键词：教学体系构建新工科实验实践

Si-Ga共掺杂金刚石铜复合材料界面性能的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 159-165页

作者：曾勇谋刘莹胡梦晗王铁彬于捷曹宇周晓龙梧州学院机械与资源工程学院梧州543002 昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 梧州学院梧州风光能源装备工程技术研究中心梧州543002

为了研究金刚石/铜复合材料界面性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Si和Ga原子掺杂金刚石/铜界面结构形成能、态密度、电荷密度.结果表明:形成能越低掺杂的界面结构越稳定,所以Si原子掺杂间隙2位置的金刚石(100)/铜(111)... 详细信息

为了研究金刚石/铜复合材料界面性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Si和Ga原子掺杂金刚石/铜界面结构形成能、态密度、电荷密度.结果表明:形成能越低掺杂的界面结构越稳定,所以Si原子掺杂间隙2位置的金刚石(100)/铜(111)界面模型最稳定(-7.339 eV),Si原子掺杂第一层Cu原子位置金刚石(111)/铜(111)界面最稳定(-2.846 eV),Ga原子掺杂间隙1位置的金刚石(100)/铜(111)界面模型最稳定(-5.791 eV),Ga原子掺杂第一层Cu原子位置金刚石(111)/铜(111)界面最稳定(-0.895 eV).由于Si-Ga原子共掺杂金刚石(100)和铜(111)界面形成能降低(Ef=-13.259 eV),费米能级处态密度有所增加(7.578 electrons/eV),电子转移形成键合,Si-Ga原子共掺杂金刚石(100)/铜(111)间隙位置的界面最稳定.因此Si-Ga原子共掺杂是提高金刚石/铜界面界面性能的有效手段.

关键词：掺杂界面性能复合材料第一性原理