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  • 一种替代的无溶剂自聚策略,用于制备在高频率下具有超低介电常数的高透明芳香族聚酰亚胺

    该研究聚焦于镧系元素掺杂铜基团簇的稳定性机制与结构演化规律,以Sc-Cuⁿ⁻(n=1-15)体系为研究对象,通过理论计算与光谱模拟相结合的方法,揭示了过渡金属掺杂对团簇稳定性的调控规律。研究发现,Sc原子掺杂显著改变了铜基团簇的电子结构,在特定电子数条件下形成了具有超常稳定性的"魔法"团簇ScCu₆⁻和ScCu₁₄⁻,这两个体系分别展现出平面芳香簇和立方对称闭腔结构,其稳定性机制与电子壳闭合效应密切相关。研究首先建立了多尺度计算框架,采用ABCluster程序进行全维度结构搜索,结合PBE0/Lanl2DZ基组进行密度泛函理论计算,通过模拟光电发射谱(PES)对候选结构进行筛选验证。在15种不

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 含有氟取代基的多硅倍半氧烷作为具有良好防水性能的防护表面涂层材料的基础:合成、表征与性能研究

    本文聚焦于新型可溶氟代硅氧烷聚合物的制备及其对表面疏水性能的影响研究。研究团队通过水相碱催化的一步法工艺,成功合成了具有不同长度的氟烷基链的线性氟代硅氧烷(F-SQs)聚合物。该工艺采用三乙氧基硅烷与含氟烯醇醚通过硅氢化反应制备单体,再经NaOH催化水解缩合反应生成目标聚合物,实现了近定量产率。实验发现,当氟烷基链碳原子数达到C3时,玻璃基底的水接触角可提升至123°,且随着链长的增加(C5),疏水性能呈现显著提升趋势。研究首先从表面科学角度阐述了氟代硅氧烷材料的应用价值。这类材料由于C-F键的高键能(约485 kJ/mol)和低极性特征,能够有效降低表面能。通过调控有机硅骨架的化学结构,特别

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 综述:金属有机框架及其衍生物在气体传感中的协同效应:从基础到应用

    气体传感技术:从基础到前沿气体传感技术作为环境监测、工业安全及医疗诊断等领域的关键支撑,正经历着从传统材料向先进功能材料的深刻变革。其中,金属有机框架(MOF)及其衍生物凭借其独特的结构可调性、超高比表面积及丰富的活性位点,为高性能气体传感器的开发注入了新的活力。关键因素:决定传感性能的“幕后推手”气体传感器的性能并非单一因素决定,而是多种物理化学过程协同作用的结果。首先,催化效应扮演着“加速器”的角色,通过降低反应活化能,显著提升传感器的响应速度和选择性。例如,贵金属(如Pt、Pd)的引入能够有效促进气体分子的解离与反应,从而实现对特定目标气体的高效识别。其次,界面接触与能带弯曲是调控电荷传

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-12-24

  • 综述:卤化物钙钛矿单晶:进展、挑战与未来展望

    卤化铅锡酸盐单晶在光电领域的应用进展与挑战分析一、研究背景与核心优势金属卤化铅锡酸盐(MHPs)单晶因其独特的晶体结构、低缺陷密度和优异的光电性能,近年来在光电器件领域引发广泛关注。与多晶材料相比,单晶结构消除了晶界缺陷和非辐射复合中心,显著提升了载流子迁移效率(达数百cm²/Vs量级)和器件稳定性(部分器件寿命超1000小时)。特别在柔性电子和微型化设备领域,单晶薄膜的厚度可精准控制在亚微米级(如400-1000nm),同时保持厘米级的大面积制备能力,为集成化发展奠定基础。二、晶体结构与性能调控1. 晶体架构多样性MHPs晶体可通过A/B位离子替换和卤素配位调控实现从3D到0D的维度调控。典

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-12-24

  • 可重复使用的氧化锆印刷材料,应用于碳纳米管(CNT)基底纸张上,用于制造高性能薄膜晶体管

    本研究聚焦于开发一种可重复利用的印刷式薄膜晶体管(TFT),其核心创新在于通过环保材料与结构设计,实现了 gate 层的可拆卸与多次循环使用。研究团队以氧化锌(ZnO)为半导体层,氧化锆(ZrO₂)为介电层,碳纳米管纸(CNT-paper)为 gate 电极,构建了具有模块化特性的晶体管系统。以下从技术路线、性能表现、循环测试和环保价值四个维度展开分析。### 一、技术路线与材料创新研究采用溶液法印刷技术,分两步构建器件:首先通过喷涂法在氧化铟锡(ITO)玻璃电极表面形成约140纳米厚的ZnO半导体层,其生长温度控制在400°C以优化结晶质量;随后将ZrO₂纳米粉末悬浮于水溶性纤维素粘合剂中,

    来源:Materials Today Electronics

    时间:2025-12-24

  • 挤压比对Mg-1.0Zn-0.3Zr-1.5Er合金微观结构、力学性能及生物腐蚀行为的影响

    本文针对Mg-1.0Zn-0.3Zr-1.5Er合金在热挤压工艺参数对材料性能的影响展开系统性研究。通过调控挤压比从6到12的梯度参数,发现该合金在微观结构、力学性能和耐腐蚀性方面呈现显著相关性变化,为镁合金生物医用材料开发提供了关键工艺参数依据。### 1. 材料体系与工艺设计研究以医用镁合金为研究对象,采用Mg-30Er和Mg-30Zr中间合金优化合金成分,形成Mg-1.0Zn-0.3Zr-1.5Er的梯度成分体系。该合金具有典型镁合金特性,通过固溶处理(460℃/8h)完全溶解第二相,后续采用400℃/5mm/s速度的热挤压工艺,重点考察挤压比对材料性能的影响。### 2. 微观结构演变

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24

  • 综述:微尺度精密箔材的制备及其微观结构研究

    微尺度钛箔的制备技术与多尺度变形机制研究进展摘要 随着航空航天、新能源、柔性电子等领域的快速发展,对微尺度钛箔的需求日益增长。钛箔因其独特的轻质高强、耐腐蚀和高温稳定性等特性,成为氢能电池双极板、微电子封装等关键领域的重要材料。本文系统梳理了钛箔的制备工艺、组织性能调控机制及其变形行为,重点分析了合金设计、精密轧制与热处理耦合作用下的多尺度变形机理,以及尺寸效应对材料性能的影响规律。研究发现,钛箔的力学性能优化需要综合考虑晶界迁移、相变诱导变形、表面约束效应等多因素耦合作用,而尺寸效应在微米尺度下尤为显著,直接影响材料的强度-塑性协同关系。1. 引言 微尺度钛箔因其优异的比强度(约1.3×

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24

  • Al₂O₃-B₄C-ZrO₂复合材料的准静态与动态断裂机理及碎裂分析

    本研究针对Al₂O₃-B₄C-ZrO₂陶瓷复合材料的动态力学行为展开系统性分析,重点揭示应变率依赖性断裂机制与宏观力学响应的关联规律。通过整合准静态与动态力学测试、微观组织表征及数值模拟技术,构建了多尺度分析框架,为轻质抗冲击陶瓷装甲设计提供理论支撑。在材料制备方面,采用高纯度(99.5%以上)Al₂O₃、B₄C和ZrO₂粉末经球磨-热压成型工艺制备复合陶瓷。X射线衍射分析显示,ZrO₂与B₄C在热压过程中发生固相反应生成ZrB₂和AlB₁₂C₂次生相,这种异质相分布显著改变了材料的断裂行为。扫描电镜观察表明,复合陶瓷呈现典型的层状微观结构,其中Al₂O₃颗粒(平均30μm)作为基体承载载荷,

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-12-24

  • (Fe₂O₃)n团簇在Fe(100)表面诱导非均匀腐蚀的机制:一项密度泛函理论(DFT)研究

    铁腐蚀过程中早期腐蚀产物对电化学行为的影响机制研究铁基材料在自然环境中的腐蚀问题一直是材料科学和工程领域的重要研究课题。本项研究通过密度泛函理论(DFT)计算方法,系统揭示了Fe₂O₃纳米簇(n=1,2,3)在铁表面吸附行为及其对腐蚀动力学的调控机制,为理解金属腐蚀的微观机理和开发防护策略提供了新的理论依据。研究以Fe(100)晶面为模型体系,重点考察Fe₂O₃不同尺寸纳米簇的吸附特性及其对表面电荷分布和腐蚀反应路径的影响。通过计算发现,单个Fe₂O₃纳米簇(n=1)会以解离方式吸附在铁表面,形成稳定的Fe-O键合结构,吸附能达-4.83 eV。随着簇尺寸增大至n=2和n=3,其吸附模式发生显

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 通过熨烫工艺优化表面粗糙度,提升FFF-3D打印PLA零件的抗疲劳性能

    本研究聚焦于3D打印技术中表面铁处理工艺对聚乳酸(PLA)材料力学性能的影响,通过系统实验与数据分析揭示了铁处理参数与表面粗糙度、疲劳寿命之间的关联机制。研究采用正交实验设计方法,针对铁处理速度、线间距和挤出流量三个核心参数展开优化,结合表面粗糙度测量与高周疲劳测试,建立了表面质量与疲劳性能的量化关系模型。### 1. 研究背景与问题提出3D打印技术因其复杂结构成型能力,在定制化制造领域快速普及。然而,传统熔融沉积成型(FFF)工艺固有的层间结合强度不足、孔隙率较高以及表面阶梯效应等问题,导致打印件在交变载荷下易发生疲劳失效。其中,表面粗糙度作为重要质量指标,不仅影响美观度,更会因应力集中效应

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-12-24

  • 调节钴掺杂的Bi0.8Sr0.2FeO3-δ正极中的氧空位浓度及其电化学性能,以用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的应用

    穆罕默德·伊布拉尔·汗(Muhammad Ibrar Khan)|黄超(Huang Chao)|赵家琦(Zhao Jiaqi)|孙丽萍(Sun Liping)|李强(Li Qiang)|曹殿学(Cao Dianxue)|赵辉(Zhao Hui)中国黑龙江省哈尔滨市黑龙江大学化学、化学工程与材料学院,教育部功能无机材料化学重点实验室,邮编150080摘要设计兼具高电子导电性和丰富氧空位的正极对于下一代中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)至关重要。在本研究中,采用了一种成分调控策略,在Bi0.8Sr0.2Fe1-xCoxO3-δ钙钛矿中引入氧空位,从而提升了其结构稳定性和电化学活性。研究发现

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 通过光学显微镜和软X射线断层扫描的结合,研究细胞在吸收N掺杂的GQDs纳米颗粒后细胞器的影响

    本研究聚焦于氮掺杂石墨量子点(N-GQDs)在生物成像领域的创新应用,通过整合荧光显微技术和软X射线断层扫描(SXT),首次实现了对肝癌细胞(Hep G2)亚细胞结构的三维关联成像与定量分析。研究团队由来自台湾元智大学化学工程与材料科学系的Kuen-Song Lin教授领衔,国际合作成员包括南非、美国及中国台湾地区的科研人员。**研究背景与意义** 随着癌症发病率的上升,早期诊断技术成为生物医学研究的关键。传统金属量子点因潜在毒性、回收困难等问题受到限制,而碳基纳米材料因生物相容性高、易于功能化而备受关注。石墨量子点(GQDs)因其独特的二维晶体结构、可调控的荧光性能和优异的分散性,成为生物

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 对TPU膜进行两步亲水改性后,可以制备出更小、更稳定的气泡,适用于曝气应用

    污水处理中曝气装置的能量消耗问题长期存在。传统曝气系统使用5-10毫米的气泡,氧转移效率(OTE)普遍低于30%。针对这一技术瓶颈,哈尔滨工业大学环境学院团队创新性地提出TPU膜双步表面修饰技术,在《Water Research》发表最新研究成果。该技术通过物理化学协同作用,成功将气泡最小直径控制在0.51毫米,亚1毫米气泡占比提升至21.4%,使氧转移效率达到行业领先的50-70%区间。一、技术背景与发展污水处理行业每年在曝气环节消耗超过300亿千瓦时电力,其中约70%用于克服气液界面传递阻力。传统曝气装置因气泡尺寸偏大(5-10mm),氧分子需穿透厚达2毫米的气液边界层,导致氧转移效率不足

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-12-24

  • 通过构建网络结构,协同提升碳纳米管(CNTs)-钼(Mo)/铜(Cu)复合材料的强度、韧性及导电性能

    该研究聚焦于通过建筑学设计策略突破铜基复合材料力学性能与电学性能的固有矛盾,重点探索碳纳米管-钼(CNTs-Mo)增强铜基复合材料的制备工艺与性能优化机制。研究团队采用湿法混合、球磨、spark plasma sintering(SPS)烧结与热轧加工联用技术,成功制备出具有梯度分布、连续网络架构和界面优化特征的CNTs-Mo/Cu复合材料体系。在微观结构调控方面,研究揭示了碳纳米管负载钼复合增强体的梯度分布规律。当碳纳米管-钼增强体质量占比为0.05wt%时,呈现均匀分散的纳米颗粒分布特征;当含量提升至0.10wt%时,形成局部区域网络结构;而达到0.15wt%时,构建出三维连续网络增强体系

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-12-24

  • 在AlCoCrFeNi合金中实现优异的机械性能 2.1 通过部分再结晶制备高熵合金

    乐乐·南(Lele Nan)| 姚娇科(Yujiao Ke)| 余思晨(Sichen Yu)| 王家生(Jiasheng Wang)| 秦书阳(Shuyang Qin)| 齐格涅夫·布里坦(Zbigniew Brytan)中国秦皇岛燕山大学机械工程学院,邮编066004摘要铸造态AlCoCrFeNi2.1高熵合金(EHEA)具有双相层状BCC(体心立方)/FCC(面心立方)微观结构,这种结构赋予了优异的延展性,但屈服强度较低,限制了其工程应用。本文采用冷轧和热处理相结合的加工策略,诱导部分再结晶,形成了由细小等轴再结晶FCC晶粒、保留的层状FCC区域以及未再结晶的BCC骨架组成的异质复合微观结

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-12-24

  • 共晶高熵合金中异常的强度-延展性关系

    张飞宝|李晓涛|王志勤|张哲锋中国科学院金属研究所沈阳国家材料科学实验室,沈阳,110016,中国摘要共晶高熵合金(EHEAs)因其同时具备高熵合金(HEAs)和共晶合金的优点而受到了广泛关注。本研究表明,EHEAs在强度和延展性之间的理论权衡关系上表现出异常偏差。尽管相界有助于增强EHEAs的强度,但微观结构分析显示,相界成为局部裂纹的薄弱点,导致在应变硬化潜力尚未完全耗尽之前就发生过早断裂,从而限制了EHEAs达到其理论力学性能。为了延长应变硬化持续时间直至应变硬化潜力完全耗尽,我们提出了控制相界以改善其力学性能的可行策略,使其接近理论极限。引言高熵合金(HEAs)由于具有独特的性质(高熵

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-12-24

  • 通过构建双异质结构,在增加B2体积分数的同时提高BCC/FCC双相高温合金的强度和延展性

    本文聚焦于通过热力加工调控Al基高熵合金(HEA)中BCC(B2相)与FCC相的异质结构,实现强度与延展性的协同提升。研究以Al₀.₃₅Fe₁.₄Co₀.₆NiMn₀.₁C₀.₁、Al₀.₄₀Fe₁.₄Co₀.₆NiMn₀.₁C₀.₁和Al₀.₄₅Fe₁.₄Co₀.₆NiMn₀.₁C₀.₁三种成分体系为对象,通过真空熔炼、快速铸造及后续热轧-退火工艺,系统考察了B2相体积分数(6.7%至27.2%)对力学性能的影响规律。研究团队创新性地结合了多重调控策略:首先引入碳元素(0.1at%)形成纳米级κ'相,该相具有高抗界面能特性,能有效阻碍位错运动;其次通过调整Al含量(0.35-0.45)控制B

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-12-24

  • 掺杂CoFe₂O₄中的能带工程与导电性提升:迈向室温透明自旋电子学

    伊姆兰·汗(Imran Khan)| 阿卜杜拉(Abdullah)| 洪志尚(Jisang Hong)韩国釜山浦项国立大学物理系,48513摘要通过元素掺杂来调控功能材料的可调性,为设计其电子、电学、磁性和光学特性提供了强有力的途径,以应用于下一代设备。在本研究中,我们利用第一性原理计算探讨了Cu、Zn和Ga掺杂对CoFe2O4(CFO)的电导率、光学和磁性能的影响。研究发现,所有掺杂体系仍保持半导体特性,其中Cu掺杂体系的带隙为0.13电子伏特,Zn掺杂体系为1.98电子伏特,Ga掺杂体系为2.07电子伏特。蒙特卡洛模拟预测Cu掺杂体系的居里温度为441开尔文,Zn掺杂体系为630开尔文,G

    来源:Materials Science in Semiconductor Processing

    时间:2025-12-24

  • 铌(Nb)添加对Cu-15Ni-8Sn合金微观结构、力学性能和电学性能的影响

    Cu-15Ni-8Sn合金作为高性能非晶合金的替代材料,在耐磨轴承、高功率电子元件等领域具有重要应用价值。其核心优势在于通过有序相变(DO22、L12)实现高强度与良好导电性的平衡,但传统工艺中延长的时效处理会引发不连续沉淀(DP),导致材料脆性增加、导电性下降等问题。针对这一技术瓶颈,研究团队通过系统性调控Nb添加量,首次完整揭示了Nb元素对合金全生命周期(铸造-固溶处理-时效)的协同作用机制,为优化高性能合金制备工艺提供了新思路。**关键创新点与机理分析:**1. **铸造过程调控** 微量Nb(0.1-0.5 wt%)的添加显著改变合金凝固行为。Nb与Cu形成低固溶度(<0.5

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-12-24

  • Cu-Be-Ni-Cr-Zr合金中的多尺度建筑协同效应

    牛卓哲|王佩|马如龙|郝振华|舒永春|何吉林郑州大学材料科学与工程学院,中国郑州,450001摘要通过对粉末冶金加工的Cu-Be-Ni-Cr-Zr合金的固溶处理和时效处理工艺进行系统研究,本文阐明了其沉淀相的形成和强化机制。系统优化表明,950°C(固溶处理)和400°C(时效处理)是该合金的最佳处理温度。在最佳时效条件下(400°C/240分钟),Cu-Be-Ni-Cr-Zr合金的显微硬度为299.8 HV,抗拉强度为963.49 MPa,电导率为29.08 %IACS。透射电子显微镜(TEM)分析显示,合金中存在多种尺度的沉淀物:纳米级的γ″和γ′相;约100纳米的Be21Ni5相;约80

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-12-24


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