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在Tʹ和ηʹ双相强化的Al-Zn-Mg-Cu合金中,沉淀物显著提高了与比例相关的蠕变抗力
在工业制造领域,材料的性能直接影响着其应用范围和使用寿命。其中,材料的屈服强度是衡量其承载能力的重要指标,代表了材料在实际应用中能够承受的最大应力值,超过这一极限将导致不可逆的塑性变形。因此,提高材料的屈服强度对于满足更苛刻的工作环境需求具有重要意义。目前,铝合金因其良好的强度与重量比、优异的耐腐蚀性能以及加工适应性,在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。然而,现有的铝合金在高温环境下(如300 °C)仍表现出较低的屈服强度,限制了其在高温应用场景中的使用潜力。为了解决这一问题,本研究通过直接能量沉积(DED)工艺制备了AlSi10Mg合金及其铜镍改性版本,并系统分析了其微观结构、力学性能
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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通过直接能量沉积法制备的CuNi改性AlSi10Mg合金具有优异的高温屈服强度
本研究聚焦于一种新型铝合金——Cu-Ni改性的AlSi10Mg合金,探讨其在高温环境下的性能提升与微观结构演变。AlSi10Mg作为一种广泛应用于航空航天、汽车制造等领域的材料,因其优异的耐腐蚀性和高比强度而备受关注。然而,在300摄氏度的高温环境下,其屈服强度仍然较低,难以满足某些高要求应用场景的需要。因此,研究者通过直接能量沉积(DED)技术制备了该合金,并在后续的热处理过程中引入了具有热稳定性的CuNi富集相和θ'纳米析出相,以提高其高温性能。实验结果显示,经过改性的合金在25摄氏度和300摄氏度下的屈服强度分别达到了307 MPa和198 MPa,相比未改性的AlSi10Mg合金分别提
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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α-Ga₂O₃/Nb₂CTₓ异质结的制备用于自供电、光电化学的太阳盲紫外光探测器
本研究中,研究人员成功构建了一种基于α-Ga₂O₃/Nb₂CTₓ异质结的自供电光电化学(PEC)型太阳盲紫外(UV)光探测器。这种新型探测器在不依赖外部电源的情况下,能够在254纳米的紫外光照射下表现出优异的光电性能。与纯α-Ga₂O₃的PEC光探测器相比,该异质结探测器在光暗电流比(PDCR)方面提升了2.4倍,在响应率(R)方面提高了2.1倍,在探测度(D*)方面增强了2.2倍。此外,该探测器还具备快速的响应速度(0.2秒/0.1秒)和良好的长期稳定性,为太阳盲紫外光探测领域提供了具有应用前景的新材料体系。太阳盲紫外光探测器因其能够选择性地检测短波紫外光(200–280纳米)而不受地面阳光
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-28
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镍-硼(Ni-B)涂层硅晶圆的激光加工:同时实现用于TOPCon太阳能电池的选择性发射极和铜阻隔层
激光掺杂选择性发射极(LDSE)技术已成为硅太阳能电池(SCs)大规模生产中的研究热点,因其具备常温加工、精确的掺杂轮廓控制以及较短的加工周期等优势。本研究中,采用化学沉积法在n型隧道氧化物钝化接触(TOPCon)晶体硅(c-Si)太阳能电池前表面沉积了Ni-B合金涂层。通过激光刻槽工艺,实现了选择性硼掺杂以及NiSi₂金属种子层的形成。电化学电容-电压(ECV)测试表明,硼的掺杂显著提高了载流子浓度,验证了掺杂的成功。这一过程形成了局部重掺杂的p⁺⁺层,有效降低了金属电极与硅基板之间的接触电阻(R_c)。理论计算进一步表明,PN结的内建电势(V_bi)提高,从而增强了内建电场(E_bi)。这
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-28
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综述:用于多方面能源应用的钙钛矿材料:从基本性质到工业化挑战
近年来,钙钛矿材料在能源技术领域展现出巨大的应用潜力。这些材料以其可调的晶体结构、卓越的光电性能和可溶液加工的特性,为光伏、催化、储能和光电子等技术提供了创新性的解决方案。然而,其大规模应用仍面临诸多挑战,包括内在稳定性不足、制造过程中的规模化限制以及环境风险等。通过多维度的工程设计,如低维异质结构、多阳离子/卤素合金化以及先进的加工技术,研究人员正在努力解决这些问题,以实现从实验室研究到工业应用的突破。钙钛矿材料以其独特的结构特征,即[AX₆]八面体在三维空间中通过顶点共享形成高度对称的骨架,以及A位离子填充八面体的间隙,赋予了其高度的设计灵活性。这种结构的可调性使得其能通过精确调节A、B和
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-28
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原位电子背散射(EBSD)揭示了分层微观结构如何增强激光粉末床熔融Al-0.5FeCr-0.9Ni-2.5V-0.2高熵合金的延展性的内在机制
本研究探讨了通过激光粉末床熔融(LPBF)技术制备的Al0.5FeCr0.9Ni2.5V0.2高熵合金(HEAs)在机械性能上的显著提升,并揭示了其微观结构特征与力学行为之间的内在联系。高熵合金因其在强度、韧性、耐腐蚀性等方面的优异表现,被认为是新一代高性能结构材料的重要候选者。然而,传统铸造工艺制备的高熵合金常常面临微观结构粗化、元素偏析和力学性能受限等问题。相比之下,LPBF作为一种先进的增材制造技术,具有高能密度、高空间分辨率和超快冷却速率等优势,能够实现复杂结构部件的直接制造,同时为材料性能优化提供了新的可能性。本研究中,通过对比分析传统铸造与LPBF制备的Al0.5FeCr0.9Ni
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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为了理解通过粉末冶金液相烧结制备的多相异质结构W-Ta-Ni-Fe合金的微观结构与力学性能之间的相关性
本研究围绕一种新型的多相钨-Ta-Ni-Fe合金展开,旨在突破传统钨-镍-铁(W-Ni-Fe)合金的性能瓶颈,并拓展其应用范围。传统的W-Ni-Fe合金具有高密度、高强度和高硬度等特性,被广泛应用于国防、军事和航空航天等领域。然而,这类合金存在两个主要问题:一是γ-(Ni,Fe)相的强度较低,二是钨本身的脆性使得整体材料的韧性不足。因此,研究如何通过引入Ta元素来改善这些性能成为关键课题。Ta元素的加入可以显著改变W-Ni-Fe合金的微观结构。通过粉末冶金技术直接添加Ta,并在真空条件下进行液相烧结,可以制备出具有多相结构的W-Ta-Ni-Fe合金。研究发现,随着Ta含量的增加,合金的烧结活化
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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超细晶粒CrMoNbTiW耐火高熵合金中的早期动态再结晶与流动局部化现象
本研究聚焦于一种特殊的材料——难熔高熵合金(RHEA),特别是CrMoNbTiW合金。这种合金因其在高温环境下的卓越性能而备受关注,包括出色的热稳定性、高温强度以及耐磨性。这些特性使其成为航空航天推进系统和核反应堆等极端环境应用的潜在候选材料。然而,尽管已有大量研究探讨了RHEA在高温载荷下的变形行为和微观结构演变,但对动态再结晶(DRX)和流动局部化(FL)这两个关键软化机制之间的关系,特别是在超细晶粒、粉末冶金处理的RHEA中,仍缺乏系统性的理解。本文旨在填补这一研究空白,通过实验和分析揭示这两种机制的相互作用,并为高温应用中合金的设计与加工提供理论支持。### 材料特性与研究意义RHEA
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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通过调整11Cr铁素体/马氏体钢中的预奥氏体晶粒尺寸,协同实现优异的强度和延展性
本文探讨了11Cr铁素体/马氏体钢在不同平均原始奥氏体晶粒尺寸(PAGS)下的奥氏体晶粒生长行为、微观结构特征及力学性能。研究对象为经过正火和回火处理的钢,其PAGS分别为约4.5、20和45微米。研究结果表明,PAGS对延展性的影响比对强度更为显著。同时,随着PAGS的增加,位错密度、M23C6粒子数密度以及MC粒子尺寸也逐渐增加。在所有样品中,位错强化对屈服强度的贡献最大,其次是晶界强化和析出强化。与采用微合金化、热机械处理和增材制造工艺处理的钢相比,PAGS为约20微米的样品在常温下和550℃下表现出更优异的抗拉强度(860 ± 11 MPa,425 ± 15 MPa)和总伸长率(28.
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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正交结构BaSi2中经氢钝化处理的电子与光学性质:第一性原理研究
氢化是一种关键策略,用于调节钡硅化物(BaSi₂)的缺陷和电子特性。在本研究中,我们利用自旋极化密度泛函理论(DFT)来研究正交BaSi₂中的硅空位(VSi)在不同氢化程度下的结构、电子、介电和光学特性。我们系统地研究了三种氢化场景:单氢化(VSi+H)、双氢化(VSi+2H)和三氢化(VSi+3H)的系统。研究发现,氢原子倾向于占据硅空位的四面体位置。随着氢浓度的增加,费米能级附近的中间态被抑制。同时,硅空位引入了中间态,而三氢化系统(VSi+3H)则将系统转变为n型半导体,因为它使导带接近费米能级。介电函数的虚部(ε₂(ω))在0.33-2.45 eV范围内表现出显著的光学跃迁,这表明氢化
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-28
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Er3+-Yb3+激活的钠钇钼酸盐中的能量传递动力学及光谱分辨的上转换发射
在当前的研究中,科学家们致力于开发一种基于稀土元素掺杂的钼酸盐磷光体材料,特别是Er³⁺和Yb³⁺共掺杂的NaY(MoO₄)₂磷光体。这种材料因其在上转换发光(Upconversion Luminescence, UC)方面的卓越性能而受到关注,其核心原理是通过吸收低能光子(如近红外激光)产生高能光子的发射,从而实现反斯托克斯效应。这种非线性光学现象在多种领域中展现出广阔的应用前景,包括生物成像、光学数据存储、固态照明、液晶显示器背光以及光动力癌症治疗等。然而,尽管其在基础研究和应用探索方面取得了显著进展,研究人员仍在不断优化其性能,以期满足更广泛的实际需求。Er³⁺和Yb³⁺共掺杂的磷光体材
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-28
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基于n−-GaN/n+-GaN同质结构的GaN SBD温度传感器研究,其超宽检测范围覆盖6 K至523 K
在现代科学和技术的诸多领域中,温度传感技术扮演着至关重要的角色。无论是工业制造、科研实验还是航天工程,准确的温度测量都直接影响到系统的性能、可靠性和安全性。随着对极端环境温度监测需求的不断增长,开发能够覆盖从极低温到高温的宽温域传感器成为研究的重点方向。在此背景下,一种基于氮化镓(GaN)肖特基势垒二极管(SBD)的高精度温度传感器被成功研制,并在6 K至523 K的极宽温度范围内展现出卓越的性能。这项研究不仅填补了在极低温检测方面的空白,还拓展了GaN材料在极端高温应用中的潜力,为未来在复杂环境下的温度监测提供了新的解决方案。GaN作为一种宽禁带半导体材料,因其出色的热稳定性、高击穿电场以及
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-28
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制备三维层次结构的CdS@CuS中空异质结构纳米笼,以增强可见光驱动的染料降解效果
随着工业化进程的不断推进,工业废水排放已成为威胁生态环境的重要因素。特别是有机染料等污染物,因其高毒性、潜在致癌性以及难以被生物降解的特性,对水体生态和人类健康构成了严重挑战。传统废水处理方法在面对这些复杂污染物时往往表现出效率低下、成本高昂或难以实现可持续性等问题,因此,开发高效、稳定的废水处理材料显得尤为重要。半导体光催化剂因其独特的光电性能,近年来在废水处理领域受到了广泛关注,尤其是在可见光驱动的降解反应中展现出巨大潜力。在众多半导体材料中,过渡金属硫化物因其可调的光电特性以及可工程化的能带结构,成为光催化领域研究的热点。这类材料不仅具有良好的光响应能力,还能够在可见光区域实现高效的电子
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-28
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利用优化后的基于CeO2的浆料对4H-SiC进行原子级表面平整化处理的研究:性能与机理分析
硅碳化物(SiC)因其出色的物理和化学性能,已成为第三代半导体材料的重要代表。它具有高临界电场、优良的热导率、高电子漂移速度以及宽禁带特性,使其在高频电子器件、高温稳定设备和高功率应用中展现出巨大潜力。然而,由于其极高的硬度(莫氏硬度达9.5)和显著的化学稳定性,传统加工方法难以有效处理SiC材料,尤其是在化学机械抛光(CMP)过程中,常常面临材料去除率低和难以实现超光滑表面的挑战。为了克服这些问题,本研究提出了一种基于CeO₂的优化抛光浆料体系,通过系统分析氧化剂、研磨剂以及pH值对CMP性能的影响,进一步揭示了提高表面质量和去除率的机理。在实验过程中,研究团队使用了多种手段对浆料进行了全面
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-10-28
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Ar离子辐照对Zr-1Nb合金微观结构及腐蚀行为的影响
徐世通|李志康|易丽莎|宋玉曦|奚金涛|姚美仪|胡丽娟|谢耀平|张鹏|周邦新上海大学先进核能材料国家重点实验室,中国上海200444摘要Zr-1Nb合金基体经过Ar离子辐照处理后,样品被置于360 °C/18.6 MPa的水环境中进行腐蚀试验。利用透射电子显微镜(TEM)观察了合金及氧化膜的微观结构。结果表明,辐照损伤在腐蚀初期能够降低合金的腐蚀速率,但随着腐蚀过程的进行,辐照损伤反而会加速腐蚀进程。本文从缺陷浓度、β-Nb的氧化程度以及柱状晶体的取向等方面探讨了辐照损伤对合金腐蚀行为的影响机制。
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-10-28
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通过双重碳诱导异质结构,显著提升CoCrNi中熵合金的强度和延展性
关琦刘|石星陈|葛张|建勋宝|丛丛崔|丛辉郭|斌宇王|伟张|伟李|万里朱摘要通过优化热压烧结工艺并引入一种新型的B2O3–ZrO2–SiC添加剂体系,制备出了具有优异机械性能的B4C基复合陶瓷。采用热力学指导的两步烧结工艺(1200 °C + 1800 °C)来促进低温致密化。系统研究了添加剂比例(3:5:3、6:5:3、9:5:3)和烧结策略(一步法与两步法)的影响。结果表明,B2O3形成的液相有助于在较低温度下细化晶粒;而原位生成的ZrB2在较高温度下从球形结构转变为片状结构,从而增强了界面结合力。B12–18样品(B组,两步法)表现出最佳性能:弹性模量为311 GPa,维氏硬度为24.4
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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通过添加铪(Hf)微量元素微合金化,获得更强且更具延展性的NiCrFe-7A焊接金属
关奇刘|施星晨|葛张|建勋宝|丛丛崔|丛辉郭|斌宇王|伟张|伟李|万里朱摘要通过优化热压烧结工艺并引入一种新型的B2O3–ZrO2–SiC添加剂体系,制备出了具有优异机械性能的B4C基复合陶瓷。采用热力学指导的两步烧结工艺(1200 °C + 1800 °C)来实现低温致密化。系统研究了添加剂比例(3:5:3、6:5:3、9:5:3)和烧结策略(一步法与两步法)对材料性能的影响。结果表明,B2O3形成的液相有助于在较低温度下细化晶粒;而原位生成的ZrB2在较高温度下从球形结构转变为片状结构,从而增强了界面结合力。B12–18样品(属于B组,采用两步烧结工艺)表现出最佳性能:弹性模量为311 G
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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通过原位加压退火诱导纳米晶强化,在增材制造的近β-Ti合金中实现高强度与高延展性的协同效应
关奇刘|石星陈|葛张|建勋包|聪聪崔|聪辉郭|斌宇王|伟张|伟李|万里朱摘要通过优化热压烧结工艺并引入新型B2O3–ZrO2–SiC添加剂体系,制备出了具有优异机械性能的B4C基复合陶瓷。采用热力学指导的两步烧结工艺(1200 °C + 1800 °C)来促进低温致密化。系统研究了添加剂比例(3:5:3、6:5:3、9:5:3)和烧结策略(一步法与两步法)对陶瓷性能的影响。结果表明,B2O3形成的液相有助于在较低温度下细化晶粒;而原位生成的ZrB2在较高温度下由球形结构转变为片状结构,从而增强了界面结合力。B12–18样品(B组,两步法)展现了最佳性能:弹性模量为311 GPa,维氏硬度为24
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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关于Cr涂层对锆合金内压疲劳行为影响的研究
关琦刘|史兴陈|葛张|建勋宝|聪聪崔|聪辉郭|斌宇王|伟张|伟李|万里朱摘要通过优化热压烧结工艺并引入一种新型的B2O3–ZrO2–SiC添加剂体系,制备出了具有优异机械性能的B4C基复合陶瓷。研究开发了一种基于热力学的两步烧结方案(1200 °C + 1800 °C),以促进低温致密化。系统地研究了添加剂比例(3:5:3、6:5:3、9:5:3)和烧结策略(一步法与两步法)的影响。结果表明,B2O3生成的液相有助于在较低温度下实现晶粒细化;而原位形成的ZrB2在较高温度下由球形结构转变为片状结构,从而增强了界面结合力。B12–18样品(B组,两步法)展现了最佳性能:弹性模量为311 GPa,
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28
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SAC305-Ni@Sn复合焊料的微波混合焊接:加热机制、机械可靠性及第一性原理计算
关奇刘|施星晨|葛张|建勋宝|聪聪崔|聪辉郭|宾宇王|魏张|魏莉|万里朱摘要通过优化热压烧结工艺并引入一种新型的B2O3–ZrO2–SiC添加剂体系,制备出了具有优异机械性能的B4C基复合陶瓷。采用热力学指导的两步烧结工艺(1200 °C + 1800 °C)以实现低温致密化。系统研究了添加剂比例(3:5:3、6:5:3、9:5:3)和烧结策略(一步法与两步法)对材料性能的影响。结果表明,B2O3形成的液相有助于在较低温度下促进晶粒细化;而原位生成的ZrB2在较高温度下从球形结构转变为片状结构,从而增强了界面结合力。B12–18样品(属于B组,采用两步烧结工艺)表现出最佳性能:弹性模量为311
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-10-28