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  • Fe-Cr-B合金定向凝固过程中的微观结构调控与力学性能协同优化研究

    在冶金、采矿和能源领域,高铬白口铸铁作为耐磨材料的"扛把子"已经迭代了三代,但始终被一个"魔咒"困扰——强度与韧性就像跷跷板的两端,此消彼长。特别是当材料遭遇高冲击工况时,脆性问题往往成为"阿喀琉斯之踵"。这种困境的根源在于材料内部硼化物形成的三维网状结构,就像在钢铁基体中布满了脆性"蜘蛛网"。近年来,被称为"第四代白口铸铁"的Fe-Cr-B合金崭露头角。与传统材料不同,这种合金通过硼(B)和碳(C)的巧妙配比,可以像"分子乐高"般自由调节硼化物与基体的比例。但问题在于,工业应用中仍会出现硼化物"抱团"导致韧性骤降的情况。如何打破这种网状结构,成为材料科学家亟待解决的"哥德巴赫猜想"。山东核装

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-09-10

  • 超声表面滚压工艺同步提升电子束熔融Ti6Al4V合金的强度与塑性

    钛合金Ti6Al4V因其高比强度、优异的耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天、生物医疗等领域应用广泛。随着高端装备向复杂结构、长寿命方向发展,传统制造工艺难以满足高性能钛合金零件的需求。增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术通过逐层堆积可实现复杂零件的快速成型,其中选择性电子束熔融(Selective Electron Beam Melting, SEBM)因其高真空环境和小残余应力等特点,成为制备高性能钛合金的有效手段。然而,如何进一步提升SEBM成形Ti6Al4V的力学性能,尤其是实现强度与塑性的协同提升,仍是当前研究的难点。针对这一挑战,来自广东佛山Well T

    来源:Journal of Materials Research and Technology

    时间:2025-09-10

  • 负热膨胀ScF3陶瓷的冷烧结制备及其在电子封装中的热应力调控研究

    研究背景与意义随着电子器件功率密度不断提升,封装材料与硅基芯片(CTE≈2.6×10–6/°C)的热膨胀失配问题日益突出。传统氧化铝(Al2O3)基板CTE高达7.4×10–6/°C,产生的热应力会导致器件失效。负热膨胀(NTE)材料虽能调节CTE,但现有材料如Zr2WO4存在温度区间窄、合成复杂等问题。ScF3因其宽温域稳定性(-664°C)和快速合成(30分钟)优势成为理想候选,但传统烧结工艺能耗高,与碳中和目标相悖。技术方法研究团队采用冷烧结工艺(CSP)在150°C/400MPa下制备ScF3陶瓷,以去离子水为瞬态液相促进致密化。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(

    来源:Journal of Materiomics

    时间:2025-09-10

  • 综述:可降解镁基医疗器械:从被动支撑到主动调控

    可降解镁基医疗器械的革新之路从被动支撑到主动调控镁(Mg)基生物材料正经历从结构支撑到功能治疗的范式转变。传统316L不锈钢/钛合金等永久性植入物存在应力遮挡、二次手术等问题,而可降解镁合金凭借与骨匹配的弹性模量(41-45 GPa)、密度(1.7-2.0 g/cm3)及完全降解特性,成为理想替代。其降解反应Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2产生的Mg2+作为人体第四大阳离子,参与300余种酶促反应,特别是促进成骨细胞分化和血管生成。心血管应用的百年演进1878年Huse首次将纯镁丝用于血管结扎,但早期材料存在脆性大、降解快等缺陷。现代AL36镁合金(含91%Mg)通过挤压工艺将

    来源:Journal of Magnesium and Alloys

    时间:2025-09-10

  • 青藏高原草地生态系统蒸散发及其组分的生物气候控制机制研究

    在全球气候变化背景下,被称为"地球第三极"的青藏高原正经历着显著的变暖过程。这片平均海拔超过4000米的广袤高原,拥有占中国草地总面积44%的高寒草地生态系统,主要包括高寒草甸和高寒草原两种类型。这些脆弱的生态系统在水循环和能量平衡中扮演着关键角色,尤其对气候变化的响应极为敏感。然而,长期以来,科学家们面临着一个关键科学难题:高原草地生态系统的蒸散发过程及其组分如何受到复杂的气候和生物因素调控?这个问题的解答对于理解区域水循环机制、预测气候变化影响具有重大意义。传统观点认为,干旱指数(AI)0.65是划分干旱与湿润地区的通用标准。但在青藏高原这个独特的地理单元,这个标准是否适用?高原草地的蒸散

    来源:Journal of the Indian Chemical Society

    时间:2025-09-10

  • 气候变化与土地利用/覆被数据特征对汉江上游流域径流的综合影响评估:基于SWAT模型的模拟研究

    在全球气候变化加剧的背景下,流域水文过程正经历前所未有的改变。汉江上游流域(UHRB)作为南水北调中线工程的水源地,其水资源安全直接关系到数亿人的生产生活。然而,当前研究面临两大瓶颈:一方面,土地利用/覆被(LULC)数据的空间分辨率从10m到1000m不等,这些数据来源各异、分类标准不一,导致水文模型输入存在显著不确定性;另一方面,未来气候情景下流域径流的响应机制尚不明确,特别是CMIP6新情景体系下的精细化预测仍属空白。这些问题严重制约了水资源管理的科学决策,亟需建立多分辨率LULC数据与气候变化的耦合评估框架。为破解这些难题,Longhui Zhang等研究人员在《Journal of

    来源:Journal of the Indian Chemical Society

    时间:2025-09-10

  • 氟化苯甲脒衍生物调控3D/2D钙钛矿异质结实现高效稳定倒置太阳能电池

    钙钛矿太阳能电池作为光伏领域的新星,其溶液加工特性和27%的认证效率已媲美商用硅电池。然而在倒置(p-i-n)结构中,界面复合和稳定性问题仍是制约其发展的瓶颈。传统铵基分子钝化存在两大路径:形成明确二维(2D)钙钛矿覆盖层或非晶钝化层,但何种分子特性决定这两种路径尚不明确。更令人困惑的是,某些含三氟甲基(-CF3)的配体无法形成2D相,而类似结构的单氟取代配体却表现优异。针对这一科学谜题,Xiaojian Zheng、Shehzad Ahmed和Yu Zhang等研究者设计了一项精巧的实验。他们选取4-(三氟甲基)苯甲脒(4TF-BA)和4-氟苯甲脒(4F-BA)这对"分子双胞胎",通过系统比

    来源:Nano-Micro Letters

    时间:2025-09-10

  • 梯度纳米多孔NiSe正极材料:硒空位限域策略助力高性能超级电容器与镍锌电池

    Highlight梯度纳米多孔NiSe正极材料通过创新的硒空位限域策略,实现了超级电容器和镍锌电池的高性能储能。Results and discussion图1a展示了NiSe的合成路线:通过水热法在泡沫镍上原位生长蜂窝状Ni-MOF前驱体纳米片阵列,再经硒化处理获得NiSe。XRD测试(图S1)显示前驱体为Ni2(C14H9O4)4(C8H8O4),而44.8°和51.9°的强峰来自泡沫镍基底。Conclusions本研究通过梯度纳米孔结构和空位工程的协同设计,制备出高性能NiSe电极材料。EPR和DF计算证明硒空位能优化电子能带结构并降低OH−吸附能,原位XRD则揭示了储能过程中中间产物的

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-10

  • 综述:钠离子电池:从传统构型到无阳极设计的材料、机理与未来展望

    Abstract变电站变压器在用电高峰期间产生大量热量,而谷电时段过剩电能常被浪费。本研究提出通过相变材料(PCM)回填能量桩实现冷能跨时段利用的创新方案。能量桩兼具地源热泵(GSHP)与建筑桩基功能,PCM的高储能密度显著提升系统效率。Introduction传统变电站冷却方法如冷却塔能耗高,而基于地热能的热交换系统(GHE)结合PCM可突破此局限。研究团队采用膨胀石墨(EG)基PCM回填预制高强混凝土(PHC)能量桩,通过谷电驱动冷能存储,日间提取PCM潜热与地冷能为变电站降温,实现"削峰填谷"。Description of the testing site在东南大学九龙湖校区能量桩试验基

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-10

  • 基于相变材料与液冷耦合的锂离子电池热管理系统多目标优化与性能分析

    Highlight为提升锂离子电池在高倍率放电时的热性能并降低能耗,本研究创新性地将相变材料(PCM)与蛇形液冷通道集成设计。通过参数优化发现:7mm厚PCM搭配双通道逆流配置可显著改善电池温度均匀性,而通道高度、冷却液流速/入口温度等参数需通过多目标优化协调其非线性耦合效应。Results and discussion在2.5C放电条件下,优化系统将电池最高温度(Tmax)和最大温差(ΔTmax)分别控制在43.57°C和4.42°C,较初始设计温差降低13.50%,能耗锐减79.12%。这表明液冷参数存在显著交互作用——例如通道高度增加虽可增强换热,但会引发压降剧增,需通过熵权TOPSIS

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-10

  • 综述:交通与电力系统规划运行中电动汽车、储能及其他分布式能源的整合研究综述

    2. 韧性增强策略耦合电力交通系统(CPTS)的韧性提升依赖于多层次的减灾与恢复策略。最新研究显示,移动应急电源(MEG)与电动汽车(EV)车队的协同部署可将灾后恢复时间缩短18%。三层次优化模型结合Benders分解算法,在100节点测试系统中实现了42%的未供电量削减。值得注意的是,洪水易发区的变电站硬化策略配合水文模型,能降低23%的能源中断风险。3. 网络流模型创新动态交通分配模型与交流最优潮流(AC-OPF)的融合开创了新范式。基于二阶锥松弛的DistFlow模型成功解决了配电网-路网耦合约束,其中电动汽车充电站(CS)作为双重节点,同时承载交通流量和功率流。TPOSR框架针对太阳能

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-10

  • 综述:基于MXene和介孔增强的高性能锂离子电池负极材料研究进展

    引言随着电动汽车和储能系统需求激增,锂离子电池(LIB)负极材料成为研究焦点。锂金属负极虽具有3860 mA h/g超高理论容量,却因锂枝晶生长和体积膨胀问题难以实用化。过渡金属氧化物(如TiO2、SnO2)凭借2-3倍于石墨的容量成为潜力替代品,但其导电性差和循环结构劣化仍是瓶颈。历史性突破与挑战从1970年代锂金属负极探索到1991年石墨商业化,LIB发展历经多次迭代。近年研究转向复合体系:MXene(二维过渡金属碳/氮化物)因其超高导电性和机械强度成为理想导电网络;金属泡沫(如Cu/Ni)的三维骨架可缓冲体积应变并缩短离子扩散路径。材料协同效应TMO/MXene复合:通过溶胶-凝胶或水热

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-10

  • 乙二胺四乙酸锌二钠盐电解质添加剂提升水系锌离子电池锌负极性能

    Effect of EZN on electrolyte properties含0 M、0.025 M、0.050 M、0.075 M及0.100 M EDTA-ZnNa2的ZnSO4电解液分别标记为ZS、ZS-0.025EZN、ZS-0.050EZN、ZS-0.075EZN及ZS-0.100EZN。为评估EZN添加剂的效果,首先探究了其在ZnSO4溶液中的稳定性。如图S1所示,静置10天后,EZN含量为0.100 M的ZnSO4电解液出现结晶,其余电解液无变化。因此,选择ZS、ZS-0.025EZN、ZS-0.050EZN及ZS-0.075EZN进行后续研究。Conclusion总之,将ED

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-10

  • 偏心式传热流体管道布局对潜热储能单元拓扑优化翅片构型及性能的影响研究

    Highlight本研究通过拓扑优化技术,系统分析了偏心式传热流体(HTF)管道布局对潜热储能(LHS)单元中拓扑优化翅片(TOF)构型的影响。创新性地发现:当偏心度(eccentricity)达到0.6时,TOF结构能最大化利用自然对流效应,使相变材料(PCM)完全熔化时间较传统翅片(CF)缩短40.5%,较无翅片结构更是缩短92.3%。Physical model图1展示了潜热储能(LHTES)壳管式结构的三维示意图。储能单元水平放置,长度400mm,内管半径r=18mm,外壳半径R=54mm。通过向下偏移内管形成偏心结构,偏移距离Δ定义为偏心距,其无量纲参数ε=Δ/(R-r)用于量化偏心

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-10

  • 基于供体-受体-受体分子结构嵌入共价有机框架的高性能对称性赝电容器研究

    亮点本研究设计了一种创新的D-A-A分子结构(三苯胺供体-吡啶/萘二酰亚胺双受体)共价有机框架(COF),通过精确调控分子轨道能级实现高效电荷存储。TPA-Py-NDI COF独特的氧化还原活性位点使其在充放电过程中可进行五电子四质子的法拉第反应,为开发新一代电能存储(EES)器件奠定基础。COF设计构建高性能COF电极需精心选择有机构筑单元。TPA-Py-NDI COF通过π-π堆叠形成有序孔道结构,其TPA供体单元提供空穴传输通道,NDI和吡啶受体单元则促进电子传输,这种D-A-A架构显著提升了分子内电荷转移效率。讨论如方案2所示,TPA-Py-NDI COF在充放电过程中表现出显著的法拉

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-10

  • 综述:室温钠硫电池中多硫化物吸附材料的理论视角

    室温钠硫电池(RT Na-S)因其高能量密度(1275 Wh kg−1)、低成本和环境友好特性成为储能领域的研究热点。然而,其实际应用仍面临多硫化物(Na2Sn, n=4–8)溶解穿梭、钠枝晶生长、硫体积膨胀(高达170%)以及低电导率等挑战。Role of density functional theory (DFT) to screen the polysulfide absorbing materials密度泛函理论(DFT)通过计算吸附能、电荷转移和催化活性,成为筛选多硫化物吸附材料的核心工具。例如,DFT可模拟钠多硫化物(NaPSs)在石墨烯、MXenes等材料表面的结合机制,预测其

    来源:Journal of Energy Chemistry

    时间:2025-09-10

  • 金属酚酸功能化共价有机聚合物纳米酶:肿瘤微环境响应型光热增强活性氧疗法

    Highlight本研究开发了具有多重酶活性的COP@MPN纳米酶系统,通过表面金属酚酸网络(MPN)功能化显著提升催化活性和生理稳定性。密度泛函理论(DFT)计算揭示MPN修饰可降低POD和OXD模拟反应的催化自由能。Materials实验材料包括均苯四甲酸二酐、尿素、钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)、四甲基联苯胺(TMB)等,均购自麦克林生化科技等公司。Synthesis and characterization of COP@MPN如图1a所示,通过Fe3+-单宁酸(TA)在COP表面自组装形成COP@MPN。透射电镜(TEM)显示(图1b),MPN修饰显著改善纳米酶水分散性

    来源:Journal of Colloid and Interface Science

    时间:2025-09-10

  • S-型异质结TpPa/C6N7双层结构:基于共轭微孔聚合物/共价有机框架的高效全解水光催化剂

    亮点本研究首次提出由β-酮胺COF(TpPa)和七嗪类似物(C6N7)构成的二维S-型异质结光催化剂。通过精准的能带工程设计,该体系实现了光生载流子的定向迁移——C6N7导带电子与TpPa价带空穴在2.96皮秒内快速复合,而剩余载流子分别富集于TpPa导带(驱动HER)和C6N7价带(驱动OER),形成空间分离的"氧化-还原双引擎"。方法采用维也纳第一性原理计算包(VASP)结合DFT-D2范德华修正,系统评估了三种堆叠构型的稳定性。时间分辨非绝热分子动力学(NAMD)模拟揭示了载流子超快转移动力学:层间电子转移(7.68 ps)和空穴转移(38.63 ps)显著慢于复合过程,证实了S-型机制

    来源:Journal of Colloid and Interface Science

    时间:2025-09-10

  • 聚酰亚胺中烯炔交替共轭结构的双调控策略:实现超低介电常数与高热导率的突破

    亮点• 通过多氨基聚二乙炔(MAPDA)的烯炔交替共轭结构实现电荷离域与极化抑制• 微交联拓扑网络同步提升热导率(TC)与击穿强度(↑71.3%)• 氟化基团与有序结构协同作用使介电常数(Dk)降至1.86@1 MHz• BN填充复合材料展现3.69 W·m−1·K−1超高TC与0.0057超低介电损耗(Df)结论前期关于氟化聚酰亚胺(PI)和PI/氮化硼(BN)复合材料的研究始终难以突破介电性能与热导率的权衡瓶颈。本研究通过分子层面双调控策略,将多氨基聚二乙炔(MAPDA)引入氟化PI基体,其独特的烯炔交替共轭骨架不仅通过电子离域降低介电常数(Dk),氨基引发的微交联网络更显著抑制声子散射。

    来源:Journal of Colloid and Interface Science

    时间:2025-09-10

  • 基于多氨基聚二乙炔微交联拓扑结构的氟化聚酰亚胺薄膜:协同提升介电性能与导热性能

    Highlight本研究通过分子级双重调控策略,成功突破传统聚酰亚胺材料介电性能与导热性能难以协同优化的瓶颈。多氨基聚二乙炔(MAPDA)的烯炔交替共轭结构与氟化基团协同作用,实现电荷均匀分布与链段运动限制的双重效应。Materials实验所用3-氨基苯乙炔(≥98%)、六氟二酐(6FDA)等试剂均购自上海泰坦科技,氮化硼(BN)粒径5μm。所有化学品未经纯化直接使用。Structure characterization of multi-amino polydiacetylene and polyimide films如图1(a)所示,MAPDA通过mDA的紫外光聚合合成。拉曼光谱(图1(b

    来源:Journal of Colloid and Interface Science

    时间:2025-09-10


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