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喷丸处理对粉末冶金镍基高温合金残余应力稳定性及高温力学性能的影响
亮点本研究通过创新性的两步表面改性策略开发了坚固耐用的全疏性膜。首先采用含胺功能化二氧化硅(NH2-SiO2)纳米颗粒和环氧树脂的混合溶液对热致相分离(TIPS)法制备的多孔PP膜进行喷雾涂层,经热固化形成交联网络;第二步通过PFDTES硅烷化实现表面氟化。胺功能化二氧化硅颗粒同时作为交联剂和粗糙度构建单元,与环氧树脂通过亲核开环反应形成共价键,而环氧树脂的固有粘附特性确保了纳米颗粒在PP基底上的机械稳定性。材料特性表征通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和能量色散X射线光谱(EDX)证实了NH2-SiO2纳米颗粒的成功功能化。扫描电镜(SEM)显示当纳米颗粒浓度达
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-06
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电流对镀金铜合金滑动损伤行为的影响机制及高功率电连接器可靠性优化研究
高功率电连接器是电动汽车、轨道交通和航空航天等领域电力传输的核心部件,但其在热插拔或振动条件下易因电流(101–103 A/mm2)引发界面失效。据统计,60%的汽车电连接器故障源于载流摩擦损伤。然而,现有研究多聚焦低电流(≤3 A)下的摩擦行为,对高电流(数十至数百安培)下的失效机制尚不明确。此外,镀金层(Au-plated)虽能降低接触电阻(ECR),但其在高电流下的保护效果及失效阈值缺乏系统性研究。为解决这些问题,Huanhuan Lu团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表研究,通过对比Cu合金(H62/QBe2.0)与镀金
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-06
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AA5052-AA7075异种铝合金焊接热场、残余应力及抗拉强度的对比研究:冷却条件对焊接完整性的影响机制
铝合金在现代工业中扮演着关键角色,AA5052以其优异的耐腐蚀性广泛应用于船舶制造,而高强度AA7075则是航空航天结构的首选材料。然而,将这两种性能迥异的合金焊接在一起时,却面临巨大挑战——传统焊接方法会产生剧烈的热循环,导致残余应力集中、热影响区(HAZ)软化,最终影响接头强度和抗腐蚀性能。更棘手的是,航空部件往往需要承受极端环境,焊接接头的微小缺陷都可能引发灾难性后果。为攻克这一难题,来自MLR理工学院的研究团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表了一项开创性研究。他们首次系统对比了水冷摩擦搅拌焊(FSW)、常规FSW和TIG
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-06
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锥形与圆柱形搅拌针几何形状对摩擦搅拌加工中材料流动、微观结构演变及颗粒分布的影响机制研究
在航空航天、汽车制造等高端装备领域,粒子增强铝基复合材料(PRAMCs)因其优异的比强度和耐磨性备受青睐。然而传统制备方法如粉末冶金和搅拌铸造常面临颗粒分布不均、界面结合差等问题。摩擦搅拌加工(FSP)作为一种新兴的固态加工技术,通过机械搅拌与摩擦热的协同作用实现颗粒细化与分散,但搅拌针几何形状对加工效果的影响机制尚不明确,特别是对B4C与h-BN这类混合颗粒体系的分布规律缺乏系统研究。为揭示这一科学问题,Jin-song Yang等人在《Journal of Materials Research and Technology》发表了最新研究成果。研究团队采用计算流体动力学(CFD)模拟与实验
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-06
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凯夫拉增强轻质浮石填充环氧夹层复合材料的弯曲性能研究及其结构应用潜力
在工程材料领域,轻量化与高强度始终是一对需要平衡的矛盾体。传统夹层复合材料虽然具有优异的比强度,但天然纤维增强体系存在界面结合差、机械性能不足等问题,而合成纤维增强体系又常面临成本高、环境友好性差的困境。更棘手的是,常用蜂窝芯材易出现面板脱粘,聚合物泡沫芯材则刚度不足。这种"轻则不强,强则不轻"的困境,严重制约了复合材料在航空航天、汽车制造等领域的应用突破。来自Alliance University的研究团队另辟蹊径,将目光投向了一种天然火山岩——浮石(pumice)。这种多孔轻质材料密度仅为水的三分之一,却具有独特的微观结构。研究人员创新性地将其与高性能凯夫拉(Kevlar)纤维结合,开发出
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-06
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扩散连接温度与保温时间对B4C-HfB2-SiC复合陶瓷接头微观结构与强度的调控机制研究
在先进材料领域,B4C-HfB2-SiC复合陶瓷因其卓越的高温稳定性、超高硬度和优异抗腐蚀性,成为极端环境应用的理想候选材料。然而,这类陶瓷固有的脆性和难加工特性使其连接成为制约工程应用的瓶颈。传统钎焊技术易产生残余应力,而现有扩散连接方法又面临界面反应不可控、接头强度不足等挑战。如何实现高强度、无缺陷的陶瓷连接,成为材料科学家亟待解决的"卡脖子"问题。针对这一难题,合肥工业大学材料科学与工程学院Langxiang Zhong团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表创新研究。研究人员独辟蹊径地采用Ti箔与NiCoCr中熵合金(Med
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-06
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铈微合金化低合金钢淬火-分配-回火(QPT)工艺调控及其对多尺度组织与力学性能的协同优化机制
在汽车轻量化和油气开采装备升级的背景下,高强低合金钢(HSLA)面临强度与塑性"此消彼长"的瓶颈难题。传统热处理工艺难以突破1500MPa级强度下延伸率不足10%的困境,而稀土微合金化作为新兴调控手段,其与先进热处理工艺的协同机制尚不明确。中国石油集团石油管工程技术研究院团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表的研究,通过创新性组合铈(Ce)微合金化与淬火-分配-回火(QPT)工艺,成功解开了多尺度组织协同强韧化的密码。研究采用真空感应熔炼制备含0.005-0.017wt.%Ce的实验钢,运用Gleeble 3500-GTC热模拟仪
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-06
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融合晶粒特征与微观结构图像的多模态网络模型在金属材料性能预测中的应用研究
金属材料的性能犹如一座神秘的金字塔,宏观力学表现(如硬度、屈服强度)矗立在塔尖,而塔基则是制造工艺和微观结构。尽管经典的Hall-Petch公式早已揭示晶粒尺寸与强度的关联,但现代工业对材料性能的精确调控需求,暴露出传统方法的三大局限:单一特征(仅关注晶粒尺寸)、割裂分析(忽视晶粒间拓扑关系)、以及跨模态数据融合的缺失。这就像试图用模糊的黑白照片还原三维世界——我们亟需更精细的"显微镜"和更智能的"解码器"。北京科技大学Ke Zhou团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表的这项研究,巧妙地将材料科学与人工智能相结合。研究人员首先开
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-09-06
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激光粉末床熔融制备氧化钇增强CuCr复合材料:微观结构、性能与强化机制
Highlight本研究通过喷雾干燥与预烧结法制备了流动性优异的球形Cu-0.7Cr-2Y2O3复合粉末,并采用激光粉末床熔融(LPBF)技术成功制备出相对密度达99.4%的复合材料。时效处理后,Y2O3颗粒(平均46.7 nm)保持稳定分布,而Cr纳米析出相(平均7.3 nm)大量析出并与基体形成共格界面,实现强度与导电性的协同提升。Microstructural evolution of CuCr-Y2O3 composites如图13示意图所示,喷雾干燥制备的复合粉末中Y2O3颗粒在粉末内外均匀分布。LPBF过程中,Y2O3掺杂显著提升激光吸收率,促进熔池稳定形成。时效处理后,固溶Cr元
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-09-06
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铈掺杂诱导金属铋表面富集Bi-O活性位点实现高效电催化CO2还原制甲酸
Highlight化学药品二甲基亚砜(DMSO, 99.7%)和五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H218 MΩ·cm的超纯水。Ce掺杂Bi2O3纳米带(Ce-Bi2O3 NRs)制备采用液相激光辐照法(LIL):将Bi2O3与CeO2纳米颗粒分散于水中,经30分钟高能脉冲激光辐照获得前驱体。激光瞬时高温使Ce3+掺入Bi2O3晶格,形成独特纳米带结构。结果与讨论通过激光辐照法制备的Ce-Bi2O3前驱体呈现特殊形貌(图1)。X射线衍射(XRD)显示Ce成功掺入晶格(图S3)。原位电化学还原过程中,Ce的氧亲和特性有效稳定了Bi-O物种,使催化剂在-1.2 V vs. RHE电位下仍保持结构稳
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-09-06
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钯掺杂二碲化钼(Pd-MoTe2)对全氟己酮灭火剂分解产物的吸附性能研究:理论计算与传感应用
Highlight钯掺杂二碲化钼(Pd-MoTe2)单层分析基于图1(a)的MoTe2结构,本研究探索了Pd在MoTe2中三个位点(TMo、TTe和Hol)的掺杂效果。如表1所示,Pd在Mo位点掺杂时结合能最低(-2.836 eV),稳定性最佳。电荷转移分析显示Pd原子作为电子供体,显著增强材料表面活性,为后续气体吸附奠定基础。Conclusion主要结论如下:1.当Pd掺杂于TMo位点时,Pd-MoTe2结构稳定性最优。2.对CO(吸附能-1.866 eV,电荷转移-0.092 e)和COF2(-0.935 eV,-0.244 e)表现出强化学吸附,ELF、IGMH和DOS分析证实其化学键形
来源:Journal of Fluorine Chemistry
时间:2025-09-06
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高电压循环下钠离子软包电池层状正极失效机制解析及其对储能系统的启示
Highlight本研究突破传统纽扣电池分析局限,在Ah级软包电池中系统探究了不同截止电压(2.0-4.05V)下NNFM||HC体系的衰减规律。电化学阻抗谱(EIS)显示正极界面阻抗随电压升高显著增大,差分容量分析(ICA)进一步证实高压对正极的破坏性影响。Pouch-type cell preparation软包电池采用负极过量设计(N/P比1.17),具体组装流程见图S1(补充材料)。这种全电池构型能更真实反映实际应用中的电极相互作用。Cycling performance and non-invasive analysis图2对比显示:当截止电压从3.9V提升至4.05V时,电池循环寿
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-06
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综述:金属离子电池的预金属化策略
引言面对能源危机与环境挑战,锂/钠/钾离子电池(LIB/SIB/PIB)因高能量密度和环保特性成为电化学储能(EES)的核心载体。然而金属负极在循环中不可逆的活性金属损耗导致固体电解质界面(SEI)增厚、库仑效率(ICE)骤降及枝晶生长等关键问题。预金属化技术通过预先补充活性金属(如Li+/Na+/K+),成为突破电池性能瓶颈的创新策略。五种预金属化方法直接物理接触法:将金属箔(如锂箔)与电极直接压合,操作简便但易引发短路风险。化学法:采用联苯锂等试剂对负极进行化学预锂化,可精准控制锂化程度。电化学法:通过半电池预循环实现电极的均匀金属化,适用于规模化生产。过量金属化:在正极材料(如Li1.2
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-06
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综述:固态锂电池热失控机理、安全增强、监测与预警研究综述
热失控机理的多尺度解析固态锂电池虽采用不可燃固态电解质(SSE)提升本征安全性,但其热失控(TR)行为呈现跨尺度特征。微观层面,硫化物电解质(LPSCl)与高镍正极在高温下发生剧烈放热反应,释放大量氧气;介观层面,锂金属负极与电解质界面易形成锂枝晶,临界电流密度(CCD)突破后引发短路;宏观层面,机械冲击或电滥用会触发级联放热反应,温度曲线呈指数上升。研究表明,固态电池TR存在气-固反应与固-固反应双重路径,且电极/电解质界面动力学稳定性差是主要诱因。安全性能提升的三维策略材料革新:通过掺杂Li7La3Zr2O12(LLZO)提升氧化物电解质热稳定性,或构建聚合物电解质(SPE)阻燃结构;界面
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-06
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综述:硅基负极在全固态锂电池中的研究进展:材料改性与结构设计
硅基负极在全固态锂电池中的研究进展:材料改性与结构设计引言全固态锂电池(ASSLBs)因其高安全性和能量密度(350–500 Wh/kg)成为下一代储能系统的核心。硅(Si)负极凭借3579 mAh/g的理论容量、低电位和成本优势备受关注,但其体积膨胀、固态电解质界面(SEI)不稳定等问题制约实际应用。硅负极的挑战Si在充放电过程中经历复杂的电化学-机械行为:•相变机制:结晶硅(c-Si)与无定形硅(a-Si)的锂化路径差异显著,c-Si易碎裂,a-Si则呈现各向同性膨胀。•体积效应:锂化生成Li15Si4时体积膨胀达300%,引发颗粒破碎和界面接触失效。•界面问题:固态电解质(SSEs)与S
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-06
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Ti4+掺杂与热处理协同策略构建高空气稳定性钠离子电池层状氧化物正极材料
Highlight钠离子电池层状氧化物因结构和空气不稳定性限制其应用。NaNi0.47Cu0.03Mn0.5O2(NNMC)在0.5 C循环200次后比容量仅75.9 mA h g−1,而Ti4+掺杂样品(NNMC-2%Ti)凭借Ti–O键的高键能(662 kJ mol−1)显著提升性能,暴露10天后仍保有94.9 mA h g−1(0.1 C)。Results and discussionX射线衍射(XRD)分析显示,Ti4+掺杂使NNMC的(003)晶面峰向低角度偏移(图1b),晶格参数c值增大(图1g),证实Ti4+成功嵌入过渡金属层。扫描电镜(SEM)显示热处理后材料表面更规整(图2d
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-06
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通过协同优化策略实现(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3基陶瓷的高储能性能
Highlight焦煤衍生的硬碳通过超快热转化技术(仅30秒)成功制备,其石墨微晶层间距达3.71 Å,结合无定形碳和纳米闭孔结构(比表面积SBET=3.53 m2·g−1),展现出251.40 mAh·g−1的高容量和卓越倍率性能。Results and discussion超快加热过程中,焦煤样品在碳布夹层中经历两阶段升温(图1d),伴随剧烈发光现象(图1e)。温度调控显著影响硬碳微观结构:高温促使挥发物快速释放,扩大层间距并形成丰富闭孔,而缺陷程度同步增加。电化学测试(CV、GITT)结合理论计算表明,钠离子存储机制为吸附(adsorption)、插层(intercalation)与填孔
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-06
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锂离子电池热失控管理中不同电解质体系的实验研究与分子反应机制
Highlight焦煤衍生的硬碳(CC-982)展现出独特的结构特征:具有3.71 Å大层间距的石墨状微晶、无定形碳基质和纳米级闭孔,共同贡献了3.53 m2·g−1的低比表面积。这种结构使其在0.1C倍率下实现251.40 mAh·g−1的高容量和优异的倍率性能。Results and discussion2000°C)促使挥发分快速逸出,形成丰富的纳米孔道和扩大的碳层间距。Conclusions1)随碳化温度升高,挥发分快速释放导致层间距先增后减,在982°C时达到最优值3.71 Å;2)钠离子存储机制包含三重协同作用:碳层边缘缺陷吸附(adsorption)、扩层间距插层(interca
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-06
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基于固液相变界面特性的梯级相变储热装置热性能优化研究
Highlight本研究通过计算流体力学(CFD)建模,揭示了垂直向下充能过程中单级与梯级相变储热系统(LHTES)的性能差异。基于单级相变材料(PCM)固液相界面的动态演化特征,创新设计了界面构型参数α=30°的曲面界面结构,配合非均匀体积分布参数ζ=90/140/70,实现了相变同步性与自然对流强度的最佳匹配。Results and discussion实验数据表明:1.曲面界面构型使系统平均传热率达94W,较单级PCM40提升151.7%2.非对称体积分布通过增强PCM相变同步性,使储热时间缩短至4304.8秒3.自然对流强度与相变速率在α=30°时呈现最优协同效应Conclusion该
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-09-06
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π-延伸锁锚协同工程化二酮吡咯并吡咯-COFs用于高效光催化海水提铀
亮点通过π-延伸内部锁和羧基外部锚的协同策略,我们设计了三种结晶性DPP-COFs(TPE-DPP-COF、TPy-DPP-COF和TPB-DPP-COF)。其中TPy-DPP-COF的共价锁增强了π共轭和分子平面性,与DPP单元形成优化的能带排列,促进分子内电荷转移(ICT)并降低激子结合能(Eb)。同时,羧基既能特异性配位铀酰离子,又能产生局域电场助力电荷分离。合成与表征TPy-DPP-COF通过希夫碱缩合在120°C下构建,采用芳环供体和羧基功能化的DPP受体。同步辐射X射线衍射证实其高结晶性,固态13C NMR和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)验证了亚胺键形成。紫外-可见漫反射光谱显示
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-09-06