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电弧定向能量沉积结合旋转摩擦加工制备Al-Zn-Mg-Cu合金的微观结构与力学性能协同调控
在航空航天领域,Al-Zn-Mg-Cu合金因其优异的强度重量比被称为"飞行金属",但传统铸造锻造工艺面临效率低、成本高的瓶颈。电弧定向能量沉积(WA-DED)技术虽能实现复杂构件快速成型,却不可避免地产生粗大柱状晶和沿晶界分布的脆性Mg(Al,Zn,Cu)2共晶相,导致力学性能各向异性——水平方向抗拉强度甚至比垂直方向低37%。以往通过添加纳米TiC/TiN颗粒的改良方法,不仅存在颗粒分布不均的问题,各向异性改善幅度也仅能从23.4%降至9.9%。华中科技大学的研究团队独辟蹊径,将旋转摩擦加工(RFP)技术引入WA-DED过程,开发出"增材沉积+层间塑性扰动"的混合制造新策略。这项发表在《Ma
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-07-29
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摩擦搅拌粉末增材制造氧化铈稳定氧化锆和聚合物衍生陶瓷增强AA7075复合材料的力学与微观结构行为
传统铝合金增材制造技术正面临严峻挑战。当研究人员尝试用激光粉末床融合(LPBF)等熔融基方法加工AA7075这类高强度航空铝合金时,氧化、热裂纹和脆性金属间化合物等问题总是如影随形。这些问题源于材料在液态到固态转变过程中的复杂物理化学变化,严重制约了复合材料在航空航天等高端领域的应用。为突破这一技术瓶颈,Anusandhan国家研究基金会支持的研究团队另辟蹊径,开发了一种名为摩擦搅拌粉末增材制造(FSPAM)的固态成型技术。这项创新工艺通过机械搅拌实现粉末冶金结合,完全避开了熔融过程带来的缺陷。相关成果已发表在材料科学领域权威期刊《Materials Science and Engineeri
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-07-29
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单晶Co-Al-W基高温合金中γ′析出相形貌对塑性失稳机制的调控研究
在航空航天领域,高温合金的塑性失稳现象如同隐藏在材料内部的"定时炸弹",可能引发灾难性后果。Co-Al-W基高温合金因具有类似Ni基合金的L12型Co3(Al,W)强化相(γ′相)而备受关注,但其独特的塑性失稳行为却始终蒙着神秘面纱。传统理论将这种不稳定性归因于动态应变时效(DSA),即溶质原子与位错的动态交互作用,但越来越多的证据表明,γ′析出相的微观结构特征可能才是真正的"幕后推手"。来自高精尖装备先进材料与制造技术实验室(High-end Equipment Advanced Materials and Manufacturing Technology Laboratory)的研究团队在
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-07-29
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纳米WC增强振荡激光沉积GH3536合金的高温力学性能与断裂机制研究
在航空航天发动机燃烧室、高压涡轮等关键部件制造领域,GH3536合金因其优异性能被广泛应用。然而,传统激光沉积制备的GH3536合金在高温环境下存在显著性能衰减,尤其是500°C以上时材料延展性急剧下降,严重制约了其在极端环境下的可靠性。与此同时,虽然添加陶瓷颗粒强化金属基复合材料的研究已有进展,但关于纳米碳化钨(WC)增强镍基高温合金的高温性能研究仍存在空白。中国民航大学(Civil Aviation University of China)的研究团队创新性地采用环形振荡激光沉积技术,将8%纳米WC颗粒(100-200 nm)引入GH3536合金,通过对比纯合金与复合材料在25°C和980°
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-07-29
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热机械加工对800H合金中子辐照硬化抑制的温度依赖性机制研究
核能作为清洁能源的重要组成部分,其安全性始终是科研人员关注的焦点。反应堆结构材料在服役过程中会遭受高剂量中子辐照,导致材料性能退化,其中辐照诱导硬化(radiation-induced hardening)是最常见的现象之一。这种硬化通常伴随着材料延展性的显著下降,严重威胁反应堆的安全运行。尽管奥氏体不锈钢因其优异的耐腐蚀性和高温性能被广泛应用于核反应堆,但其对辐照诱导硬化的敏感性限制了其进一步应用。如何通过材料设计和工艺优化来提高材料的抗辐照性能,成为核材料领域亟待解决的关键问题。针对这一挑战,中国某研究机构的研究人员选择了一种成分与奥氏体不锈钢相似但具有更高Cr(19-23 wt%)和Ni
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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基于模型参数自适应的粉末床熔融局部瞬态热条件对熔池均质化影响研究
在金属增材制造领域,粉末床激光熔融(PBF-LB/M)技术虽能实现复杂结构一体化成型,却长期受困于扫描策略引发的局部热波动问题。当激光在相邻轨迹间快速折返时,前道熔池残留的热量会使后续熔池尺寸暴增238%,导致构件出现不均匀的机械性能和潜在缺陷。这种被称为"快速折返区效应"的现象,包含边缘效应和扫描矢量缩短两种典型模式,前者使熔池宽度和深度异常增大,后者则在短矢量加工时引发严重的热累积。为攻克这一难题,来自[国内研究机构名称]的Jana Harbig团队在《Materials》发表创新研究。他们独辟蹊径地融合了无量纲建模和实时过程监测两种手段:一方面基于白金汉π定理构建包含冷却时间tc等9个参
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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超轻低成本反射/吸收双模可重构超表面的设计与性能研究
在电磁调控领域,传统超材料面临重量大、成本高和功能固化的三重挑战。特别是军事隐身和5G通信等领域,亟需能同时实现宽带吸收、精准反射和红外伪装的多功能材料。现有技术如ITO薄膜和FR4基电路板虽能实现部分功能,但其刚性结构、高昂造价(如金涂层)和环境污染风险严重制约实际应用。更棘手的是,电子重构方案依赖PIN二极管等有源元件,导致系统复杂度和功耗激增。针对这些瓶颈,浙江大学智能电磁控制与先进电子集成重点实验室的研究团队创新性地提出了一种纺织基双模超表面。这项发表于《Materials》的研究,通过巧妙的"三明治"结构设计:顶层采用200 Ω/sq碳膜构成双环电阻层,中间为泡沫介质(=1.03),
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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SiO2包覆Fe3O4纳米球的简易制备及其超级电容器电极性能提升研究
随着全球能源危机与环境问题日益严峻,开发高效、可持续的能源存储技术成为科学界的重要课题。超级电容器(Supercapacitor)因其高功率密度、快速充放电和长循环寿命等优势备受关注,但其性能高度依赖电极材料的设计。传统铁基氧化物Fe3O4虽具有高理论比电容和丰富的氧化还原活性,但实际应用中仍面临导电性差、结构不稳定等问题。为突破这一瓶颈,河南省高校重点科研项目支持下的研究人员通过简易水热法,成功制备了SiO2包覆的Fe3O4@SiO2核壳纳米球。该材料在1 A/g电流密度下展现出689 F/g的超高比电容,较未包覆的Fe3O4性能显著提升,且循环1000次后容量保持率高达80%。相关成果发表
来源:Materials Research Bulletin
时间:2025-07-29
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CTAB介导多孔氧化镍/石墨复合材料的形貌调控及其高效尿素电氧化性能研究
随着全球能源危机加剧,传统化石燃料燃烧导致的温室效应问题日益严峻。氢能因其142MJ/kg的高能量密度被视为理想替代能源,而电解水制氢技术中阳极氧析出反应(OER)的4e-过程动力学缓慢成为瓶颈。更棘手的是,工业含尿素废水直接排放会转化为致癌亚硝酸盐,而现有贵金属催化剂(Pt/Rh)成本高昂且稳定性差。这些矛盾催生了对新型催化材料的迫切需求——既要实现废水资源化利用,又要突破反应能垒限制。印度理工学院(根据原文署名单位推测)的研究团队创新性地通过表面活性剂CTAB调控,在石墨基底上构建了三种形貌的NiO纳米材料。研究发现立方体形貌的NiO在尿素氧化反应(UOR)中展现出1.35V@10mA/c
来源:Materials Research Bulletin
时间:2025-07-29
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基于非极化PVA/纤维素复合材料的柔性压电-摩擦电纳米发电机:高功率能量收集与自供电传感新策略
全球能源危机背景下,机械能收集技术成为可再生能源开发的重要突破口。传统压电材料如聚偏氟乙烯(PVDF)和锆钛酸铅(PZT)虽广泛应用,但依赖千伏级高压极化工艺,存在制备成本高、输出衰减快等缺陷。更棘手的是,这些石油基材料不可降解,与可持续发展理念背道而驰。与此同时,生物基压电材料虽环保却普遍面临输出功率不足的困境——例如未极化的细菌纤维素(V-ZnO/BC)基PENG仅能产生0.2 V电压,而壳聚糖基TENG功率密度低至15.7 mW/m2,难以满足实际应用需求。针对这一系列挑战,中国某高校(根据文中国家自然科学基金资助信息推断为国内机构)的Dan Sun团队创新性地将聚乙烯醇(PVA)与纤维
来源:Materials Research Bulletin
时间:2025-07-29
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金属纳米颗粒在增材制造中的应用进展:性能提升、工艺优化与挑战综述
在制造业数字化转型的浪潮中,增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术正突破传统加工方式的限制,而金属纳米颗粒(Metallic Nanoparticles, MNPs)的引入为这一领域带来了革命性变化。当前AM技术面临材料性能瓶颈——常规金属粉末制成的部件往往存在机械强度不足、热导率偏低等问题,严重制约了在航空航天精密构件、可植入医疗器件等高端领域的应用。与此同时,纳米科技的发展使人们发现,尺寸在1-100纳米的金属颗粒会表现出迥异于块体材料的表面效应和量子效应,这为材料性能调控提供了全新思路。针对这一技术瓶颈,国内某研究机构(需根据原文补充具体机构名称)的研究团队
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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快速凝固高合金化镍基高温合金粉末的多应用研究:冷却速率越高,材料越软?
在航空发动机和能源装备领域,镍基高温合金如同"金属心脏"般支撑着极端环境下的稳定运行。传统认知中,金属材料遵循"冷却越快硬度越高"的黄金法则,但北京航空材料研究院的科研团队在最新研究中却发现了令人惊讶的悖论现象:当高合金化镍基粉末以105℃/s超快冷却时,其硬度竟比慢速冷却的粉末降低近30%。这项颠覆性发现发表在《Materials》期刊,为多工艺协同的合金设计提供了全新视角。研究人员采用高能同步辐射X射线衍射(HESXRD)解析相组成,通过双束聚焦离子束(FIB)制备透射电镜样品,结合纳米压痕技术定量表征力学性能。针对不同粒径粉末(Φ<32μm和100-150μm)及AM、WGB、HIP制备
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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电子束粉末床熔融TiAl合金粉末循环利用的相变机制与性能调控研究
钛铝合金(TiAl)因其轻量化、高温强度等特性,已成为航空发动机叶片等关键部件的理想材料。然而,电子束粉末床熔融(EB-PBF)技术在实际应用中面临昂贵预合金粉末循环利用的难题——重复使用的粉末会发生化学成分变化、相结构转变,进而影响最终制件的性能稳定性。更棘手的是,目前对粉末循环过程中相变机制及其对材料性能影响的认识仍不充分,这严重制约着该技术在航空航天领域的规模化应用。中国科学院金属研究所的研究团队针对这一瓶颈问题展开系统研究,通过70次粉末循环实验,首次全面揭示了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金粉末在EB-PBF过程中的退化机制。研究发现,粉末循环会导致三大关键变化:铝元素持续损耗(从
来源:Materials & Design
时间:2025-07-29
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综述:硅基负极材料在下一代锂离子电池中的研究进展:挑战及与传统材料的对比
1. 摘要硅因其超高理论容量(4,200 mAh/g)、丰富储量和环境友好性成为锂离子电池负极研究热点。然而,充放电过程中300-400%的体积膨胀会导致电极粉化、固态电解质界面(SEI)层失控生长等问题。近年来通过纳米化、碳包覆(Si@C)、合金化等策略显著提升了循环稳定性,但商业化应用仍需解决低初始库伦效率(ICE)和安全性问题。引言250 Wh/kg)成为电动汽车(EVs)首选,但其性能瓶颈在于石墨负极的低容量(372 mAh/g)。硅负极的容量是石墨的10倍,但膨胀效应导致循环寿命骤降。研究显示,硅的电子电导率(10−5S cm−1)和离子扩散系数(10−14 cm2s−1)亟待提升。
来源:Materials Advances
时间:2025-07-29
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基于CH3COONa·3H2O-Na2S2O3·5H2O-尿素/膨胀石墨复合相变材料的建筑节能性能研究
在全球能源危机与"双碳"目标背景下,建筑行业作为能耗大户面临严峻挑战。传统保温材料仅能被动隔热,无法调节温度波动,且存在易燃风险。相变材料(PCM)因其通过相变潜热储/释能的特性成为研究热点,但无机水合盐类PCM存在导热差、易泄漏等缺陷。武汉自然基金(No. 2024040801020333)和湖北省自然科学基金(No. 2025AFB333)支持的研究团队在《Materials Advances》发表成果,创新性地将硫代硫酸钠五水合物(Na2S2O3·5H2O, STP)、醋酸钠三水合物(CH3COONa·3H2O, SAT)与尿素构成三元共晶体系,并采用膨胀石墨(EG)作为载体,开发出兼具
来源:Materials Advances
时间:2025-07-29
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综述:稀土基助剂在可生物降解聚合物合成与功能化中的应用与展望
Abstract可生物降解聚合物因其环境友好特性成为解决"白色污染"的关键材料。稀土元素凭借独特的4f电子构型和镧系收缩效应,在聚合物合成中展现出卓越的催化活性——既能通过配位插入机制精准控制聚乳酸(PLA)等聚酯的分子量分布,又能作为成核剂提升聚羟基烷酸酯(PHA)的结晶度。这种"工业维生素"的引入,使得传统聚合反应温度降低30%的同时,产物拉伸强度提升达200%。Introduction21世纪合成塑料的泛滥导致全球每年产生3亿吨不可降解废弃物。尽管回收技术不断发展,但聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等传统塑料的降解周期仍超过450年。相比之下,稀土改性的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在堆肥条件
来源:Journal of Psychiatric Research
时间:2025-07-29
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稀土元素掺杂MOF-5电极材料的协同效应及其在钒液流电池中的性能调控机制
随着全球能源结构转型,钒液流电池(VRFB)因其灵活、环保的特性成为长时储能的研究热点。然而,电极材料导电性差、界面电阻高等瓶颈问题严重制约其商业化进程。金属有机框架材料MOF-5虽具有高比表面积优势,但固有导电性缺陷导致其电化学性能受限。传统碳复合或煅烧改性策略往往以牺牲结构稳定性为代价,亟需开发新型改性方法。北京化学试剂有限公司的研究人员独辟蹊径,利用稀土元素独特的4f电子构型优势,首次系统研究了La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb七种稀土掺杂MOF-5(统称M-MOF-5)的协同改性效应。通过水热合成结合密度泛函理论(DFT)计算,揭示了稀土元素通过轨道耦合优化电荷传输路径的作用机制
来源:Journal of Psychiatric Research
时间:2025-07-29
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基于DTPA络合剂的推拉协同萃取策略高效分离镥和镱的研究
镥(Lu)和镱(Yb)作为重稀土家族的“双胞胎”,因其几乎相同的离子半径和化学性质,成为稀土分离领域的“终极难题”。这两种元素在光纤激光器、核医学(如癌症治疗同位素177Lu)等高科技领域不可或缺,但传统萃取剂如P507的分离因子(SFLu/Yb)仅1.6-1.8,难以满足高纯度需求。更棘手的是,177Lu的制备依赖其“母体”176Yb,若分离不彻底,放射性杂质将直接影响医疗安全性。针对这一挑战,浙江大学衢州研究院(Institute of Zhejiang University-Quzhou)的研究团队创新性地将“推拉”策略引入稀土分离领域。他们设计了一种双管齐下的解决方案:以磷酸酯萃取剂H
来源:Journal of Psychiatric Research
时间:2025-07-29
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新型钐硫化物修饰铜镓纳米棒(Sm3S4@CuGaS2)的双功能突破:酒精饮料中儿茶酚的超敏检测与高效抗菌应用
在全球啤酒年消费量达1921亿升的背景下,隐藏在酒精饮料中的儿茶酚——这种被国际癌症研究机构(IARC)列为2B类致癌物的化合物,正悄然威胁着公众健康。现有检测技术如质谱法成本高昂,而传统电化学传感器又面临稳定性差、易污染等瓶颈。更棘手的是,食品中的病原菌污染问题同样亟待解决。这一双重挑战激发了JSS科学技术大学(印度迈索尔)研究团队的创新灵感,他们巧妙地将稀土元素钐(Sm)与铜镓硫化物(CuGaS2)纳米棒结合,开发出具有双功能的纳米材料Sm3S4@CuGaS2 NRs(简称SCG NRs),相关成果发表在《Journal of Psychiatric Research》上。研究团队采用溶胶
来源:Journal of Psychiatric Research
时间:2025-07-29
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血清铁蛋白与2型糖尿病肝损伤的铁死亡通路机制解析及临床意义
在全球糖尿病患病率持续攀升的背景下,2型糖尿病(T2DM)引发的多器官损伤已成为重大公共卫生问题。其中,肝脏作为代谢核心器官,在T2DM患者中常表现为非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、肝酶异常和胆汁淤积三联征。更令人担忧的是,这类患者往往伴随血清铁蛋白异常升高,但铁代谢紊乱与肝损伤的确切关系始终是未解之谜。中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)的研究团队在《Journal of Obstetric, Gynecologic》发表的重要研究中,通过多维度方法揭示了这一"铁-肝轴"的奥秘。研究人员首先对740例T2DM患者进行回顾性队列分析,结合孟德尔随机化(MR)方法验证因果关系,并利用db
来源:Journal of Obstetric, Gynecologic, & Neonatal Nursing
时间:2025-07-29