Mo添加对Al19Fe20- x Co20- x Ni41Mo2 x 共晶高熵合金摩擦学性能的影响

研究了Al₁₉Fe_20-xCo_20-xNi₄₁Mo_2x（x=0,1,2,3,4,5）共晶高熵合金（EHEAs）的摩擦学性能。结果表明,添加微量Mo的EHEA可形成面心立方（fcc）+B2共晶组织,而添加相对较高含量Mo的EHEAs可形成fcc+B2+μ树枝状组织。Mo元素有利于提高L1₂相的强度和B2相的延性。然而,随着Mo含量的增加,生成的富Mo μ相降低了EHEAs的强度和塑性。Al₁₉Fe₁₈Co₁₈Ni₄₁Mo₄ EHEA具有高强度和高延展性的最佳组合。增加Mo含量可以提高EHEAs的抗氧化性。随着Mo含量的增加,EHEA在滑动过程中形成了抗氧化性增强的摩擦氧化物层,摩擦系数单调下降。本研究为Al₁₉Fe_20-xCo_20-xNi₄₁Mo_2x EHEAs的摩擦学性能研究提供了指导。     

基于基团贡献法估算(富锂)锂离子电池正极材料Li1+ xM 1- x O2 的热力学性质

富锂Li_1+xM_1-xO₂材料的研究主要集中在其结构和电化学性能上,而很少关注其热力学性能。开发具有高能量密度和容量的新型富锂材料取决于这种材料的结构、热力学性质和电化学性质之间的固有关系。对富锂材料Li_1+xM_1-xO₂的热力学性质了解不足,使得新型Li_1+xM_1-xO₂材料的开发和利用受到限制。鉴于Li_1+xM_1-xO₂材料缺乏热力学数据,根据基团贡献方法的原理对LiAlO₂进行拆分。基于热力学原理,提出了用于估计LiAlO₂的ΔG^θ_f,298、ΔH^θ_f,298和C_p的数学模型。采用基团贡献法估算了56种固体无机化合物的ΔG^θ_f,298和ΔH^θ_f,298以及54种固体无机化合物的C_p,298,以检验该模型的可靠性和适用性。利用基团贡献法估算了固体无机化合物的数学模型。利用基团贡献法拟合的基团参数选择的实验数据准确可靠。在结果令人满意的基础上,建立了用于估算3种类型的Li_1+xM_1-xO₂材料的ΔG^θ_f,298,ΔH^θ_f,298和C_p的数学模型,并估算了63种常见Li_1+xM_1-xO₂材料的ΔG^θ_f,298、ΔH^θ_f,298和C_p,298。     

Ni48Co1Mn37In14- x Al x 磁性记忆合金马氏体相变、力学性能和耐腐蚀性能

采用电弧熔炼的材料制备方法,研究了微量的主族元素Al掺杂对Ni₄₈Co₁Mn₃₇In_14-xAl_x (0≤x≤2)磁性形状记忆合金显微组织、晶体结构、马氏体相变、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：用Al替代部分In,合金的晶粒尺寸明显减小,掺杂2at%的Al元素,平均晶粒尺寸缩小到10 μm左右,大约为未掺杂样品的三十五分之一;当Al掺杂量在0.25at%~2at%时,金属Al完全固溶到基体中,而且Al在合金中的固溶度随掺杂量的增加有所提升,当Al掺杂量为2at%时,Al在基体中的固溶度接近2at%;随着Al对In的取代,室温下合金由L2₁立方奥氏体与单斜6M马氏体的两相结构转变为单一的6M调制马氏体相结构,晶胞体积逐渐减小,马氏体相变温度呈现上升趋势;合金抗压强度不断增大,Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₂Al₂的抗压缩断裂强度与Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₄相比提高了160%,压缩应变也由5.46%增加到6.36%;适量的Al替代In后,合金在人工海水中的耐腐蚀性能总体呈现不断增强的趋势,Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₂Al₂合金的耐腐蚀性能明显高于Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₄合金,且其耐腐蚀性接近于304不锈钢。     

纳米柱状多孔WO3- x /TiO2 薄膜的电致变色性能

采用反应磁控溅射在掠射角度α=0°和α=80°的条件下制备氧化钨（WO_3-x）薄膜,然后在其表面沉积二氧化钛（TiO₂）。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对WO_3-x/TiO₂薄膜的晶体结构、表面/断面形貌以及表面化学成分进行表征。在三电极体系1 mol/L LiClO₄/PC溶液中,采用电化学工作站和紫外-可见分光光度计测试了WO_3-x/TiO₂薄膜的电致变色性能。XRD结果表明,WO_3-x/TiO₂薄膜为非晶态结构,与掠射角度无关。当掠射角度为80°时,获得了纳米柱状多孔薄膜。从 W 4f和Ti 2p的XPS谱图确认氧化钨为亚化学计量比的WO_3-x,而氧化钛为满足化学计量比的TiO₂。与致密薄膜相比,纳米柱状多孔薄膜需要较低的驱动电压且具有较快的响应速度。纳米柱状多孔薄膜的电荷容量为83.78 mC,是致密薄膜电荷容量30.83 mC的2倍以上。在±1.2 V驱动电压下,注入和脱出离子扩散速率分别为D_in=5.69×10^-10 cm²/s和D_de= 5.08×10^-10 cm²/s。与纯WO₃薄膜相比,WO_3-x/TiO₂薄膜的电致变色循环稳定性更好。纳米柱状多孔薄膜在可见光范围内具有较大的光调制幅度,因此其光密度变化（ΔOD）大于致密薄膜。     

0.74BiFe1- x Ga x O3-0.26BaTiO3 高温无铅压电陶瓷的相变行为及电性能

准同型相界（MPB）对提升压电陶瓷的压电性能具有重要的作用。BiFeO₃-BaTiO₃体系的准同型相界通常位于0.70BiFeO₃-0.30BaTiO₃组分附近。然而,对于BiFeO₃-BaTiO₃体系,BaTiO₃含量越高其居里温度越低。因此,在较低的BaTiO₃含量组分附近构建准同型相界是使其同时获得良好的压电活性和高居里温度的有效策略。采用固相法制备了0.74BiFe_1-xGa_xO₃-0.26BaTiO₃（x=0~0.05）系列无铅压电陶瓷,研究了Ga含量对其物相结构与电性能的影响。结果表明：随着Ga含量的增加,陶瓷样品从三方相逐渐向赝立方相转变。当x≤0.01,陶瓷样品为三方相结构;而当0.04≤x≤0.05,陶瓷样品为赝立方结构,在0.02≤x≤0.03形成了准同型相界（三方-赝立方）。另外,由于容忍因子的升高,该系列陶瓷的居里温度随着Ga含量的增加而略有降低。位于准同型附近的陶瓷样品表现出良好的压电活性和较高的居里温度。     

高分子辅助化学溶液沉积法制备涂层导体SrZrO3（SZO）缓冲层

采用高分子辅助的化学溶液沉积法,通过720~800℃之间进行烧结成相,分别在氩气和空气中SrTiO3(STO)单晶基底上沉积得到织构良好的SrZrO3(SZO)外延薄膜,重点研究不同热处理气氛对SZO薄膜织构和表面微结构的影响。结果表明:氩气中制得的SZO外延薄膜c轴取向较好,且表面更加平整致密;氩气中770℃制备的SZO薄膜厚度超过230 nm。而空气中制得的SZO薄膜表面呈现局部团聚和开裂。在氩气中采用高分子辅助的化学溶液沉积法有利于制备出低成本、高性能的涂层导体用单一SZO缓冲层。     

高分子辅助化学溶液沉积制备涂层导体CeO_2缓冲层

分别采用两种高分子辅助化学溶液沉积方法,在双轴织构的NiW(200)合金基底上制备了涂层导体CeO2缓冲层.结果表明,制得的CeO2缓冲层双轴织构良好,表面无裂纹.比较两种不同的高分子辅助方法,利用聚甲基丙烯酸辅助制得的CeO2表面平整,均方根粗糙度在1 μm×1μm的范围内仅为2 nm,粗糙度远小于利用聚乙烯醇辅助沉积而得的CeO2缓冲层.     

不同Ce掺杂比例对La1-xCexMnO3薄膜输运性质及机理研究

本文中研究了电子型掺杂钙钛矿薄膜La_1-xCe_xMnO₃的输运性质和外场作用下的输运机理。研究表明,La_1-xCe_xMnO₃薄膜呈现出典型的金属-绝缘体转变,且与Ce的掺杂浓度相关。电阻温度曲线表明,在低温时,电子-电子散射和磁畴对电子的散射是电阻形成的主要原因,而在高温下小极化子的跳跃机制起主要贡献。通过激光照射样品表面,发现光场诱导金属绝缘体转变温度向着低温区间偏移,该现象产生的原因在于La_1-xCe_xMnO₃薄膜内部铁磁相与顺磁相的共存,此外,高能量的激光对样品的电阻变化影响更明显。进一步研究表明,Ce的掺杂浓度将会通过金属-绝缘相变对La_1-xCe_xMnO₃的磁电阻效应产生显著的调制作用。本文将为新型能量转换器件的开发与应用提供新的研究思路。     

Sn1- x Sm x O2 微纳米纤维的红外发射率与激光吸收性能：实验研究与第一性原理仿真

采用静电纺丝法结合热处理工艺制备了Sn_1-xSm_xO₂(x=0%,8%,16%,24%,质量分数,下同)微纳米纤维,表征了产物的物相、形貌、激光吸收性能和红外发射率,同时基于密度泛函理论的第一性原理对比分析了Sn_1-xSm_xO₂(x=0%,16%)的相关光电性质,进一步从电子结构角度解释了Sm³⁺掺杂对SnO₂红外发射率和激光吸收的作用机理。结果表明：经600℃煅烧后,Sn_1-xSm_xO₂均为单一金红石型结构,呈现出良好的纤维形貌,纤维相互交错,形成无规则三维网状结构,且各元素在纤维上分布均匀。随着Sm³⁺掺杂量的增大,产物在1064和1550 nm处的反射率逐渐降低,红外发射率先减小后增大。当x=16%时,在1064 nm处的反射率为53.9%,在1550nm处的反射率为38.5%,在8-14μm波段的红外发射率为0.749...     

298 K下离子液体BMIMPF6 中电沉积制备镧金属薄膜

以无水硝酸镧、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸（BMIMPF₆）和助溶剂丙酮为电解液,在室温（298 K）下电沉积制得镧金属薄膜。电解液BMIMPF₆的电化学窗口为-2.5~1.5 V vs. Pt,La³⁺还原为La²⁺发生于-1.7 V vs. Pt,La²⁺还原为La⁰发生于-2.1 V vs. Pt。BMIMPF₆的低吸湿性有利于在空气气氛下电沉积镧。使用扫描电子显微镜和光学显微镜观察到所制备的薄膜织构致密,经能量色散谱和X射线光电子能谱对沉积薄膜进行了表征,确定了薄膜中含有大量镧元素。通过探究电压扫描速率和硝酸镧浓度对La³⁺的电化学行为的影响,证明La³⁺的还原反应是一个受物质扩散控制的不可逆过程,La³⁺在BMIMPF₆中的扩散系数为1.47×10^-9 cm²·s^-1。本研究为获得金属镧薄膜和镧氧化物薄膜提供了一种简便的方法,并且有望用于电沉积制备其它镧系元素薄膜。     

不同碳/氮比的Ti(C x , N1- x )基金属陶瓷的显微组织与性能

Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷是用不同碳氮比制造的。研究了碳/氮比对芯-环结构和金属陶瓷性能的影响。结果表明,由于孔太多, Ti(C_0.5,N_0.5)基金属陶瓷的性能较差。随着碳/氮比的增加,白核/灰环的形成率降低,并且微观结构的均匀性增强。因此,基于 Ti(C_0.7,N_0.3)的金属陶瓷显示出优异的力学性能,但有少量的孔隙和较低的相对密度。与Ti(C_0.7,N_0.3)基金属陶瓷相比,TiC基金属陶瓷在没有N元素的情况下具有较高的相对密度且无孔隙,但其晶粒较粗大。为了获得细晶粒和高密度的显微组织,将0.25%Cr₃C₂-0.75%VC（质量分数）引入到TiC基金属陶瓷中,获得了优异的硬度、横向断裂强度和韧性。另外,在Ti(C_0.7,N_0.3)基金属陶瓷中也添加了0.25%Cr₃C₂-0.75%VC,但其力学性能低于Ti(C_0.7,N_0.3)的金属陶瓷,这是因为细颗粒和反应颗粒与Ti(C,N)发生了急性固溶反应。研究了基于不同C/N比的Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷的切削性能和摩擦性能。结果表明,具有0.25%Cr₂C₃-0.75%VC的TiC基金属陶瓷在室温下的摩擦系数最低,为0.15,在1000 r/min的高速切削过程中,使用寿命最长。     

复合粘结La0.8Ce0.2Fe11.7- x Mn x Si1.3H1.8 磁工质的磁性能

采用中频感应炉制备La_0.8Ce_0.2Fe_11.7-xMn_xSi_1.3母合金并退火,将合金饱和氢化后破碎成粉末。通过环氧树脂粘结,将居里温度T_C间隔为5 K的多种La_0.8Ce_0.2Fe_11.7-xMn_xSi_1.3H_1.8（x=0.23,0.26,0.29,0.32,质量分数,%）合金粉末进行混合粘结,提高合金的磁熵半峰宽。用VersaLab和绝热温变直接测量仪测试粘结样品的磁性能。结果表明,与单一成分粘结样品相比,混合粘结样品的最大等温磁熵变有所降低,磁熵半峰宽以及相对制冷能力有所提高。含4种成分的混合粘结样品的相对制冷能力可以达到139.2 J/kg。     

阳极电沉积制备CeO2薄膜

用阳极电沉积技术在304不锈钢基体上制备CeO₂薄膜,用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段探讨不同配体阳离子种类、配体浓度和O₂对镀层表面结构的影响规律。结果表明,CH₃COONH₄配体中的铵离子（NH₄⁺）对CeO₂薄膜晶粒的细化具有重要作用,镀液中高CH₃COONH₄配体浓度及镀液的脱氧作用有利于阳极电沉积CeO₂薄膜的致密化;在镀液组成为0.1 mol/L Ce(NO₃)₃和0.2 mol/LCH₃COONH₄、且镀液脱氧的实验条件下,获得了平整致密的纳米晶CeO₂薄膜,其晶粒粒径范围为5~10 nm。     

化学溶液沉积（CSD）法制备YBCO/Y2O3/YBCO薄膜

以Y2O3纳米颗粒伪层作中间层,用CSD法制备夹层结构的YBCO/Y2O3/YBCO薄膜。薄膜表面光滑致密,没有裂纹和空洞。XRD分析表明,YBCO/Y2O3/YBCO薄膜具有较强的c轴取向,其超导转变温度为92K,在60K零场下其临界电流密度达到6.9MA/cm2,表明YBCO/Y2O3/YBCO薄膜具有优良的超导性能。     

高分子辅助沉积法制备Sm_xNd_(1-x)NiO_3外延薄膜（英文）

采用高分子辅助沉积法制备掺杂不同钐(Sm)含量的Sm_xNd_(1-x)NiO_3外延薄膜(钐掺杂量x=0.5,0.55,0.6)。X射线衍射(特征θ-2θ扫描、摇摆曲线和φ-scan)和扫描电子显微镜的测试结果表明,制备的薄膜结晶性和外延性良好,与衬底的(001)取向保持一致。电阻率-温度曲线表明制备的外延薄膜均表现出金属绝缘体转变现象。随着Sm掺杂量的提高,金属绝缘体转变温度逐渐升高;当;x=0.55时,外延薄膜的转变温度在室温附近。并且高分子辅助沉积法可以简单有效地制备热致变色外延薄膜。     

粉末冶金法制备Al x CuFeNiCoCr高熵合金及其性能

采用粉末冶金法制备了Al_xCuFeNiCoCr高熵合金。研究了铝含量对合金性能和组织的影响,并讨论了合金制备过程中晶粒性能的变化。结果表明,在球磨过程中合金晶粒细化,且合金晶粒尺寸随Al含量的增加而增大。在烧结过程中,合金中会产生新的晶粒,并首先吸收一定热量形成含Al的金属间化合物。在1200 ℃加热2 h后,获得具有简单晶体结构的相,证实了高熵合金的形成。根据获得的能谱,合金组成均匀,合金化程度高。然而,随着Al含量的增加,出现了少量具有高Al含量的高对比度区域。合金具有良好的高温抗氧化性能和抗电化学腐蚀性能。随着铝含量的增加,合金的高温抗氧化性能提高。当Al含量为1mol%时,自腐蚀电压为-235 mV。随着Al含量的增加,硬度也增加。结果表明,当Al含量为1mol%时,合金具有最佳综合性能。     

稀土改性Fe-Al层表面Al2O3 薄膜的物相分布

在760 ℃下采用稀土改性包埋渗铝以及原位氧化方法制备Fe-Al/Al₂O₃复合涂层,研究了渗铝层和氧化膜的微观组织和相分布。结果表明,稀土改性渗铝层可分为3层：外层渗铝层、过渡层和内扩散层。渗铝层主要由FeAl相和Fe₃Al相组成。FeAl相主要集中在渗铝层的外层,为Al₂O₃氧化膜的选择性氧化提供了有利条件。氧化膜表面呈α-Al₂O₃脊状结构。此外,表面氧化铈的存在是由于氧化初期Ce向外扩散且与O₂的优先反应。氧化膜可分为2层,即纯α-Al₂O₃层和主要由α-Fe(Al)和Al、Fe、Ce的混合氧化物组成的过渡层。     

rGO-Sb2Se3薄膜电化学共沉积制备及光电化学性能

采用恒电位沉积法,在二元Sb-GO溶液体系中得到rGO-Sb预制层,在此过程中,GO被有效还原成rGO,并与Sb形成化学键。随后通过将预制层进行二段硒化热处理,快速去除多余的Se制备出rGO-Sb₂Se₃光阴极薄膜。通过XRD、SEM、Raman、XPS、UV-vis及PEC等手段对薄膜样品进行表征以及光电化学性能测试。结果表明:负载rGO使得rGO-Sb₂Se₃在700 nm以内的可见光区域的光吸收系数显著提升。rGO优良的导电性能及较高的载流子迁移率,可以快速转移电荷,抑制载流子的复合,因此光电化学性能以及光稳定性大大提高,光电流密度增大至接近Sb₂Se₃单相的2倍(?0.20 mA/cm²)。又因为rGO-Sb₂Se₃导带位置(?0.74 V vs.RHE)远负于析氢电位(0 V vs.RHE),故可作为一种新型光还原产氢的阴极,具备广阔的应用前景。     

水热电沉积法生长Co9S8薄膜电极

采用水热电沉积法在泡沫镍基体上原位沉积Co_9S_8薄膜,并对其形貌、组成、结构和电化学性能进行表征和测试。结果表明,镍基Co_9S_8薄膜呈花瓣片状,并具有优异的电化学性能,其在电流密度为10mA/cm~2时,比电容可高达2538.7 F/g。即使电流密度扩大至50 mA/cm~2时,比电容依然可达1930.7 F/g。经过1000次循环(电流密度为20 mA/cm2),比电容仍可达为1825.2 F/g,电容保有率72.8%,经过1500次循环后,电容保有率61.4%。     

溶胶-凝胶法合成导电SrVO3 粉末

通过溶胶-凝胶法结合热处理合成了导电SrVO₃粉末。在溶胶配制过程,对Sr:V摩尔比进行精确调控,再通过对凝胶热分解行为的表征,确定其煅烧温度和除去残余碳,从而获得前驱体粉末,再将其在H₂中还原以获得最终产物。研究了煅烧温度、Sr:V摩尔比对产物形貌、结构和组成的影响,并采用标准直流四探针技术对样品的电导率进行测试。结果表明,当Sr:V摩尔比为1:1.06,煅烧温度500 ℃,再在850 ℃氢气还原,可以制备没有残余碳或钒的氧化物杂质的单相SrVO₃粉末。SrVO₃粉末的电导率达到714.3 S/cm,比石墨粉末的电导率（500 S/cm）高。