摘要：微量元素掺杂是赋予羟基磷灰石材料更多生物学功能的一条有效途径,但不同元素的掺杂行为尚待进一步揭示。本研究使用并行水热合成方式,制备分别含有锌、硅、镁、铁、锰、铜、锶、硒、钴的9种羟基磷灰石粒子,并对其物理化学特性进行研究。结果表明,元素掺杂显著改变了羟基磷灰石粒子的形貌和晶体生长方向,但不改变其物相组成和官能团。晶体的(211)和(112)晶面衍射峰的强度均降低,结晶度下降。元素实际掺杂效率分析结果显示锰>锌>镁>铁(三价)>锶>钴>铜>硒>硅,与元素的离子半径大小相关。锰、锌、镁三种元素掺杂量较高,因其离子半径与其替代的钙离子接近。铜元素掺杂效率较低是由于其在合成溶液中与氨产生络合作用,硅元素和硒元素则因几何结构和电荷(SiO_(3)^(2-)、SeO_(3)^(2-)/PO_(4)^(3-))差异导致掺杂率低。本研究揭示了掺杂行为与离子特性之间的联系,为功能化羟基磷灰石的设计和开发提供有益的参考基础。

摘要：H_(2)O和SO_(2)是烟气中的固有成分,而低温选择性催化还原法(LT-SCR)催化剂易受烟气中H_(2)O和SO_(2)中毒。元素掺杂改性是最有效的提高SCR催化剂抗水、抗硫性的方法之一。本文介绍了元素掺杂改性提高Mn基、V基、Ce基、Fe基等低温SCR催化剂抗水、抗硫性的方法以及理论计算在抗水、抗硫低温脱硝催化剂设计中的应用,以期为提高低温SCR催化剂抗水、抗硫性优化设计及构建提供理论基础。

摘要：在严苛的海洋环境下,传统类金刚石(DLC)薄膜作为防护涂层时由于磨损及腐蚀失效等问题,严重影响海洋工程装备的可靠性和服役寿命。为改善薄膜的耐磨耐蚀性能,采用中频磁控溅射技术在316L不锈钢基体上制备Ti/TiN/TiCN/Ti-DLC复合薄膜。通过扫描电镜(SEM)、拉曼光谱、纳米压痕及电化学等测试方法,研究了不同Ti元素掺杂含量对薄膜形貌和结构以及力学性能和耐磨耐蚀性能的影响规律。结果表明,Ti元素的掺杂有利于减小薄膜表面团簇颗粒的密度及尺寸,所制备的Ti-DLC薄膜表面致密且无明显缺陷。当掺杂的Ti元素含量为5.10%(原子分数)时,由于薄膜中sp^(3)碳含量最高使得Ti-DLC薄膜表现出最优异的力学性能和耐蚀性能。同时,Ti元素的掺杂还可显著提高薄膜的耐磨性。因此,通过多层结构设计与Ti元素掺杂相结合的方式可有效改善DLC薄膜耐磨耐蚀性能,进而提升薄膜在海洋环境下的长寿命化服役性能。

摘要：氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良的氧化还原性能,并具有极强的表面酸性,在催化还原NO_(x)反应中表现出良好的低温活性,但N_(2)选择性低、抗H_(2)O/SO_(2)性能差,难以实现长期的高效稳定脱硝.近年来,改性提升Mn基催化剂的研究十分广泛,加快了Mn基催化剂工业应用的步伐.本文从低温活性、N_(2)选择性和稳定性三个方面,总结了Mn基催化剂的脱硝反应机理、元素掺杂改性、催化剂结构设计等最新研究进展,指出了当前的研究重点和难点,可为下一步研究提供参考.

摘要：Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶(ASA)因具有孔隙率高、密度低、比表面积高等特性,耐高温和隔热性能较为突出,在航空航天隔热领域具有广阔的发展前景。然而,ASA的力学性能相对较差和高温下对红外辐射吸收和散热能力较弱等问题,限制了其在高温隔热领域的应用;元素掺杂和纤维增强是目前改进ASA隔热性能和力学性能的常用方法。本文从ASA的制备技术、ASA性能的影响因素、元素或物质掺杂ASA的研究及纤维增强ASA复合材料四个方面进行了综述,并对ASA未来发展方向做出了展望。

摘要：对制备出纳米晶组织的Sm_5Co_(19)Hf_(0.4)合金和Sm_5Co_(19)Hf_(0.4)CNTs_(0.4)合金的显微组织、晶体结构和磁性能等进行了系统表征分析。结果表明:Hf元素和碳纳米管(CNTs)的混合添加不引起Sm_5Co_(19)合金Ce_5Co_(19)型结构发生相分解,且使纳米晶组织中的晶粒变得细小,晶粒尺寸均匀分布。能谱分析表明,添加的CNTs进入纳米晶Sm_5Co_(19)Hf_(0.4)CNTs_(0.4)合金的晶界区域,产生晶界钉扎作用,显著提高纳米晶Sm_5Co_(19)合金的矫顽力。晶体结构精修表明,Hf元素进入纳米晶Sm_5Co_(19)合金晶胞结构的Sm空位,导致晶格参数a、b、c均减小,而轴比c/a增加,使Hf掺杂的纳米晶合金的磁晶各向异性增大,具有提高纳米晶合金的矫顽力的作用。本研究结果对设计制备具有高磁晶各向异性、高内禀矫顽力的Sm-Co基合金具有明确指导意义。

摘要：针对U-Zr基金属燃料包壳化学反应(FCCI)和相优化问题,介绍了掺杂元素Sb、Mo、Nb和Ti对金属燃料的影响。结合扩散偶实验、高温加热实验,并利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和热差仪分析(DSC)表征方法,对一系列U-Zr基金属燃料进行了堆外评价。掺杂元素Sb用于抑制金属燃料在高燃耗下的FCCI。研究结果表明,Sb和镧系元素Ce结合生成沉淀,并且其沉淀产物不与包壳反应,证明了Sb可以作为一种潜在的掺杂元素解决高燃耗下的FCCI问题;掺杂元素Mo、Nb和Ti用于相优化,其中Mo、Nb降低了γ相的转变温度,且Mo的效果优于Nb。研究结果可为未来先进金属燃料的设计和优化提供数据支撑。

摘要：Kagome材料为研究电子关联效应、拓扑物态、非常规超导电性和几何阻挫等新奇物理现象提供了良好的平台.最近,Kagome超导体AV_(3)Sb_(5)(A=K,Rb,Cs)在凝聚态物理领域引起了广泛关注和研究,国内外多个课题组通过化学掺杂对其物性进行有效调控,为进一步理解和认识该体系材料提供了巨大帮助.本文综述了AV_(3)Sb_(5),掺杂研究的最新进展,对这一快速发展材料体系的掺杂效应进行了总结,以促进Kagome超导体AV_(3)Sb_(5)的进一步探索和研究.具体地说,回顾了CsV_(3)Sb_(5)中Nb,Ta,Ti和Sn的原子掺杂,以及Cs,O等元素表面掺杂对材料量子效应和电子能带结构的影响,讨论了掺杂对物性调控的物理机制.为进一步理解和研究该材料体系的电荷密度波、时间反演对称性破缺、超导电性等丰富量子效应提供相关基础.

摘要：类金刚石薄膜(Diamond-like carbon,DLC)由于其优异的性能而在诸多领域显示出广阔的应用前景。然而,DLC薄膜中存在的高残余应力,削弱了膜基结合力,导致薄膜开裂或剥落,严重限制了其使用寿命和可靠性,成为DLC薄膜研究领域中亟需解决的关键问题之一,也是基于实际应用的紧迫需求。介绍了DLC薄膜应力产生的来源,并结合国内外研究现状从元素掺杂、过渡层和工艺调控3个方面分别综述了应力调控方面的试验和理论研究进展。结果表明,元素掺杂主要是通过降低薄膜中扭曲的C-C键长和C-C-C键角的百分比含量以及缓和键长、键角的扭曲程度来降低薄膜残余应力;添加过渡层主要通过缓解DLC薄膜与基体间因热膨胀系数不匹配而引起的内应力,从而达到降低DLC薄膜残余应力的目的;不同工艺参数对残余应力的影响较为复杂,且参数的不同组合可能会导致不同的残余应力状态。以上DLC薄膜应力来源、调控方法和机理的研究将为高质量DLC薄膜的设计和制备提供理论依据。

摘要：随着便携式电子产品和电动车领域的高速发展,对高能量密度锂离子电池的性能提出了更高的要求。相比传统的钴酸锂正极材料,富镍层状金属氧化物具有较高能量密度和较低的原料成本,被视为理想的锂离子电池正极材料。然而,其结构缺陷和不稳定的界面化学特性会恶化材料的电化学性质、热力学稳定性和安全性能。本文主要回顾了近年来关于富镍三元正极材料的改性研究进展,旨在为今后富镍三元正极材料的设计提供重要思路,并实现其工业化应用。首先,介绍了富镍正极材料本身存在的固有缺陷和电化学性能衰减机制。其次,讨论了通过调控表界面结构提升富镍材料性能的改性策略,包括包覆电化学惰性物质、设计元素全浓度梯度及核壳结构、构筑核壳异质结构和调控包覆物质厚度等。然后,总结了通过元素的体相掺杂提升富镍正极材料性能的策略,包括碱金属位掺杂、过渡金属位掺杂、氧位掺杂和复合共掺杂。最后,对该领域的未来发展进行了总结和展望,希望能激发更多创新性的见解和策略,以促进富镍三元正极材料的实际应用。