摘要：锆合金的水侧腐蚀是核燃料棒包壳材料设计的关键问题之一.包壳材料的耐腐蚀性能与锆合金氧化膜中t-ZrO_(2)含量和t-m相变密切相关.目前,Zr-Sn-Nb系合金是新型锆合金发展的主流方向.合金元素Sn,Nb在氧化膜中可呈现多种价态,显著影响ZrO_(2)稳定性,然而Sn,Nb对t-ZrO_(2)含量和t-m相变的影响机制尚不明晰.本文基于第一性原理计算了不同价态Sn,Nb掺杂ZrO_(2)的晶体结构性质、形成焓和氧空位形成能,从原子尺度揭示了Sn,Nb对ZrO_(2)稳定性的影响机理.研究表明Sn^(2+),Nb^(3+)引起显著晶格膨胀;Sn^(4+)则造成轻微晶格膨胀,而Nb^(5+)引起晶格收缩,可见高氧化态下Nb比Sn更利于减小氧化膜的内应力.低价合金元素降低ZrO_(2)稳定性,且会增大t,m相形成能差距;高价的Nb^(5+),Sn^(4+)均可提高t-ZrO_(2)相对稳定性从而抑制t-m相变,其中Nb^(5+)效果显著,Sn^(4+)则作用微弱.0—3.5 GPa范围内,t-ZrO_(2)相对稳定性随压力增大而增强.合金元素的低价态比高价态更利于在t-ZrO_(2)中形成氧空位,因而在氧化膜/金属界面附近低氧化态区域,低价元素和压应力是稳定t-ZrO_(2)的主要因素.通过电子结构分析,发现氧空位形成能与合金元素离子和氧空位间的电荷转移幅度(或电子局域化程度)呈正相关.这些结果有助于针对锆合金耐腐蚀性的成分优化和结构设计.

摘要：实验教育是一种被广泛认可的教学方法,通过实践活动来培养学生的问题解决能力和创新思维。而3D打印多元合金材料是当前电催化中备受关注的领域。本文将实验教育与3D打印合金相结合,研究了其对学生的影响和教育效果。本文首先介绍了实验教育的重要性和作用,以及合金材料的特点和应用前景。其次,讨论了3D打印技术在合金制备中的应用潜力。通过让学生参与实验设计和进行实验来提高学生的参与度、学习动机和科学素养。本研究旨在为教育实践提供新思路和方法,培养学生的科学思维和实践能力,为材料科学和工程领域培养更多的创新人才。

摘要：钠离子电池技术因钠资源的储量优势和制造过程中的成本优势引起了广泛关注。以硬碳为代表的碳材料是目前最常用的负极材料,但其较低的理论容量限制了钠离子电池能量密度的提升。锑和铋可通过与钠离子发生可逆的合金化反应实现储钠,具有高理论容量、高稳定性和高电导率,是极具潜力的新型负极材料。但由于不同合金相间的体积差异,锑和铋的钠化/脱钠过程伴随较大的体积膨胀,表现出结构稳定性较差、电极界面膜破坏、电解液持续消耗等问题,限制了产业化应用进程。本文综述了锑基及铋基金属负极材料的储钠机理、改性策略及方法。目前锑基及铋基金属负极材料的改性策略主要有调控结构和构建复合材料两种:通过调控结构策略可以减小颗粒尺寸、调整颗粒形貌,利用纳米效应减小材料应变;通过构建复合材料策略,可以将合金型负极与碳基材料等复合,利用核壳等特殊结构缓冲体积变化。此外,本文以铋锑合金为例对二元合金负极进行了介绍。最后,对复合材料的设计、规模化制造方法的开发、界面特性的研究等未来的研究方向进行了展望。

摘要：采用精确的Muffin-Tin轨道结合相干势近似方法,系统计算研究了0 K下Co和Ni过量对Co_(2+x)Ni1–xGa,Co_(2+x)NiGa_(1-x),Co_(2)-xNi_(1+x)Ga和Co_(2)Ni_(1+x)Ga_(1–x)(0≤x≤0.4)合金晶体结构及原子占位、马氏体相变、磁矩和弹性常数的影响规律及其物理机理.研究结果表明:绝大多数合金奥氏体相均具有XA稳定结构,且过量Co和Ni原子均占据在不足原子位置,仅当Ni取代Ga时其处于反常占位;随x的增加,仅有两组Ga不足合金的L10相对于XA的电子总能逐渐降低,前者四方剪切弹性常数逐渐增加,而后者其则逐渐减小,在能量和力学上Co和Ni取代Ga均促进了马氏体相变的发生,并有望提高马氏体相变温度;各合金XA和L10相总磁矩(μtot)主要源于Co原子的贡献,Ni原子仅贡献较小部分,且两相μtot在四组合金中随x变化关系相同,在同一组分下,它们相差不超过约0.32μB;电子结构计算分析表明,相对于XA相而言,L10-Co_(2)NiGa合金的稳定性主要源于Co和Ni原子在费米能级附近自旋向下的电子态密度分布,即归结于Jahn-Teller效应.上述结果有望为实验上Co_(2)NiGa基三元合金结构与性能的优化设计提供理论参考.

摘要：催化苯乙炔半加氢制备苯乙烯是优化聚苯乙烯生产的重要过程,而高活性、高选择性加氢催化剂的制备对抑制苯乙炔过度加氢、提高苯乙烯收率具有重要意义。本文设计氨硼烷脱氢与苯乙炔选择性加氢串联,以准NH_(2)-Ce-BDC为载体,负载PdCo纳米粒子为催化剂。XRD、XPS、CO-DRIFTS等结果表明,PdCo催化剂中金属和准NH_(2)-Ce-BDC载体之间具有协同效应,同时PdCo合金化调控了Pd电子状态,缺电子态Pd更有利于对反应底物苯乙炔的吸附。更重要的是,串联反应中氨硼烷原位产氢提高了活性氢传质效率,从而促进了催化反应的进行。

摘要：主要介绍了转炉→精炼→真空→连铸→轧前加热→轧制生产矿用链23MnNiMoCr54钢的工艺实践及研究,采用双渣法控制倒渣、脱磷,转炉出钢w(P%)≤0.005%,精炼炉渣碱度在5.80-6.02时Mn合金收得率较高、软吹时间控制25~30min氧化铝类夹杂物最少。在生产前依据JMatPro热力学软件模拟出钢的平衡相组成图和CCT曲线设计出钢温度和退火温度,热轧态组织为贝氏体,通过具有还原性气氛的双蓄式步进2#加热炉退火后为粒状珠光体。连铸坯总体元素偏析指数在0.91~1.07,未发现存在圈状低镍区,质量良好。非金属夹杂物A类、D类和大颗粒DS类夹杂物分别为0.5级,B细0~0.5级,其余均为0级,晶粒度在退火后由热轧态的7.5~8.0级全部转变为8.0级,各项性能指标均满足标准要求。

摘要：Cu-Ni-Si系铜合金有良好的导电、导热和机械性能,被广泛用于电子元器件等领域.设计Cu-Ni-Si系铜合金成分时,析出相成分的确定是关键.本文利用团簇加连接原子模型方法按"析出相"设计Cu-Ni-Si系铜合金的成分.依据团簇选取准则,选定d-Ni2Si,γ-Ni5Si2和β-Ni3Si相团簇式分别为[Ni-Ni8Si5]Ni,[Si-Ni10]Si3和[Si-Ni12]Si3;在基体Cu含量原子分数为93.75%,95%,95.83%,96.7%和97.5%的每一成分点处,分别按析出相δ-Ni2Si,γ-Ni5Si2和β-Ni3Si设计了系列Cu-Ni-Si合金的成分.合金原料在充满氩气的真空电弧炉中熔炼成合金锭,经950°C/1 h固溶水淬和450°C/4 h时效水淬处理.当合金的导电性成为成分设计的主因时,基体Cu含量分别在90%-95.63%和95.63%-97.5%成分区间时,析出相分别按d-Ni2Si和γ-Ni5Si2设计;基体Cu含量大于97.5%,按d-Ni2Si,γ-Ni5Si2或β-Ni3Si中任一相设计均可,导电性基本没有差别.如果合金的强度是成分设计的主因,基体Cu含量分别在90%-93.93%,93.93%-94.34%,94.34%-95.63%和95.63%-96.12%成分区间时,析出相对应于上述成分区间分别按d-Ni2Si,γ-Ni5Si2,β-Ni3Si和γ-Ni5Si2设计;基体Cu含量一旦大于96.12%,析出相按d-Ni2Si,γ-Ni5Si2或β-Ni3Si中任一相设计均可.

摘要：实时监测双金属合金纳米颗粒在合成过程及工作条件下,形貌、组成、结构等的动态演变,有助于理解其合成及催化机理,从而实现高性能双金属合金的合理设计、调控与合成。虽然相较于原位谱学技术,原位透射电镜的能量分辨率和精确度不高,但其可以在热、电等外场作用下实时观测和分析气相或液相环境中样品的微观结构、组成及形貌的动态变化,且空间分辨率可以达到纳米甚至原子量级,是重要的结构分析技术。本文简要归纳原位透射电镜在双金属合金纳米颗粒方面的应用研究,并探讨未来研究的挑战与机遇。

摘要：利用水热法合成钌钴(RuCo)合金电催化剂。通过正交设计法探究了水热时间、水热温度以及前驱体中金属离子摩尔比对RuCo合金电催化剂的电化学活性表面积的影响。研究表明:水热时间为4 h,水热温度为140℃,前驱体中Ru(Ⅲ)、Co(Ⅱ)离子摩尔比为1/1时,制备的RuCo合金电催化剂(7号样品)具有最大的电化学活性表面积。进一步研究了合成的各RuCo合金电催化剂的析氢反应活性、金属组成及相结构,结果表明:RuCo合金电催化剂(2号样品)在1 mol·L^(-1) KOH溶液中析氢反应活性最优,在Ru原子比降低的情况下保持良好的析氢反应活性。X射线荧光光谱分析表明其金属元素组成(原子比)为Ru占41%,Co占59%。X射线衍射法分析测试表明:合成的2号RuCo合金电催化剂为单质Ru、Co_(3)O_(4)以及Co_(2)O_(3)晶粒的复合物。

摘要：质子交换膜燃料电池(PEMFC)常用的催化材料是贵金属铂(Pt)。相较于纯Pt催化剂,金属、非金属及金属氧化物的掺杂都可在保证活性与稳定性的基础上降低成本。按Pt基合金催化剂掺杂元素的种类划分,从合成方法、结构设计与分析、催化活性、稳定性等方面,综述近几年Pt基合金催化剂的研究进展,并对Pt基合金催化剂的高效利用提出建议。