摘要：氧基氯化铁(FeOCl)是一种典型的Fe基层状材料,于20世纪30年代被发现,并于20世纪70年代起作为一种优异的插层主体在超分子插层化学领域进行了大量的研究。FeOCl的层状结构赋予了其远比传统铁(氢)氧化物更加灵活的调变空间,自2013年第一次发现FeOCl具有优异的固体Fenton活性以来,围绕FeOCl及其插层化合物在催化、能源等领域涌现了大量的应用性研究,展现了其巨大的发展潜力。本文首先对FeOCl及其几种典型的插层体系进行了介绍,重点对插层诱导的FeOCl晶体和电子结构变化进行了讨论,然后对FeOCl及其插层化合物在水中污染物高级氧化降解、电极材料以及其他新兴领域的应用研究进展进行了综述。最后,从FeOCl的结构设计和稳定性等方面对其未来的开发应用趋势进行了展望。

摘要：层状材料和超晶格结构为提高热电材料和隔热涂层提供了新的设计思路,并成为最近的研究热点.应用连续波动方程和线性阻尼理论,本文研究了此类材料中的声子输运特性.给出了在整个相空间里的界面调制和声子局域化效应,得出了超晶格材料热导率的上极限和下极限;同时,分析表明界面锐化加强了声子带隙,使得部分模态的声子局域化加强.最后,通过对石墨烯/氮化硼超晶格(G/hBN)和硅/锗超晶格的分子模拟(Si/Ge),验证了该理论模型.该方法适用于所有的层状材料和超晶格结构,对此类新能源材料的设计提供了普适的设计思路.

摘要：以钛粉,硅粉和石墨粉为原料,采用放电等离子烧结技术制备密度为4.14 g/cm3的Ti3SiC2和密度为4.03 g/cm3的0.8 Ti3SiC2+0.2 SiC复合材料,并以此为基础制备Ti/Ti3SiC2/0.8Ti3SiC2+0.2SiC层状材料。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析材料的显微结构与相组成。结果表明:该层状材料的界面结合紧密,没有明显的孔洞、裂纹等缺陷,各层的相组成符合设计要求。经800℃热处理40 h后Ti/Ti3SiC2界面处生成稳定的TiC层,在高温下该层状材料的界面基本稳定。

摘要：对近年来国内外在纳米层状金属材料的强化能力及其尺度与界面效应、塑性形变行为及稳定性等基本规律的研究进展进行了系统的总结,并对纳米层状材料的强化能力与韧化能力进行了深入的探讨.最后,对纳米层状金属材料的强化与韧化能力中的关键科学问题及未来研究进行了展望.

摘要：层状LiMnO2在第一个充电过程即可发生层状向尖晶石结构的转变,使得该正极材料在锂离子电池中无法得到实际应用.Li-Birnessite具有较大的层间距,且层间结晶水作为层间支撑,可以缓解充放电过程中层状向尖晶石的结构转变,从而提高其结构稳定性.然而,先前报道的Li-Birnessite通常具有较低Li含量以及Mn空位、无序乱排等结构缺陷,导致层状到尖晶石的相变无法得到有效抑制.本文通过Mn_(3)O_(4)的电化学氧化,再经水热Li^(+)/Na^(+)离子交换制备了一种具有高Li含量、高度有序的层状结构和较大层间距(~6.6A)的Li_(0.73)MnO_(2)·0.26H_(2)O正极材料.该电极充放电循环100次后,其容量保持率为92.2%,未发现尖晶石相存在.即使经过200次循环后,电极样品中只检测到有少量的尖晶石相存在,表明高Li含量和高度结构有序可以有效延缓水钠锰矿材料中的层状向尖晶石相转变.该工作为锂离子电池用Mn基层状材料的结构设计提供了新思路.

摘要：近年来，中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室材料疲劳与断裂研究部张广平研究员及其研究组设计了两种具有不同尺度组元层和界面结构搭配的铜系层状材料，系统地研究了两种层状金属材料在压头载荷作用下的强化机制、稳定塑性变形能力及其尺度与界面效应，并探究了层状金属材料作为脆性材料表面涂层，提高材料抗韧性的潜在能力。

摘要：自然界生物材料(贝壳、骨头、龟壳等)大都具有人工材料不可比拟的优异力学性能,主要由于该类生物材料由大量基本组成单元通过桥联界面构筑而成。为了揭示界面性能对整体材料力学行为的影响,建立了相应的有限元模型,数值模拟了不同界面性质对材料强韧机制的作用,主要考虑了界面强度、界面刚度及界面最大分离位移等影响因素。结果表明,界面性能对材料力学行为有重要影响,当基本组成单元材料性质一定时,根据界面性能的不同,整体材料破坏分为界面失效、界面和组成单元混合失效以及组成单元失效三种形式,进一步对影响整体材料强度和韧性的主要因素进行了讨论。研究结果对设计力学性能优异的层状复合材料具有重要的指导作用。

摘要：以石墨烯和二硫化钼为代表的二维材料,由于具有良好的电学、热学、光学以及力学性质,近年来成为了科学界一大研究热点.而作为二维材料的分支,二维磁性材料由于具有磁各向异性、单层磁有序等特殊性质,特别是磁性还可借助多种物理场进行调控,使其具有丰富的物理特性和潜在的应用价值,逐渐受到研究者的普遍关注.本文详细总结了二维磁性材料的种类类型、合成方法、基本特性以及表征手段,系统归纳了关于二维磁性材料物性调控方面的研究工作,并对二维磁性材料的未来研究方向和挑战进行简单的展望.

摘要：LiNiO_(2)(LNO)基态的晶体结构和电子结构长期以来存在着实验与理论计算不一致的争议.实验上观测到LNO是空间群为R3m的半导体并且有局部的Jahn-Teller(JT)畸变,但理论计算却表明它是处于亚稳态的金属并且没有任何的JT畸变.本文基于杂化密度泛函理论HSE06,首次模拟了与实验等同浓度(~3%)的Ni/Li反位缺陷对LNO的影响,发现缺陷能够有效调控LNO中的JT效应.在LNO中引入Ni/Li反位缺陷后,其结构发生了局部的JT畸变,并且其带隙值约为0.5 eV,这些计算结果都和实验现象非常吻合.Ni/Li反位通过粒径效应和库伦作用,既能诱发JT畸变,又能阻碍畸变之间的协同作用,避免相变到C2/m,而只产生局部的JT畸变.本文提出了一种新的策略来解释LNO基态晶体结构和电子结构长期以来的争议,对推动富镍层状材料的设计和应用具有重要意义.

摘要：本文利用第一性原理计算并结合玻尔兹曼输运方程,预测了一种热电性能优良的新型Bi_(2)Te_(3)基材料,即单层BiSbTeSe_(2)。通过系统计算单层BiSbTeSe_(2)的电子能带结构和热电输运性质,发现单层BiSbTeSe_(2)在300 K时的塞贝克系数达到最高值(522μV·K^(-1)),在500 K时功率因子与弛豫时间的比值最大为5.78 W·m^(-1)·K^(-2)·s^(-1)。除此之外,单层BiSbTeSe_(2)还具有较低的晶格热导率和较高的迁移率。在最佳p型掺杂下,单层BiSbTeSe_(2)在500 K时的热电优值ZT高达3.95。单层BiSbTeSe_(2)的优良性能表明其在300~500 K的中温热电器件领域具有潜在的应用价值,可以为进一步开发高性能Bi_(2)Te_(3)基热电材料提供设计依据。