摘要：电介质材料是决定电介质电容器储能特性的关键材料。聚合物基复合电介质因综合了聚合物基体和改性填料的独特优势已成为目前极具发展潜力的储能电介质材料。然而,当前高度集成化和小型化的能源动力系统对电介质电容器的储能性能提出了更高的要求,而改善性能的根本在于进一步提升聚合物基复合电介质的储能密度。本工作比较了不同种类聚合物基电介质复合材料的性能特征,总结了其结构特点和设计思路,从多尺度结构和界面工程调控等方面回顾了提升复合电介质储能性能的方法,包括调控填料的微观结构、构建宏观层状结构、纳米涂覆聚合物表面、聚合物分子结构设计等策略。最后,总结了当前聚合物基复合电介质材料面临的挑战和未来的发展趋势。

摘要：通过表面防护涂层技术制备综合力学性能与摩擦性能优异的涂层材料,对降低构件因碰撞摩擦磨损所引起的损伤失效问题十分重要。相较于单层膜结构防护涂层,金属纳米多层膜涂层材料由于其微观组织结构的独特性与可控性,表现出优异的服役特性,且其综合性能可通过结合新组元或界面调控得到进一步提高,因此该类材料受到了广泛关注。新颖的成分设计理念使得高熵合金具有独特的四大效应,即高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和性能鸡尾酒效应,进而呈现出良好的综合性能。因此,在传统的双金属纳米多层膜结构材料中引入高熵合金组元,形成金属/高熵合金纳米多层膜,有望突破传统金属纳米多层膜的性能局限,极大地提高多层膜结构材料的力学性能。从功能基元序构的视角,围绕近几年金属/高熵合金纳米多层膜的相关研究,首先介绍了其制备方法和工艺原理,针对功能基元微观结构特征,从晶粒形貌、界面结构、组元成分等方面进行了阐释,在此基础上论述了其力学行为以及相应的内在机制,并提出了调控金属/高熵合金纳米多层膜力学性能的优化策略,最后对金属/高熵合金纳米多层膜的未来研究方向和面临的挑战进行展望。

摘要：对纯钛氩弧焊焊接接头在550℃下氧化不同时间(2,4,6,8h)以及在不同温度(650,750,850,950℃)下氧化4h的氧化动力学、氧化形态和氧化产物进行了研究。结果表明,在550℃下,氧化时间对焊接接头氧化行为的影响有限,而氧化温度对纯钛焊接接头的氧化行为有显著影响,且温度越高,氧化越严重。在低温下,纯钛焊接接头的氧化动力学接近准线性定律,随着温度升高,氧化速率呈指数增长。此外,焊接接头表面产生的氧化产物是具有锐钛矿和金红石结构的TiO_(2),温度对TiO_(2)的类型没有明显影响。纯钛焊接接头的氧化过程可描述为:氧气在表面被吸收;氧化物优先在缺陷区形核;氧化物横向生长、增厚。在较高温度下,氧化膜中出现裂纹或空隙,成为O原子传输通道,导致O和Ti原子的高扩散速率和氧化速率。

摘要：作为有机生物电子学领域的重要功能器件,有机电化学晶体管因其高跨导、低工作电压和良好的生物相容性等优势,在神经形态计算、生物传感、逻辑电路等领域中展现出潜在的应用前景.近年来,得益于有机混合离子-电子导体材料的设计和开发,有机电化学晶体管的器件性能取得了快速提升,并成功推动了器件的多元化应用.本文结合有机电化学晶体管的工作原理和器件评价参数,梳理了有机混合离子-电子导体材料在侧链工程和骨架工程等方面的设计策略和发展现状,重点介绍了p/n型分子设计、器件性能和应用的研究进展,最后总结了高效稳定可商业化有机混合离子-电子材料开发和应用的挑战与机遇.

摘要：研究Zr_(55)Cu_(30)Ni_(5)Al_(10)(摩尔分数,%)金属玻璃在深冷循环处理过程中的回春行为。实验发现,随着循环次数的增加,样品的回春程度更高,表现为更高的弛豫焓与更低的密度。回春程度经200次循环后逐渐饱和,这可能与非晶结构中有限的自由体积含量有关。同时,高循环次数下的样品硬度更低,塑性更好,这与其剪切转变区体积增大有关。此时,更低的剪切面形成能有利于多重剪切带的形成。此外,还发现自由体积含量与样品塑性应变及剪切转变区体积呈线性关系。分子动力学模拟结果还表明,在高冷速下回春程度高的样品会发生原子体积的饱和。

摘要：纳米金属多层膜由于其微观结构的可调控性和优异的力学性能受到广泛关注,而建立微观结构与力学性能的内在联系则是设计制备高性能纳米金属多层膜的基础。结合当前国内外关于纳米金属多层膜微观结构和力学性能的最新研究进展,总结了晶体/晶体和晶体/非晶纳米金属多层膜的微观结构特征及其对力学性能的影响,基于位错强化模型,阐述了微观特征尺寸与力学性能之间的关系。现有研究结果表明,由于组元材料本征特性的差异以及强烈的尺寸与异质约束效应,不同组元材料构成的纳米金属多层膜具有不同的晶粒形貌和界面类型与结构,这对其强度/硬度、拉伸延性和变形行为具有显著影响。金属多层膜的力学性能表现出明显的尺寸效应和组元依赖性,而晶体/晶体纳米金属多层膜体系呈现出与晶体/非晶体系截然不同的塑性变形力学和组织结构稳定性。最后,探讨了目前纳米金属多层膜相关研究存在的不足之处及其未来研究的主要方向。

摘要：真空硅热法是我国金属镁的主要生产工艺,每生产1 t镁在煅烧环节会直接排放近5 t CO_(2),在还原环节会产生近6 t的二级固废粉化镁渣,但目前仍没有经济环保的技术来处理上述废弃物。本工作提出可借助生产系统本身的高温工况,使煅烧环节中的酸性CO_(2)废气与还原环节中的碱性热态镁渣直接反应,同时取得降低镁渣pH值、固碳、回收反应热等效果。结果表明:本工作首先通过热力学计算证实了上述思路的可行性;然后通过设计和搭建试验装置,发现在热态镁渣中通入流动的二氧化碳的确可以同时达到固碳和降低镁渣pH值的效果,且探测到反应过程中释放出显著的热量。以850℃的反应为例,镁渣的碳化程度可达14%,pH值从11.76下降至10.57,且近40%的镁渣没有发生粉化。

摘要：在硅热法炼镁工艺中,还原罐和结晶器的工作原理导致罐口附近一定存在大梯度降温区,但关于还原罐罐口附近温度场对料镁比(料球和所产镁的质量比)影响的研究鲜见报道。本文设计并搭建了能定位测温的近生产条件的实验装置,测量发现罐口附近的低温区导致料球反应率降低,料镁比提高。为了提升罐口附近温度,本文设计了一个阻止热量散失的装置。结果表明:使用阻热装置后,罐口附近温度显著提升,并使料镁比从6.3降至5.95;同时该装置还可使粗镁纯度从不足国标Mg9980升至Mg9995A,兼具通过梯度冷凝去除杂质的功效。

摘要：高熵合金以其多主组元、高构型熵的设计理念以及优异的性能(例如高强高韧、耐高温和耐辐照等)具有广阔的应用前景,成为近十多年来合金领域内的热点高性能结构材料。从首次发现至今,大多数研究基于经典的理想固溶体假设,然而最新的实验与计算结果显示高熵合金具有局域化学有序,并且会对力学性能产生一定的影响,相关研究在领域内引起了广泛的关注,成为新的研究热点。本文主要综述了高熵合金中局域化学有序的理论描述、实验表征及其对力学性能的影响,并简单展望了在原子尺度上数值化表征并调控局域化学有序,从而实现高熵合金性能优化的可能性和潜在优势。

摘要：为了设计页岩气开采所用可溶性镁合金,采用真空感应熔炼-氩气保护法制备了不同成分的Mg-Al-Li-Cu合金,并在350℃下以挤压比16:1进行挤压。采用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜等研究了Cu含量对合金组织以及力学与腐蚀性能的影响。结果表明:Mg-8Al-3Li-xCu合金主要由α-Mg、Mg_(17)Al_(2)、MgAlCu相组成,且随Cu含量的增加,MgAlCu相量增加,(α-Mg+Mg_(17)Al_(2))共晶量减少。(α-Mg+Mg_(17)Al_(2))共晶、MgAlCu相都具有一定强化和促进腐蚀的作用,MgAlCu相的作用相对更加明显。Cu含量为2wt%左右时合金腐蚀速率最快,抗拉强度(326MPa)最高,伸长率大于10%,即综合性能最佳。