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金属纳米材料表面配体聚集效应

金属纳米材料表面配体聚集效应

摘要：金属纳米材料表面配体不仅可以稳定金属纳米颗粒，辅助合成特定尺寸和形貌的纳米材料，还可用于调控金属纳米颗粒的表面化学性质。由于现有表征技术的局限性，金属纳米材料表面有机配体的结构和功能一直以来并未被深入研究。得益于分子结构明确金属纳米团簇和其他模型纳米材料体系的发展，配体在金属纳米材料表面的精确配位结构及其对催化过程的促进作用正不断被揭示出来。金属表面有机分子配位不仅可以调控表面金属电子结构，还可以分割表面原子周期性结构。表面有机配体的聚集可以进一步在金属表面构筑3D 空间结构，改变纳米材料亲疏水性，并影响催化底物和反应中间体与表面的相互作用强弱和吸附构型。此外，有机配体与表面金属所组成的界面还可以构筑新的活性位点，改变催化反应路径，从而提升催化反应活性和选择性。金属纳米材料表面有机配体的聚集效应使得异相纳米材料可以同时表现出均相催化和酶催化的优势。
新材料 2024年04月25日
增材制造TiAl合金的研究进展

增材制造TiAl合金的研究进展

摘要：轻质耐热的TiAl 合金是航空航天和民用工业等领域最具潜力的高温结构材料之一。然而，由于其低的延展性和断裂韧性，制造TiAl 零部件具有挑战性。目前，增材制造工艺被认为是制造TiAl 零件具有前途的技术之一。本文在介绍增材制造技术原理和特点的基础上，综述了激光金属沉积(LMD)、选区激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)制备TiAl合金的工艺-组织-性能关系，并对该技术未来的发展趋势进行了展望。
新材料 2024年03月04日
超低膨胀微晶玻璃发展现状及应用

超低膨胀微晶玻璃发展现状及应用

摘要：超低膨胀微晶玻璃是在Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃的基础上经过严格的受控晶化,在母体玻璃中析出以β-石英固溶体为主晶相的微晶玻璃材料。由于具有极低的热膨胀系数,以及优异的热稳定性、化学稳定性和力学性能,超低膨胀微晶玻璃在诸多领域得到了广泛应用。本文综述了超低膨胀微晶玻璃的组成、制备方法、国内外研究历程及发展现状、应用,指出了目前生产超低膨胀微晶玻璃存在的问题和国产超低膨胀微晶玻璃与国际顶尖产品存在的差距,以及国产超低膨胀微晶玻璃今后的发展方向。
新材料 2024年03月04日
轻质高熵合金研究现状

轻质高熵合金研究现状

摘要：高熵合金由于具有独特的合金设计理念和优异的性能而受到广泛关注。早期的高熵合金主要基于过渡族元素、难熔元素或者稀土元素，密度相对较高，从而极大限制了其应用。轻质高熵合金是基于Al、Li、Mg、Ti 等轻质元素开发的一类新型高熵合金，在材料轻量化的趋势下，关于轻质高熵合金的研究逐渐增多。轻质高熵合金作为高熵合金的新分支，具有低密度、低模量、高比强度、高比硬度的独特优势。除此之外，轻质高熵合金还具有高熵合金的高强度、高硬度、优异的耐磨性、良好的耐氧化性、优异的耐腐蚀性、良好的抗高温氧化和抗高温软化性能以及良好的生物相容性等特点。这些性能上的优势使得轻质高熵合金在航空航天以及生物科技领域极具应用潜力。目前，轻质高熵合金的研究主要涉及成分开发、制备、组织结构表征、性能特点等。新成分的开发与设计主要利用经验参数与相图计算以及第一性原理计算相结合的方法。合金的制备以感应熔炼、电弧熔炼和机械合金化等方法为主; 轻质高熵合金的相组成与组织结构通常包括非晶态组织、单相多晶组织、多相复杂组织等; 其性能方面的研究主要涉及力学方面的强度、硬度、高温蠕变等，还包括抗氧化性、耐蚀性以及生物相容性等。本文从轻质高熵合金的成分设计、制备方法、组织特征、性能特点等方面进行了综述，并指出了轻质高熵合金所面临的问题与挑战。
新材料 2024年01月19日
石墨烯调控3D打印功能钛的组织和性能

石墨烯调控3D打印功能钛的组织和性能

摘要：用选区激光熔化(SLM)技术制备多孔石墨烯/钛复合材料，研究了石墨烯(Gr)作为增强相对其微观结构、力学性能以及抗腐蚀性能的影响。结果表明：用SLM制备的多孔钛由较小的等轴晶组成，石墨烯加入使其晶粒尺寸进一步减小，石墨烯没有在Ti 基体中团聚，部分石墨烯与Ti 原位生成的TiC 产生了弥散强化。多孔Gr/Ti 复合材料的压缩曲线由弹性变形阶段、应力平台阶段和致密化阶段组成，其硬度、抗压强度和压缩率分别为503HV、317.38 MPa 和42%；其抗腐蚀性能高于纯钛，腐蚀电位为-0.325 V，腐蚀电流密度为3.28×10-7 A·cm-2。
新材料 2024年01月19日
柔性阻变存储器材料研究进展

柔性阻变存储器材料研究进展

摘要：本文简述了阻变存储器的基本结构、工作原理、发展历程和研究现状，归纳总结了柔性阻变存储器的材料体系，包括介质材料、电极材料和基底材料，以及柔性阻变存储器材料体系的总体趋势和最新研究进展；分析了柔性阻变存储器的性能特点，包括存储性能和力学性能。阐述了发展柔性阻变存储器的重要意义与面临的挑战，提出了该领域现在研究中存在的不足和未来需要进一步研究的方向。得出力学性能稳定的高电导可拉伸电极和存储性能稳定的可拉伸介质是柔性阻变存储器材料今后发展的主要方向。
新材料 2024年01月19日
钙钛矿太阳能电池中吸收层的研究进展

钙钛矿太阳能电池中吸收层的研究进展

摘要：钙钛矿太阳能电池因具有成本低、制备容易和光电性能优异等突出特点受到了广泛关注． 钙钛矿太阳能电池能量转化效率已从2009 年的3．8%提升到2019 年的25．2%． 我们在文中重点总结了钙钛矿电池吸收层的制备工艺，掺杂和晶体组成、结构调控方面取得的重要进展，以及这些突破对电池效率提高的贡献，同时也提出了钙钛矿太阳能电池发展仍需要解决的问题。
新材料 2024年01月19日
热致变色材料智能涂层

热致变色材料智能涂层

摘要：能源与环境现状迫切要求开发出具有节能特性的新一代智能建筑窗户，以有效降低建筑能源消耗。热致变色材料能够根据外界温度变化改变自身光学性质，智能地调节进入室内的太阳辐射能量，且不消耗其他能源，在建筑节能方面具有极大的应用潜力。常见的热致变色材料包括水凝胶、离子液体、钙钛矿、超材料、液晶和VO2等。其中VO2在相变前后透过率在近红外区域明显降低而在可见光范围内保持不变，是热致变色智能窗材料的理想选择之一。本综述概述了热致变色涂层相关材料的工作原理、构筑方法及最新研究进展。首先介绍了常见热致变色材料的结构特性和相变机制。之后以VO2为例，阐明了智能窗涂层表面工程设计和优化方法，讨论了不同构筑手段对光学性能的影响。最后，梳理了目前热致变色智能涂层所存在的不足及面临的困难，并对未来的研究方向进行了展望。
新材料 2024年01月19日
高熵合金涂层的研究进展

高熵合金涂层的研究进展

摘要：高熵合金涂层由于具有优于块体高熵合金和传统金属涂层的综合性能，在航空航天、核反应堆等极端服役环境下表现出了巨大的应用潜力。涂层低维形态产生的尺寸效应与高熵合金独特的多主元特征效应相耦合，使高熵合金涂层具有成分均匀、组织致密、结构稳定、性能优异等特点。概述了近年来高熵合金涂层的主要制备技术，简述了不同制备方法的原理、优势及工艺参数对涂层组织性能的影响。探讨了高熵合金中主要组元元素的作用、相结构的调控准则、多相转变行为等微观组织结构的特征与影响机制。论述了高熵合金涂层的服役性能特点，包括力学性能、抗氧化、耐腐蚀、抗辐照及耐磨损性能，并分析了成分/工艺-组织-性能的关联及相关作用机理。最后，总结了目前研究工作中存在的关键科学难题与挑战，对高熵合金涂层的研究方向与应用前景进行了展望。
新材料 2024年01月19日
稀土掺杂正交发光纳米晶：从基础到前沿应用

稀土掺杂正交发光纳米晶：从基础到前沿应用

摘要：镧系离子掺杂的上转换发光纳米材料具有独特的非线性反斯托克斯发光，在生命科学、光子传输、可编程控制和信息编码解码等领域有着广阔的应用。稀土掺杂的正交发光纳米晶是近年来在发光领域上的一大研究方向，是基于上转换发光机理，在合理的核壳结构设计中实现单一纳米粒子上的正交发光多功能性集成、拓宽光谱的可选择性范围和时空可调性，进而进一步推动其在相关领域应用的发展。本文综述了近10年来在合成稀土掺杂正交发光纳米晶的设计优化方面上所取得的进展，系统地探讨了基于核壳结构构建的稀土离子能量传递实现正交发光的调控过程，总结了其在信息安全防伪和生物成像与治疗前沿领域上的应用，并讨论了当前正交发光所面临的挑战以及未来的展望。
新材料 2024年01月19日