高温高压处理增强化学气相沉积多晶金刚石的光学性能

摘要:增强化学气相沉积(CVD)金刚石的光学性能是学术界和工业界长久以来的 追求。然而,CVD技术的壁垒限制了金刚石的应用领域。文章通过高温高压处理方法成功提高了CVD多晶金刚石的光学性能。使用光学显微镜、紫外-可见光吸收光谱和红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对 CVD多晶金刚石在高温高压处理前后的微观结构进行了表征。结果表明,在 10 GPa下,CVD金刚石的透明度随着处理温度的升高而显著增加,从最初的不透明提升到几乎完全的光学透明。通过光谱和微观结构分析,提出了高温高压条件下 CVD多晶金刚石的改性机理。高温高压处理改善初始CVD多晶金刚石光学性能的同时降低了合成具有纯sp3键合的高透明度金刚石材料的技术难度,具有科学及应用上的双重意义。

基于特征工程和机器学习的高熵合金相结构预测

摘要:通过数据筛选去除不合理及冗余数据,获得788 个高熵合金数据集,总结了13 个预测相结构的特征参数并采用皮尔逊相关系数法去除冗余,采用去除特征法确定特征输入模型的顺序与数量,对比正则化、稳健标准化、极差归一化、标准差标准化4 种特征数据集标准化预处理方法,对比随机森林、支持向量机和最近邻回归3 种算法,通过交叉验证,确定最佳预处理方法和算法,建立机器学习模型,并采用该模型预测高熵合金相结构。结果表明:综合考虑模型精度与效率,选取熔点标准差、价电子浓度标准差、原子半径差、混合熵、合金组成元素熔点平均值、价电子浓度、混合焓、电负性差、平均原子半径作为特征集,并以该顺序输入模型;最佳特征数据集预处理方法为标准差标准化,最佳算法为随机森林算法,构建的模型预测金属间化合物、无定形相、面心立方相、体心立方相的精度分别为95%,89%,88%,90%,预测面心立方+体心立方复合相、体心立方相+金属间化合物混合物的精度在76%左右,精度总体较高,验证了模型的泛化能力。

碳纳米管在高速列车电磁屏蔽领域应用研究展望

摘要:碳纳米管(CNTs)由于具有优异的物理化学性能和良好的改性空间,在高速列车电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。然而碳纳米管不具有铁磁性,对于电磁波的直接吸收能力相对较弱,因此往往需要对碳纳米管进行改性后再使用。 结合高速列车这一特殊应用环境,总结了碳纳米管在电磁屏蔽领域的优势。简述了电磁屏蔽材料阻碍电磁波的机制,并综述了近年来CNTs应用于电磁屏蔽领域的研究进展,包括与铁磁性材料复配、化学镀或沉积金属镀层、与MXene复配、稀土元素改性,并对不同改性方法的作用机制进行了分析。最后对CNTs材料在电磁屏蔽领域未来的发展方向进行了总结和展望,提出获得性能更加优异的碳纳米管屏蔽体的新方法,可以从复合镀层、稀土元素改性、晶体化镀层等角度进行探索。

基于图像处理的高熵合金图像定量分析技术

摘要: 扫描电子显微镜( scanning electron microscope,SEM) 在材料表征领域具有广泛的应用前景,然而所获得的图像通常难以直接提取定量信息。针对一种共晶高熵合金的扫描电镜图像,提出了一种基于机器学习和图像分割技术的自动化、定量化分析方法,该方法能够有效测量共晶高熵合金板条状区域的面积、长度、宽度、周长以及不同组分的占比。实验结果表明,本研究所提出的方法在高熵合金图像上具有良好的鲁棒性和准确性,为研究高熵合金材料的表面结构提供了重要的技术支持。

铂和钯修饰硫化锡吸附甲醛的电子及气敏特性研究

摘要:利用密度泛函理论(DFT)计算研究了甲醛(CH2O)在本征SnS、Pt修饰SnS和Pd修饰SnS单层上的吸附行为,重点研究了吸附前后的几何结构、吸附能、能带结构、态密度、差分电荷密度、恢复时间以及灵敏度。研究结果表明:在本征SnS单层上,CH2O分子与SnS单层之间的吸附能较小,吸附距离较长,导致本征SnS单层对CH2O不敏感。Pt修饰SnS单层吸附CH2O后,产生了新的能级,与SnS单层之间形成了较强的相互作用,这种相互作用提高了SnS单层吸附CH2O的灵敏度,最高可达到75.7%。与Pt类似,Pd修饰SnS吸附CH2O后同样产生了新的能级,且具有更大的吸附能和电荷转移,从而实现高达98.4%的灵敏度,比本征SnS单层高57.4倍。此外,适度的吸附能(-0.621eV)确保了Pd修饰SnS单层在室温下具有良好的可逆性和合适的恢复时间(3.18ms)。因此,SnS单层作为一种绿色环保的材料,展现了其在气体污染检测技术中的巨大潜力。

高精度铂铑热电偶特细丝的批量制造工艺

摘要:铂铑热电偶细丝正向高精度和特细丝径方向发展。国内厂家在应对这种趋势时面临诸多问题。作者论述了高精度铂铑热电偶特细丝的批量制造工艺。指出高精度铂铑热电偶特细丝批量制造工艺的关键在于熔炼工艺和拉伸工艺,并对此进行了分析,提出了相应的解决问题的办法。

多主元高熵材料的独特强韧化机制

摘要: 多主元高熵材料拥有几乎无限的化学成分空间,其组织结构也可通过制备与加工工艺有效调控。因此,通过化学成分与组织结构的耦合设计,可有效协调多主元高熵材料中的各种强韧化机制,实现优异的综合力学性能。除传统单主元材料中的强韧化效应以外,多主元高熵材料还可具备独特的强韧化机制,从而获得更优的强度与塑韧性搭配。总结了多主元高熵材料相比于传统单主元材料的多种独特强韧化机制,包括宏量置换固溶与宏量间隙固溶、亚稳工程与双向相变、共生纳米双析与多层级析出、高应力孪生、高密度层错与迟滞马氏体相变、纳米非晶-多主元高熵晶体复合机制等。阐述了上述机制对应的多主元高熵材料成分与结构设计依据和思路,分析了典型机制在具体材料中的微观作用原理。进一步基于传统单主元材料中的经典强韧化机制与多主元高熵材料的独特性讨论了其它可能的强韧化机制。最后,展望了多主元高熵材料基于广阔成分与结构设计空间同时实现优异力学性能与其它功能特性方面的潜力,以有效发挥多主元高熵材料的独特优势和价值。

氧化铈抛光粉体制备方法研究进展

摘要:氧化铈抛光粉能够形成化学机械拋光( CMP) 作用,可满足精密抛光领域需求,具有抛光速度快、光洁度高、平整度高、抛光后产品使用寿命长的特点。该领域内,国际主要研究方向集中于氧化铈抛光粉的应用优化与拓展、氧化铈颗粒的大小形貌等对抛光性能的影响、添加剂的引入及清洗方式等对表面缺陷等的回复作用、抛光粉粒径控制工艺等,而我国则在抛光粉粒径把控、优化生产工艺、缩短生产周期以及提高设备利用率等方面仍存在不足。氧化铈抛光粉的制备方法主要有固相法、液相法和气相法。固相法包括固相烧结法和固相机械法,通常能耗较高、反应时间较长; 液相法包括水热法、溶胶-凝胶法、沉淀法、微波法和微乳液法等,这些方法在较低的温度下进行,能获得粒度更均匀的抛光粉,然而部分液相法工艺复杂,溶剂及副产物的处理亦需优化; 气相法主要包括喷雾干燥法和喷雾热解法,其通过将溶液或悬浮液雾化成细小的液滴,然后在高温下迅速蒸发溶剂形成固体颗粒,能够生产出具有特定形态和大小的抛光粉。随着全球对环境保护意识的增强,开发低能耗、绿色合成方法已成为大势所趋,气相法和其他环境友好型合成方法将受到更多关注; 未来的研究将更加注重氧化铈粉末的粒度和形貌控制,以满足不同领域的抛光需求。

超细硬质合金原材料性能对比研究

摘要:将WC与WC-6Co复合粉末采用XRD、SEM、ICP 及激光粒度仪对粉末的物相、晶粒度、成分及粒度进行对比,结果表明:两种粉末的物相纯净,粒度分布均匀,杂质元素含量各有千秋,WC-6Co 复合粉晶粒度为0.2 μm。然后将制备WC与WC-6Co复合粉末的工艺流程、制备方法进行对比,可以看出:WC-6Co复合粉末的生产工艺流程短、设备简单、组元成分分布均匀。最后将WC与WC-6Co复合粉末制备超细硬质合金的性能进行对比,结果表明:WC-6Co 复合粉末制备的超细硬质合金比WC和Co 粉混合制备超细硬质合金硬度,强度低。

贵金属高温结构材料的强化及应用

摘要:铂族金属具有高熔点、高温抗氧化性、高的抗腐蚀性能及较高的高温强度等一系列性能特点,作为高温抗氧化耐腐蚀结构材料具有重要应用。基于对50 余篇文献的分析,综述了铂族金属高温结构材料的强化机制及应用研究进展,并对未来铂族金属高温结构的研究方向进行了展望。