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閱讀推薦：材料科學進展
本刊報道金屬材料，無機非金屬材料、有機高分子材料、復合材料以及材料科學的邊緣學科、交叉學科的最新研究成果，特別是國家自然科學基金資助項目的研究成果，刊登國內外具有創新性和較高學術水平的關于材料，特別是高新材料的組成、結構、制備方法和性能的研究簡報、研究論文和評述論文。
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Fe-N4-C 催化劑中額外 N 摻雜位點對 ORR 和 HER 性能的影響：第一性原理研究
摘要：Fe-N4-C催化劑兼具優異的電催化活性與低廉的成本，是理想的氧還原反應（ORR）貴金屬催化劑替代品。為進一步提升Fe-N4-C催化劑的催化活性并探究其催化機理，本文基于密度泛函理論（DFT）計算，研究了Fe-N4-C催化劑額外非金屬元素N摻雜對其ORR和析氫反應（HER）催化性能的影響。計算結果表明，所有的Nx NiS/MoS2@NC異質結構構筑及其本征活性增強的析氧電催化性能 摘要：構筑異質界面來調控活性組分之間的電子結構是加速析氧反應（OER）動力學的有效策略，但異質界面與催化本征活性之間的聯系有待進一步闡明。在此，本工作設計并制備了一種導電碳骨架負載的NiS/MoS2異質結構電催化劑NiS/MoS2@NC。X射線光電子能譜（XPS）與高分辨透射顯微鏡（HRTEM）表明其NiS與MoS2在納米尺度上形成緊密耦... 改性羥基磷灰石納米材料及其涂層的制備與耐蝕抗菌性研究進展 摘要：羥基磷灰石（HA）因具有優異的生物相容性與骨傳導性，被廣泛應用于骨修復與植入材料領域。然而，純HA受限于其固有脆性、生理環境中耐蝕性能不足以及缺乏抗菌活性，難以滿足植入體長期服役的生物學需求。通過納米改性與功能化修飾，可有效提升HA的力學性能、耐腐蝕性能并賦予抗菌功能。本文綜述改性HA納米材料及其涂層的制備技術與耐蝕抗菌性能研究進展。概括了改性HA納米材料的設計策略，包括離子摻雜、有機/無機復合化... IIB-VIA族量子點的制備及在潛在手印顯現中的應用進展 摘要：潛在手印的顯現是法庭科學的重要研究內容。相較于傳統顯現材料，量子點具有發射波長可調、量子產率高、熒光穩定性好及易于表面修飾等優勢，因此在潛在手印顯現領域展現出廣闊的應用前景。本文系統綜述了IIB-VIA族量子點的主要制備方法，包括有機金屬相合成法、水相合成法、水熱法、微波輔助法、溶膠-凝膠法和微乳液法等，并分析了不同制備方法對量子點粒徑、表面狀態及光學性能的影響。在此基礎上，進一步歸納了單一型、核... 納米中空TiO2微球的可控制備研究進展與人工智能輔助展望 摘要：納米中空TiO2微球因其獨特的結構與性能優勢在光催化領域備受關注。本文主要對中空TiO2微球的制備方法進行了綜述，根據其制備過程中是否加入模板劑分為硬模板法、軟模板法和自模板法。通過結合摻雜/負載等方式對材料進行改性優化，模板法能夠有效制得性能優異的納米中空TiO2微球，其中，硬模板法較為可控，自模板法制備流程更為簡單，軟模板法更有... 硫酸鹽干濕循環下堿激發再生混凝土的損傷演化機制與壽命預測 摘要：為研究硫酸鹽干濕循環作用下堿激發再生粗骨料混凝土（Alkali-activated recycled coarse aggregate concrete，ARC）的耐久性能，開展了不同再生粗骨料取代率（0%、10%、20%、30%、40%、50%）ARC的硫酸鹽干濕循環試驗，分析其質量變化、抗壓強度及孔結構演化規律，并結合XRD和FT-IR揭示其微觀劣化機制，同時利用灰色系統理論GM(1，1)對材... 不同氧含量焊絲對ZTC4鈦合金組織及性能影響 摘要：本文采用氧含量分別為0.05%、0.10%、0.15%的三種焊絲，對ZTC4鈦合金母材（氧含量0.13%）進行鎢極氬弧焊，研究了焊接接頭的氧含量分布、宏觀及微觀組織演變以及顯微硬度變化。結果表明，焊接接頭氧含量隨焊絲氧含量升高依次增加至0.06%、0.11%、0.16%，焊縫區氧含量主要由焊絲控制。低氧含量（0.06%）條件下，焊縫晶粒細小均勻，α相連續且方向性強；高氧含量（0.16%）時，焊縫晶... 石墨烯氣凝膠增強氧化鋯多孔陶瓷導熱機制 摘要：利用放電等離子燒結（SPS）技術，在空心氧化鋯微球表面原位生長石墨烯，并自組裝形成氣凝膠，從而制備出石墨烯氣凝膠增強的氧化鋯復合多孔陶瓷（GZPCs）。在該復合陶瓷中，石墨烯氣凝膠作為連續相，成功包裹于空心氧化鋯微球表面，并相互聯結形成三維連續網絡。系統考察了燒結溫度（873～1223 K）與燒結時間（10～40 min）對GZPCs微觀結構（包括石墨烯三維網絡演化與多級孔隙構造）及其熱導率的調控... 混凝土結構硅烷基疏水涂層的失效機制與預防策略：批判性評述(英文) 摘要：全球混凝土基礎設施面臨著嚴峻的耐久性挑戰，因環境侵蝕導致的結構失效已成為重大工程難題。本文系統評述了硅烷基疏水處理技術，作為一種針對既有混凝土結構濕氣誘發劣化的預防性策略。通過在混凝土孔隙網絡中形成共價鍵合的疏水膜，硅烷浸漬能有效抑制氯離子滲透與鋼筋腐蝕——這是鋼筋混凝土兩大主要失效機制。分析聚焦于硅烷分子結構、成膜動力學與防護性能之間的關系，并特別強調了在老化基礎設施中的失效預防。先進表征技術揭... 鈦Ⅱ型無水石膏的制備及其復合膠凝材料性能研究 摘要：鈦石膏是鈦白粉生產中產生的一種工業副產石膏，其顆粒比表面積大，制備成半水石膏時需水量大，力學性能較差，導致其一直無法得到大規模應用。因此，需開發高效的鈦石膏資源化利用技術。基于此，本研究將圍繞“石膏-礦渣-水泥”三元體系，制備鈦Ⅱ型無水石膏基復合膠凝材料，探討了不同煅燒條件、配比對材料性能的影響。首先，通過改變煅燒條件，分析其物相組成，探究適宜的鈦石膏煅燒制度。結果表明，在450 ℃煅燒1 h即可... 高寒地區復雜地質條件下TRD施工地層擾動機理研究 摘要：凍土材料相較于一般土質，通常具有更高的強度，在高寒地區凍土地質條件下，進行TRD施工時常采用旋挖鉆引孔預松動作為輔助技術。然而，受限于凍土地區地層響應機理尚不明確，施工過程易出現地層擾動過大、成墻質量不佳、卡鉆及埋鉆等施工難題。為解決上述由地層響應機理不明引發的問題，本文建立了三維數值模型，以引孔間距為變量，揭示了施工過程中地層擾動機理，結果表明：引孔間距2m時，測點地層0～30m深度整體向下沉降... 四元金屬間化合物Th2MoX2C（X = Si， Ge）中Si/Ge取代對電子關聯的調控 摘要：四元2121型化合物中低維過渡金屬鏈結構為調控電子關聯和探索新奇物理效應提供了理想平臺。本文報道了通過電弧熔煉法合成的兩種釷基四元金屬間化合物Th2MoSi2C和Th2MoGe2C及其物理性質。兩種化合物均結晶于四方P4/mbm結構，其顯著特征為沿c軸排列的線性Mo-C-Mo鏈。物理表征表明，兩者均為泡利順磁金... 高性能石墨烯/銅復合材料研究進展 摘要：隨著電力系統和電子器件對高性能材料需求的增長，傳統銅材料面臨電學、力學協同提升的瓶頸。石墨烯/銅復合材料通過結構創新及界面傳輸調控為該問題提供了新途徑。本文系統綜述了該領域進展，闡釋了石墨烯與銅復合的物理基礎及界面關鍵科學問題，重點對比了層狀/嵌入式復合、三維網絡互穿及原位合成/形變三種結構設計策略，分析了不同結構的電、熱、力學性能與增強機理，并探討了其在芯片互連、功率器件散熱及特種導體等領域的應... 基于p-PtO2/n-SnO2異質結構納米纖維的低濃度丙酮氣體傳感器研究 摘要：丙酮是一種典型的揮發性有機化合物，在工業安全、環境監測和呼出氣體分析等領域具有檢測需求。為實現低濃度丙酮的高靈敏檢測，本文采用靜電紡絲結合煅燒工藝制備了p-PtO2/n-SnO2異質結構納米纖維氣敏材料，并構建了電阻式丙酮氣體傳感器。通過XRD、XPS、SEM、TEM、HRTEM和EDS對材料的晶體結構、表面化學狀態、微觀形貌及元素分布進行表征。結果表明... 硫化中空花球狀CoAl LDH活化過碳酸鈉高效降解鹽酸四環素的研究 摘要：針對鹽酸四環素（TCH）難降解的問題，采用水熱結合原位硫化策略構建了富含缺陷的硫化中空花球狀CoAl層狀雙氫氧化物（S-CoAlLDH），并將其用于活化過碳酸鈉（SPC）高效降解水體中的TCH。通過物相組成、微觀形貌及表面局域配位環境分析證實，原位硫化誘導了催化劑界面的局部硫酸鹽重構，構建了以CoSO4·H2O 為主相的異質結構。催化性能測試表明，在弱酸... 混雜纖維低碳海洋骨料混凝土配合比設計及本構關系研究 摘要：針對海洋工程中建筑材料運輸成本高，消耗量大及沿海地區工業固體廢棄物消納不足等問題，本研究基于海水海砂、珊瑚骨料、混雜纖維（聚丙烯纖維PP及玄武巖纖維BF）及低碳材料（礦渣、粉煤灰）制備了一種新型混雜纖維低碳海洋骨料混凝土（HFLMC，Hybrid fiber low-carbon marine aggregate concrete）。通過宏觀與微觀試驗相結合，分析了膠凝材料用量（CM）、水灰比（W... 二硫化鉬改性在鈉離子電池中的應用 摘要：本文系統梳理了二硫化鉬(MoS2)改性策略在鈉離子電池負極材料中的研究進展，重點圍繞層間距調控、異質結構筑、碳復合修飾等典型改性手段展開論述，分析了各類改性方法對MoS2微觀結構、儲鈉動力學及循環穩定性的優化機制。在此基礎上，歸納總結了改性MoS2在鈉離子電池及鈉基混合電容器中的應用現狀與性能提升效果，同時，結合現有研究成果，進一步... 鈉離子電池硬碳負極微觀結構工程挑戰與儲鈉性能提升策略 摘要：硬碳作為鈉離子電池最具商業化潛力的負極材料，因低成本、高儲鈉容量及獨特的低電位平臺區而備受關注。然而，其復雜的無序非晶結構導致儲鈉機制存在爭議，首次庫侖效率（ICE）偏低、倍率性能受限及近0 V平臺引發的極化析鈉安全隱患，仍是制約規模化應用的核心瓶頸。本文系統回顧了硬碳儲鈉機制從單一模型向"吸附-嵌入-孔隙填充"多級綜合機制的演進，深入探討了微觀結構與電化學性能的內在聯系。重點評述了生物質、聚合物... 鎂合金表面激光熔覆涂層研究現狀 摘要：激光熔覆利用高能量密度的激光束作為熱源，將被加工基體材料與熔覆材料熔化，并在基材上形成具有冶金結合、低稀釋率、高性能的涂層，是一種新興的表面工程技術。鎂合金作為一種輕質高強度的金屬材料，具有密度低、比強度高、減震性好等優異性能，但是其化學性質活潑、耐磨耐蝕性差等缺點限制了其在工業領域的廣泛應用。通過激光熔覆對鎂合金表面改性可以有效突破鎂合金的應用瓶頸，受到諸多國內外學者的密切關注。本文圍繞鎂合金表... 基于合成氨的N2氧化還原催化材料的研究 摘要：氮素固定與活化是化學研究的核心難題，傳統工業合成氨與硝酸面臨高能耗與高污染的挑戰。電化學技術為實現綠色氮循環提供了關鍵途徑，主要涵蓋電化學氮氣氧化反應(ENOR)合成硝酸及氮氣還原反應(NRR)制備氨氣。在機理層面，氮氣分子因具有極高鍵能與低溶解度而難以活化；反應過程遵循復雜路徑，如ENOR中經由*NO等關鍵中間體的轉化。研究現狀表明，貴金屬(如Pd、Ru)及過渡金屬氧化物催化劑通過應變工程或缺陷... 相關科技期刊推薦 核心期刊推薦
