摘要:不同表面粗糙度的基板显著影响其溅射膜层的微观形貌、电阻以及残余应力，同时其本身的制备成本也相差甚远。选择表面粗糙度适合的基板，能够在保证产品性能良好、可靠性高的同时，兼顾生产成本的有效调控。基于实际生产考量，通过磁控溅射工艺制备两种Ti、TaN功能薄膜，系统性评估了表面粗糙度大范围梯度（R_a=20—1000 nm）变化的氧化铝基板对溅射膜层的影响，包括镀膜前后表面粗糙度、室温电阻率以及电阻温度系数（TCR）。结果表明：当基板表面粗糙度R_a<350 nm，镀膜后R_a无显著变化；当R_a>350 nm，随着基板R_a增加其镀膜后R_a显著降低；不同于R_a，镀膜后功能薄膜层R_z明显低于基板值；Ti、TaN薄膜电阻率，随基板R_a的增加而增大；TaN功能薄膜TCR随基板R_a值的增加先增大后减小，负偏明显并保持在-500×10^-6—-550×10^-6 ℃^-1 区间。

摘要:聚阴离子型磷酸钒钠正极具有原料储量丰富、成本低和对环境友好的特点，具有十分稳定的钠离子超导体结构，其NASICON结构骨架形成了稳定的容钠位，并且开放的三维离子迁移通道有利于改善钠离子的扩散，是钠离子电池理想的正极材料。然而磷酸钒钠较低的电子导电性以及循环过程中结构的变化会导致较大的电极极化和晶体结构的变形，对磷酸钒钠的循环性能不利。为了改善磷酸钒钠的电子导电性以及缓解其在循环过程中的体积/结构变化，通过结合溶胶-凝胶以及原位聚多巴胺包裹的方法，引入柠檬酸和聚多巴胺，原位转化为多孔碳和氮掺杂碳，形成基于双碳包裹的磷酸钒钠。研究结果表明，双碳包裹结构能够提供高电子导电性以及足够的缓冲介质，该双碳包裹的磷酸钒钠表现出良好的电化学性能，在0.1 A?g^-1的电流密度下可逆比容量可达到99.7 mAh?g^-1，在10.0 A?g^-1电流密度下循环2000周后可逆比容量依旧高达76.1 mAh?g^-1。因此，双碳包裹对于提升磷酸钒钠电极性能的有益作用，为改善聚阴离子型正极材料的电化学性能提供借鉴。

摘要:面对能源日益短缺和水环境污染问题，开发高性能催化剂用于光催化析氢和污染物降解具有重要意义。采用热聚合法制备复合催化剂V₂O₅/g-C₃N₄，测试结果表明该复合催化剂具备稳定的三维多孔结构，比表面积大，表面活性位点多。V₂O₅负载可以增强g-C₃N₄的光吸收能力，促进光生电荷的分离转移，进而提高其光催化活性。在可见光照射下V₂O₅/g-C₃N₄具有优异的产氢活性和较高的光催化降解RhB性能，其析氢活性为1.38 mmol?g^-1?h^-1，降解RhB性能为96.85%。通过活性粒子捕获实验探究了催化过程中RhB的降解机制，结果表明在RhB的光催化降解过程中超氧自由基起着至关重要的作用。该研究对制备高活性的可见光响应催化剂具有指导意义。

摘要:随着可穿戴电子产品需求的不断增长，开发高储能性能且机械稳定性优异的柔性电荷存储设备非常必要。采用简易电沉积法，在柔性的单簇碳纤维（CF）上制备了全纤维基聚苯胺(PANI)和WO₃正负极，并匹配成全纤维基柔性非对称超级电容器(ASCs)。结果表明：当扫描速率为10 mV?s^-1时，沉积时间为20 min的纳米蠕虫状CF@PANI正极的长度比电容为15.17 mF?cm^-1，而沉积时间为5 min的CF@WO₃纳米绒毛负极的长度比电容为37.06 mF?cm^-1；将二者匹配制成准固态ASCs，该电容器显示出优异的电化学性能及机械稳定性，其长度比电容高达3.89 mF?cm^-1，并且具有优异的倍率性能；此外，这种纤维状的储能器件具有优异的力学稳定性，以任何角度进行弯曲或缠绕，其仍能保持电容性能稳定。由于该纤维状器件是基于碳布纤维，所以很容易将其缝制于衣物中作为可穿戴的储能纺织品。综上，这种新型的全纤维基ASCs在未来可穿戴电子设备的应用中具有巨大潜力。

摘要:随着柔性可穿戴电子器件的迅速发展，柔性储能电极材料引起众多学者们的广泛关注。金属有机框架结构（MOFs）衍生物具有优异的储能性能，但其本征无柔性的物理特性亟需解决。采用静电纺丝技术将ZIF-8结构单元嵌入纤维结构中，获得高电容性能柔性多孔炭纤维。同时，探究了ZIF-8的嵌入量（CF-ZIF-8-1.2）对柔性多孔炭纤维结构及电容性能的影响。实验结果表明：柔性多孔炭纤维CF-ZIF-8-1.2的比电容可以达到425.5 F?g^-1（电流密度为1 A?g^-1），并呈现出较小的电荷转移电阻（R_s=0.06 Ω）和接触电阻（R_ct=2.31 Ω），这主要归因于CF-ZIF-8-1.2具有较大的比表面积（212.83 m²?g^-1）、相对丰富的孔隙结构和丰富的N和O原子共掺杂。随后，进一步将其组装成对称柔性超级电容器（CF-ZIF-8-1.2//CF-ZIF-8-1.2），其能量密度高达7.6 Wh?kg^-1（功率密度为250 W?kg^-1），在不同弯曲角度和扭曲下呈现出优异的电容保持率（97%以上），说明柔性多孔炭纤维电极材料具有优异的柔性和稳定性。因此，CF-ZIF-8-1.2柔性多孔炭纤维材料具有潜在应用前景。

摘要:作为一种新型的电化学储能器件，超级电容器具有高功率密度，长循环寿命等优点。然而，超级电容器普遍具有能量密度低的缺陷，限制了其在高能量密度领域的应用。寻找具有高比电容的赝电容电极材料是目前研究重点。此外，在常规电解液中添加氧化还原添加剂，亦被认为是一种有效提升超级电容器电化学性能的手段。采用共沉淀法制备了作为超级电容器电极材料的多孔钴镍基过渡金属硒化物（NCSe）立方体，同时在碱性电解液中添加了具有氧化还原活性的K₃Fe(CN)₆的添加剂。研究结果表明，在电解液中加入K₃Fe(CN)₆，可使超级电容器的电化学特性得到提升。在2 A?g^-1电流密度下，在1 mol?L^-1的KOH电解液中，NCSe比电容仅仅为48.1 F?g^-1；而当电解液中添加0.02 mol?L^-1的K₃Fe(CN)₆后，在同样的电流密度下，NCSe比电容高达1 070.1 F?g^-1。因此，在碱性电解液中加入一定量的具有氧化还原作用的K₃Fe(CN)₆添加剂，可以有效提升超级电容器的电化学性能。

摘要:钠金属电池与锂离子电池工作原理相似，具有高比容量（1166 mAh?g^-1）和低氧化还原电位（-2.71 V vs. SHE），同时钠元素储量丰富且价格远低于锂，所以有望替代锂离子电池成为最有前景的下一代储能电池。然而，钠金属电池中的钠负极枝晶生长失控及不稳定的固体电解液界面（SEI）层，限制其发展。从电解液工程优化角度出发，综述了近年来有关钠金属电池电解液优化策略对钠负极保护的研究进展，重点阐述了碳酸酯类电解液及醚类电解液的优化策略。同时，从基础研究和实际应用的角度出发，对钠金属电池电解液工程的发展进程和前景进行了总结及展望。

摘要:为了解决碳点(CDs)在固态或聚集状态下荧光猝灭问题，提出了一种基于无机物复合的碳点固态荧光策略。以柠檬酸和乙醇胺为原料合成的青光碳点溶液（C-CDs）及水稳定性良好的氟铋钾（K_0.3Bi_0.7F_2.4）为基质，在室温下通过共沉淀法复合制备C-CDs@K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米复合材料。通过XRD、TEM、FT-IR和XPS等表征手段，证明了C-CDs附着在K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米粒子上。此外，还研究了C-CDs@K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米复合材料热稳定性能。结果表明，C-CDs@K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米复合材料不仅能够在波长450 nm激发下发射出555 nm黄色荧光，而且在125 ℃下还能保持初始强度的55%，说明共价键复合的C-CDs@K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米复合材料具有较好的热稳定性。该研究不仅为CDs基荧光粉的制备提供了一种新方法，也展现了CDs在照明领域中的应用前景。

摘要:为了提高铁基非晶纳米晶带材磁芯的高频软磁性能和抗应力能力，采用单辊甩带工艺制备1K107系列J6铁基非晶合金带材，研究其在氮气和磁场相结合的热处理工艺对不同厚度带材磁芯的软磁性能和抗应力能力的影响。结果表明：经温度560 ℃氮气热处理后，厚度为20和26 μm的纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率分别为9.9和10 k、损耗（B_m=0.1 T）分别为9.41和9.79 W?kg^-1；经460 ℃磁场热处理优化后，厚度为20 μm的纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率为17 k、损耗为6.08 W?kg^-1；经440 ℃磁场热处理后，厚度为26 μm的纳米晶带材磁芯在100 kHz时的有效磁导率为13.5 k、损耗为7.30 W?kg^-1；当外应力作用时，经温度为460 ℃磁场热处理的20 μm厚的纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率由16.2 k降低到9 k，而经温度为440 ℃磁场热处理的26 μm厚的纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率由13.6 k降低到6.4 k，当外应力去除后两种纳米晶磁芯的有效磁导率都基本恢复，厚20 μm纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率恢复到15.9 k，厚26 μm纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率恢复到13.4 k。

摘要:为分析Er³⁺/Tm³⁺共掺碲酸盐玻璃的发光性能，得到1.8 μm处的高强度发光。采用熔融退火法，制备了Tm₂O₃掺杂浓度（摩尔百分数）为0.25%、0.5%、1%、1.5%和2%的75TeO₂-20ZnO-5La₂O₃-0.5Er₂O₃碲酸盐玻璃。对碲酸盐玻璃进行吸收光谱的测定，同时研究其在1.8 μm波段的光谱特性。吸收光谱测试结果表明：碲酸盐玻璃在800 nm附近的吸收峰为Er³⁺的⁴I_15/2→⁴I_9/2跃迁和Tm³⁺的³H₆→³H₄跃迁的叠加，说明两种稀土离子都得到了很好的溶解混合；发射光谱在1200—2200 nm范围内，在1.53和1.8 μm处出现了发射峰，且1.53 μm处的发光远弱于1.8 μm处的；1.8 μm处的发射峰是Tm³⁺离子在³F₄→³H₆跃迁产生的，由峰值波长分别为1740和1857 nm的分解谱线组成，此时该玻璃发生了荧光俘获效应，随着Tm₂O₃掺杂浓度的增加，1740 nm处分解谱线的相对强度逐渐降低，而1857 nm处分解谱线相对强度逐渐增大。该玻璃同时具有较大的受激吸收截面以及发射截面，有望成为一种新型的2 μm波段的激光玻璃材料。

摘要:二维材料因其独特的物理性质在光催化领域备受关注，通过构建异质结是提高二维材料光催化性能的有效策略。基于密度泛函理论，采用第一性原理方法系统研究了g-C₆N₆/GaTe范德华异质结的光催化性质。计算结果表明：g-C₆N₆/GaTe的晶格失配率为0.6%，形成能为-486 eV，异质结构稳定；异质结是带隙值为1.45 eV的间接带隙材料，形成稳定的能带交错排列，价带和导带的能带偏置分别为0.56和1.54 eV，同时在界面处生成由g-C₆N₆指向GaTe的内置电场，构成典型的Ⅱ型异质结构。在内置电场和带偏作用下，有利于光生电子-空穴对的有效分离，提高异质结的光催化性能。异质结在可见光范围内的光吸收系数高达约7×10⁴ cm^-1，制氢转换效率为16.48%，有利于光解水反应。最后，尝试对异质结施加载荷，在拉伸应力作用下异质结有明显的红移显现。g-C₆N₆/GaTe异质结是一种具有应用前景的光催化剂，该研究结果为g-C₆N₆/GaTe异质结的设计和制备提供了理论基础。

摘要:为研究BFRP筋在复杂海洋环境下的力学性能演变规律，以玄武岩纤维（basalt fiber-reinforced polymers, BFRP）筋试件为研究对象，研究其在蒸馏水、海水侵蚀和碱性溶液环境中浸泡后BFRP筋的拉伸力学性能和吸水能力，表征BFRP筋在海水与碱海水环境下的纵断面微观结构。结果表明：BFRP筋在海水中浸泡半年后，试件强度提高了19%、拉伸强度降低了5.8%；采用地质聚合物砂浆包裹之后，BFRP筋在模拟海水环境下拉伸强度的衰退程度得到改善；在海水环境中，腐蚀性介质先造成微观结构中纤维和树脂脱落，后侵蚀纤维丝表面，导致BFRP筋拉伸强度降低。通过最大抗拉强度、伸长率的测定，以及微观组织形貌时变规律的研究，建立BFRP筋的抗拉强度退化模型，为BFRP筋混凝土结构实现工程应用奠定理论基础。

摘要:塑料制品对其使用的钛白粉有特殊性能要求，因此主要针对塑料应用领域中的钛白粉进行有机包覆改性研究。采用单独或复配使用硅油A、酯类B、硅烷偶联剂C三种有机包膜剂改性钛白粉，通过对比不同工艺条件处理后的产品相关物理指标、分散性指标(滤压值）及产品耐热性能变化，确定使用酯类B有机包膜剂对钛白粉进行包覆，包覆后的钛白粉综合性能最优。通过微观结构表征发现，产品经酯类B处理后，其颗粒分散状态较好并未出现较大的团聚体，产品表面膜层均匀完整且颗粒之间无粘结。表明，使用酯类B有机包膜剂对产品进行包覆，产品的综合性能最优。

摘要:基于加权Ashby选材法及车门结构设计关键性能分析，总结了与质量，成本相关的材料效率计算公式，并分别绘制了材料的密度-弹性模量、密度-屈服极限、对数形式密度成本-弹性模量、对数形式密度成本-屈服极限Ashby图，通过区域划分建立了相应的评分体系。根据所得材料效率，结合专家评分方法，获得了备选材料库中每种材料子性能的得分以及材料综合性能得分，再根据得分结果选出最佳材料设计方案。结合具体车门外板结构对材料方案进行了抗凹性能验证，结果表明此方法对车门外板的选材设计具有重要的指导意义。

摘要:为了提高航空用小口径薄壁不锈钢无缝钢管的质量，通过对1Cr18Ni9Ti不锈钢管的化学成分分析、显微组织观察、力学性能试验，并且结合生产工艺，对钢管超声波探伤内壁报警缺陷的性质及其产生原因进行了分析，并针对原因提出了工艺改进措施。结果表明：探伤报警钢管内壁微裂纹缺陷产生于氮化钛链状夹杂附近，钢管固溶处理不充分是导致内壁缺陷形成的主要原因，钢管中存在的链状氮化钛夹杂促进了内壁微裂纹缺陷的产生；通过调整固溶工艺以保证钢管充分固溶软化，可提高钢坯冶金质量；控制链状氮化钛夹杂含量级别，以减少钢管内壁微裂纹缺陷的产生，从而提高成品钢管超声波探伤合格率。

摘要:激光焊接具有优良的焊接质量和高效率，已在部分行业替代传统的电弧焊接工艺，而手持激光焊接技术的开发提升了作业灵活性，大幅增加了工业领域的接受程度。为进一步提高超高压输电线路用铝合金金具的修复水平，研究了手持激光焊技术的修复可行性，考察了激光功率、光束摆动模式和幅度等参数对修复效果及形貌的影响，同时测试了修复接头相应的抗拉强度、导电性。研究结果表明：采用手持激光焊接修复技术，在光束为“—”摆动模式下可获得成形良好的修复层，修复层存在多道次组织特征，焊缝中间的晶粒较小，靠近母材处晶粒较大；在合适的激光功率、摆动幅度范围内，线性修补能够一次性实现对细小裂纹类线性缺口的修复且效果显著，修复接头的抗拉强度不低于母材、导电性可达到母材的89.43%、硬度高于母材。综上，采用手持激光填丝焊接可实现铝合金输电金具的修复，有望用于超高压输电线路金具缺口的修复。

摘要:高熵合金多主元素混合会导致高混合熵、严重的晶格畸变、缓慢扩散效应及鸡尾酒效应等，因此表现出迥异的特性，如具有优异的力学性能、热稳定性、耐蚀性、耐磨性、抗氧化性、抗压强度等。将高熵合金的设计理念同表面涂层/薄膜技术相结合制备高熵合金涂层/薄膜，这种薄膜通常展现出同块体高熵合金的相似性能，甚至优于块体高熵合金，在诸多领域具有巨大的应用潜力。重点总结了典型高熵合金涂层/薄膜的的硬度、弹性模量、热稳定性、耐腐蚀性能及耐磨性能的研究进展，并展现了提高高熵合金涂层/薄膜的性能方法及其机理，最后对高熵合金涂层/薄膜的光能吸收涂层、辐射耐受性、生物腐蚀、电子、耐磨性等未来发展方向进行了一定的展望。

摘要:分子级混合法制备金属基复合材料可实现第二相粒子在金属基体中的均匀、弥散分布及改善第二相粒子与金属基体之间界面结合状态，因此极大提高了制备复合材料的力学性能，近些年来得到了越来越多的研究。综述了分子级混合法制备金属基复合材料的国内外研究进展，梳理了利用该方法制备的多种金属基复合材料的技术及材料性能特点，并对金属基复合材料制备研究的发展趋势进行了展望。

摘要:利用SiC复合镀层代替硬铬电镀来改善材料的耐磨性能，可有效解决电镀硬铬所带来的严重污染问题。有关SiC复合电沉积机理研究，国内外学者提出了不同的观点。综述了最具有代表性的几种固体颗粒与金属的共沉积机理。Guglielmi模型应用最为广泛，但是该模型未考虑电吸附和电动力学方面，存在严重局限性。Celis的模型更为完整，但模型建立的过程中采用了许多限制性的前提条件。Valdes模型存在与Guglielmi模型类似的弊端，很难做出定量分析。运动轨迹模型则适用范围较窄。虽然每种机理都有其合理性和局限性，尽管颗粒的表面电荷和电解质对于复合电沉积非常重要，但实际表征手段的发展非常缓慢，导致对复合电沉积机理的理解相对缓慢，希望未来关于复合电沉积的机制发展可以综合考虑不同类型的速率控制、流动条件、颗粒特性和不同的操作变量。

摘要:阻尼减振降噪技术是抑制结构共振和降低结构噪声效能最优的方法，主要包括研制和采用阻尼材料、设计和采用阻尼减振结构、设计和布置传感器三种途径。实验是研究阻尼性能最有效的方法，阐述了四种常见阻尼材料的阻尼机理，以及阻尼减振性能测试的方法，介绍了航空航天领域中应用较多的阻尼结构，以及阻尼器的性能表征，并对其减振效果进行了评价。最后，提出了未来关于阻尼减振研究的发展需求。