摘要:碳化硼因高硬度、低密度和优异的耐磨性能，成为旋转或移动耐磨元件的潜在候选材料。在实际工程应用中，碳化硼及其复合陶瓷常在流体润滑条件下工作，其摩擦和磨损行为显著不同于干摩擦条件下的表现。因此，研究碳化硼及其复合陶瓷在润滑条件下的摩擦学性能及机理，对于其研发和性能优化具有重要意义。首先从摩擦化学反应、斯特里贝克曲线、水润滑机理、第二相种类及含量、润滑剂种类及润滑方式等方面，对碳化硼及其复合陶瓷在润滑条件下的摩擦学性能与机理进行了总结。研究表明，在水润滑条件下，碳化硼及其复合陶瓷会发生摩擦化学反应，且其反应受载荷、滑动速度、水温及对磨体材料等因素的影响。与单相碳化硼陶瓷不同，碳化硼-碳化硅复合陶瓷的斯特里贝克曲线呈现出明显的边界润滑区域。尽管非氧化物陶瓷在水润滑条件下的低摩擦机理仍存在争议，但流体动压润滑与摩擦化学反应的协同作用是碳化硼及其复合陶瓷在水中滑动时实现低摩擦的关键。第二相的种类及含量通过改变摩擦化学反应及陶瓷表面物理形貌，可对润滑条件下的摩擦学性能产生显著影响。润滑剂种类通过粘度差异或钝化碳质表面能力的不同影响碳化硼及其复合陶瓷的摩擦学行为，而润滑方式的变化也对其摩擦学性能具有重要作用。最后，对碳化硼及其复合陶瓷在润滑条件下摩擦学的研究发展方向进行了展望。

摘要:亚10 nm超薄金属膜具有高透光性、低电阻、高机械柔性及低成本等优点，是一种理想的光电材料。相比于常规厚度的金属薄膜，亚10 nm超薄金属膜具有更优异的光电特性，在太阳能电池、平板显示、色彩装饰、可穿戴电子设备、智能窗户等领域有广阔的应用前景。亚10 nm超薄金属膜的制备质量直接决定了光电特性。由于金属普遍具有较大的表面能，因此润湿性较差。在亚10 nm极端厚度下通过直接沉积的方式难以形成连续、长程有序且均匀的薄膜，而生长过程中产生的缺陷必然会导致出现电阻增大、光学性质不稳定等问题，从而影响光电器件的性能。如何制备高纯度、高质量的亚10 nm超薄金属膜及相关应用的研究，已成为光电器件领域的研究热点，面临着极大的挑战。首先，阐述了超薄金属膜的光电特性和力学特性，并结合薄膜生长机制，对近几年开发的超薄金属膜高质量制备方法（如引入种子层、掺杂共溅射、表面修饰、低温沉积、离子束抛光、聚合物辅助光化学沉积等）进行了总结和对比。然后，从实际应用需求角度出发，对亚10 nm超薄金属膜在透明电极、结构色滤光片、太阳能吸收器、Low-E涂层及等离子器件中的设计方法及应用形式进行了归纳，指出亚10 nm超薄金属薄膜研究所面临的挑战。最后，对其发展前景进行了展望。

摘要:高性能引线框架铜合金在电子封装行业中扮演着核心角色，对电子设备的性能和稳定性具有决定性的影响。5G和人工智能技术的发展使得对这类材料的需求激增，对其性能的要求也越来越高。首先，对引线框架铜合金的发展历程从Fe-Ni-Co系、Cu-Fe系到Cu-Ni-Si系进行了概述，同时强调了材料研究的重要性。其次，系统介绍了铜合金的制备技术、性能评价，深入分析了成分设计、微量元素添加、热处理和变形工艺对Cu-Ni-Si系合金性能的影响，强调了微量元素（如Al、Mg、Co、Cr、Ag、P和Ti）的添加能显著提升合金的力学性能和电导率，而精确的热处理和变形工艺对优化合金的微观结构和宏观性能至关重要。最后，在分析现有研究的基础上，总结了高性能引线框架铜合金所面临的挑战，如制备工艺的复杂性、性能调控的难度和市场竞争的激烈程度，预测了未来发展趋势，包括技术创新、环保可持续性、智能化功能化和国际合作的必要性。研究高性能引线框架铜合金具有重要的学术和市场价值，对电子信息技术的进步至关重要，未来的研究应探索新的合金设计、制备和性能调控技术，以满足日益增长的性能需求，而环保、智能化、国际合作将是推动该领域发展的关键。对引线框架铜合金的研究进行总结，为相关后续研究和实践提供了参考，对促进其创新和发展具有借鉴意义。

摘要:强流脉冲离子束技术(High-intensity pulsed ion beam, HIPIB)通过纳秒级脉冲产生高能离子束，在金属表面引发瞬时热力学效应与应力波作用，实现精确的表面改性。近年来，该技术在金属表面处理领域得到了广泛的应用，并引起研究者的重视。但是，该技术目前存在，如束流参数与材料性能改变的定量关联尚未明确，多脉冲作用下的累积效应机制有待进一步探索，以及针对不同金属体系的辐照工艺缺乏系统优化的问题。为优化强流脉冲离子束技术工艺参数，从热力学效应、微观组织演变与宏观性能提升3个方面进行了分析，建立了束流参数与表面特性之间的定量关系，同时阐述了强流脉冲离子束技术对金属表面的影响机理。强流脉冲离子束技术在金属表面引发熔融、气化和烧蚀等现象，促使纳米晶、非晶相及其他非平衡相的形成，从而改变材料的微观组织和表面形貌，提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，延长金属材料的使用寿命。未来研究应集中于多尺度热-力-化耦合模型的建立，通过离子种类与参数协同调控，实现纳米晶、非晶复合结构的精准构筑，并扩展至医疗、新能源等领域。推动强流脉冲离子束技术与人工智能的深度融合，为制造业的发展和创新提供技术支撑。

摘要:热障涂层是一种用于航空发动机等极端环境的热防护功能涂层，其可保证装备的热力学性能及结构的稳定，对于高速飞行器安全可靠的服役具有战略性的意义。随着航空发动机服役温度逐代提升，现役Y₂O₃稳定的ZrO₂热障涂层已不能满足需求而无法继续安全服役，急需开发新型涂层材料。ABO₃（A=Ca、Sr、Ba，B=Ti、Zr、Hf、Sn、Ce）钙钛矿型氧化物因优异的物理化学性能，以及宽泛的成分空间和丰富的构型空间，近年来受到了广泛的关注。目前，对于ABO₃类材料的研究多聚焦于单一晶相钙钛矿氧化物的性能表征方面，而不同晶相间的力学/热学性能、构效关系的对照研究及内在关联机制尚未系统阐明。因此，围绕系列钙钛矿型氧化物ABO₃展开了第一性原理研究，对其中的正交相及立方相钙钛矿氧化物进行了力学/热学性能预测，综合考虑其不同晶相间的性能差异，建立材料成分与力/热性能之间的影响关系。结果表明，当B位元素为Ce时，由于其原子半径较大而造成化学键各向异性显著，使得铈酸盐在获得最低热导率的同时力学性能明显弱化，与之相比，锆酸盐和铪酸盐兼具较高的力学性能及较低的热导率。基于此调控规律，采用适当的掺杂和固溶体设计，进一步进行微观结构形态的调控，有望获得高温行为更稳定的新型钙钛矿基高温材料。该研究为多晶相钙钛矿材料的性能平衡设计提供了理论指导，对于进一步优化和设计具有优良性能的新型钙钛矿氧化物陶瓷具有重要意义。

摘要:随着科学技术的迅猛发展，能源消耗越来越大，鉴于人类当前所依赖的化石燃料终会消失殆尽，因此开发新型能源成为重中之重，而在新能源领域中电解水制氢被寄予厚望。电解水产生的氢气和氧气分别经由析氢反应（HER）和析氧反应（OER）而生成，这就需要高效且稳定的电催化剂。目前，IrO₂/RuO₂电催化剂分别在HER和OER过程中表现出基准的催化活性。然而，贵金属的高额成本及丰度过低，已阻碍了其推广应用。所以，开发高效的水裂解电催化剂至关重要。基于过渡金属(如Fe、Co、Ni、Mo和原子Pt)电催化水解反应（HER/OER）催化剂的研发成果，发现过渡金属催化剂均显示出良好的催化活性和耐久性，并且双过渡金属成分催化剂的催化性能往往优于单过渡金属成分的催化剂，尤其是过渡金属硫化物展现出优异的析氢效果。催化剂常见的制备方法包括电沉积法、溶剂热法、化学腐蚀法和静电纺丝法等。为了结合双过渡金属和金属硫化的优势，通过溶剂热法制备了镍铁硫化物（NiFeS）催化剂，该催化剂为表面褶皱的纳米块状结构，该结构使催化剂拥有更多的活性位点和更大的电化学面积。其中，NiFeS-2催化剂还拥有高的电导率，从而使其拥有良好的电催化性能。在碱性电解液（1 mol·L^-1 KOH）中，NiFeS-2的过电位为125 mV（电流密度为10 mA?cm^-2）。本研究为设计及制备低成本且稳定高效的双过渡金属基硫化物电催化剂提供了新的思路。

摘要:二硫化钼（MoS₂）非线性光学特性的研究大多在液态基质中进行，但不容忽视的是，溶液测试环境与实际应用环境之间存在显著差异。相较之下，当将材料嵌入固态光学基质中时，不仅能有效地将其与外部环境隔离，还避免了潜在的聚集现象发生，同时还能显著增强其稳定性。采用溶胶-凝胶法，以正硅酸四乙酯（TEOS）、3-缩水甘油三甲氧基硅烷（GPTMS）和（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷（APTES）作为基体，将MoS₂引入二氧化硅（SiO₂）凝胶网络中，通过水解和缩聚反应制备了MoS₂/SiO₂凝胶玻璃。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、同步热分析仪和紫外可见光谱等，对MoS₂/SiO₂凝胶玻璃的表面特征、结构、化学组成和线性光学性质进行研究。结果表明，通过先驱体的水解缩聚可将MoS₂成功引入到SiO₂凝胶玻璃中，所得凝胶玻璃具有良好的均匀性和高透明性。采用波长为532 nm的开孔Z扫描技术，研究了固体和液体介质中MoS₂的非线性光学特性。结果表明，MoS₂发生了由液相中的饱和吸收（SA）向固态基质中的完全反饱和吸收（RSA）的转变，通过调节凝胶玻璃基质中MoS₂的浓度，可优化凝胶玻璃的非线性光学（NLO）和光限幅（OL）性能。研究MoS₂在固态三维宏观结构中的NLO和OL反应，对于推动固相光子器件和光电子器件的实际发展提供了实验依据及理论基础。

摘要:为解决全固态电致变色器件中LiNbO₃电解质层漏电问题，以Al₂SiO₅N作为阻挡层，利用其优异的介电性能，改善器件的综合性能。采用磁控溅射法，以99.95%纯度的Al₂SiO₅作为靶材，在射频功率为150 W、气压为1.5 Pa条件下，在纯氮气氛中制备了Al₂SiO₅N薄膜。采用XRD、SEM和AFM对Al₂SiO₅薄膜微观结构及表面形貌进行表征，通过循环伏安法及结合紫外-可见光谱对ITO/WO₃/Al₂SiO₅N/LiNbO₃/Al₂SiO₅N/NiO_x/ITO器件进行电致变色性能测试，系统地研究了Al₂SiO₅N薄膜层厚度对该器件光电性能的影响及其作用机制。结果表明，随着沉积时间的延长，Al₂SiO₅薄膜的厚度增加，致密性逐渐提高，纳米团簇趋于均匀并呈现小岛状结构。Al₂SiO₅薄膜作为电致变色器件的阻挡层，可明显改善器件的漏电现象。当Al₂SiO₅N层的厚度为90 nm时，全固态电致变色器件的电流密度从无阻挡层时的300.83 μA?cm^-2降至15.70 μA?cm^-2，有效地抑制了漏电现象。同时，器件最大光调制率为52.31%，着色时间为9 s，脱色时间为4 s，最大着色效率为60.67 cm²?C^-1。通过优化Al₂SiO₅N阻挡层与其他功能层之间的界面匹配性，揭示了Al₂SiO₅N层对电致变色器件光电性能的提升作用，为开发高性能无机固态电致变色器件提供了新思路。

摘要:非晶合金因具有优异的软磁性能，一直以来受到广泛的关注。随着现代科技的快速发展，材料的应用环境日益严苛，因此对其性能的要求也在不断提升。铁基非晶纳米晶软磁材料具有低矫顽力、低磁损耗、高饱和磁感应强度及超高的磁导率等特点，使其在电力电子、新能源汽车和高速电机等关键技术领域中得到广泛的应用。然而，铁基非晶纳米晶软磁材料的玻璃形成能力与饱和磁感应强度之间存在一定的相互制约关系，即材料的饱和磁感应强度越高，玻璃形成能力的可能性越降低。为提高铁基非晶纳米晶合金带材的玻璃形成能力及磁性能，采用铜锟甩带快淬工艺，成功制备了高铁含量的Fe基非晶纳米晶合金(Fe_0.8Co_0.2)_87-xSi₁B₁₂Y_x（x=0—20），同时研究了Y元素的添加量对该合金玻璃形成能力、晶化行为及退火前后磁性能的影响。结果表明，添加稀土元素Y，能够显著提高合金的玻璃形成能力。随着Y元素含量的增加，两个晶化放热峰之间的温度差（ΔT=T_x2-T_x1）逐渐增加，最大温度区间可达到189 K，说明Y元素扩展了可供后续热处理的温度范围，这有利于在退火过程中有效调控晶粒的尺寸。此外，Y元素的添加还提高了合金的纳米晶形成能力，合金的饱和磁感应强度可从1.71 T提升至1.88 T。高饱和磁感应强度的非晶纳米晶软磁合金展现出优异的综合性能，具有广泛的工程应用前景。

摘要:热障涂层是影响航空发动机涡轮叶片抗腐蚀性能的3大关键因素之一，其可大幅提高涡轮叶片的工作温度。目前，涡轮叶片最常使用的是Y₂O₃部分稳定ZrO₂（YSZ）热障涂层，但是该涂层抵抗环境沉积物（简称CMAS，其成分主要为CaO、MgO、Al₂O₃和SiO₂）腐蚀能力弱，在CMAS作用下涂层会发生相变、结构破坏及服役寿命大幅降低。为改善CMAS作用下YSZ热障涂层的相和结构稳定性，以及提高涂层的抗CMAS性能，采用脉冲Nd:YAG 激光系统对镍基高温合金基体的YSZ涂层进行表面改性，通过优化激光参数获得激光改性的热障涂层，并对其进行1 250 ℃×4 h的CMAS腐蚀试验。利用X射线衍射（XRD）、光学电镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）等，表征改性涂层的相组成、表面形貌、改性层微观结构、改性层/原始涂层的界面结合状态，同时分析改性涂层组织结构特征和抗CMAS腐蚀性能。结果表明，YSZ涂层表面经过激光改性后，形成了具有柱状晶结构的改性层，该层表面光滑且内部存在纵向裂纹，其厚度及与下方原始涂层的界面结合状况均受激光改性参数的影响。通过激光参数的优化，确定激光光束长度为80 mm、扫描速度为8 mm·s^-1，这有助于提高改性层/原始涂层的界面匹配性。CMAS腐蚀试验结果表明，激光改性涂层具有良好的相稳定性和结构稳定性。采用激光表面改性可提高热障涂层的抗CMAS腐蚀性能，但抗腐蚀性能提高的程度依赖于改性层的厚度和微观结构，特别是纵向裂纹的分布。

摘要:航空、舰船用发动机零部件的喷涂耐磨涂层需具有抗摩擦磨损性能，其中碳化钨（WC-Co）涂层是500 ℃以下最常使用的耐磨涂层之一。然而，目前使用的WC-12Co等常规碳化钨耐磨涂层在高温、高湿、高盐等海洋环境下耐腐蚀性能较差，使用寿命较短，使长期在海洋腐蚀环境下服役的舰船用发动机的压气机机匣等涂层零件存在过早失效的风险。超音速火焰（HVOF）喷涂，可使喷涂粉末颗粒的速率达600—1 000 m?s^-1，对零件喷涂表面的冲击动能大，制备出的涂层孔隙率小、组织致密、硬度高、拉伸结合强度大且加工后表面光滑，具有显著的耐磨损性能。HVOF喷涂制备的WC-10Co4Cr涂层，由于粉末中细小碳化钨（WC）颗粒和Co金属合金粘结剂中固溶的金属铬（Cr）可增强涂层的抗腐蚀性能，从而延长磨损零件在海洋环境中的使用寿命。因此，以煤油和氧气为喷涂燃料，采用超音速火焰喷涂喷雾干燥烧结WC-10Co4Cr粉末的方法，在GH907变形高温合金基体试样表面制备WC-10Co4Cr耐磨耐腐蚀涂层。结果表明，WC-10Co4Cr涂层为高密度涂层，孔隙率为0.63%，表面颗粒细小且粗糙度（Ra）值在2.5 μm以下。这是由于在喷涂过程中，喷雾烧结粉末中强化相WC颗粒棱角部位固溶在熔融Co合金中，且均匀、弥散分布在涂层内。XRD分析结果表明，WC-10Co4Cr涂层主要由WC和Co非晶合金两相组成，另外还有少量的W₂C相。说明，喷涂WC-10Co4Cr耐磨耐腐蚀涂层具有较高的拉伸结合强度和表面洛氏硬度值。与GH907变形高温合金相比，WC-10Co4Cr涂层的微动磨损摩擦系数减小了25%，微动磨损体积仅为GH907高温合金的15%。表明，HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层具有优异的耐微动磨损性能，促进了其在舰船动力装备上的应用，从而使合金零部件免遭受微动磨损和腐蚀损伤失效。

摘要:现役航空发动机在服役过程中，由于后端机匣等部件内外表面温度可达400 ℃，因此对部件涂层的耐热及憎水性提出更高的要求。当部件的憎水涂层耐温性低于400 ℃时，不仅会引起涂层烧蚀或者熔融，留下黄色和黑灰色等复杂颜色而影响外观，还会降低其耐蚀性能而引起零件锈蚀，导致在维修过程中难以分清原基体材料情况（是否存在裂纹、凹坑等缺陷），而造成更大的困扰。目前，在国内尽管中温段憎水涂料的研究取得一些成果，但主要是聚焦于单纯的憎水涂料的研制。众所周知，涂料的防护性能除了与涂料本身有关外，还取决于零件的表面处理。由于涂料涂覆之前部件采用何种处理方式的研究涉及较少，因此以发动机零件常用的1Cr11Ni2W2MoV基材为研究对象，研究磷化、镀Zn、镀Cu、镀Ag表面处理方式对耐中温憎水涂层体系的宏微观形貌、电化学及耐环境等性能的影响规律。结果表明：4种表面处理方式的镀Ag与耐中温憎水涂料配合最佳，涂层表面光滑（粗糙度Ra约1.2 μm）、水接触角约120°、耐中性盐雾寿命约576 h，即使在300和400 ℃环境中处理1 h，该涂层的接触角仅降低10°左右、耐中性盐雾性能也依然保持在576 h左右。说明，4种表面处理方式中电镀Ag/耐中温憎水涂层最为稳定、配合效果最佳，可用作航空发动机的中温段受热部件（如发动机后端壳体、紧固件及其他部件）的表面防护层。该研究在生产应用单位具有较高的工程价值。

摘要:二氧化锰因资源丰富、价廉、无污染等特点，有望成为下一代锂电池正极材料。由于二氧化锰结晶形态的多样性，因此可以通过结构状态优化电极材料的制备方法，制备出具有优良的锂嵌入脱出性能的电极。然而，二氧化锰在循环过程中体积的变化及本征电导率低的原因，导致材料的容量衰减十分迅速。为了改善上述问题，可采用多种策略，如制备纳米结构的MnO₂、掺入其他元素稳定结构、与高导电的碳材料复合等，改善二氧化锰的电化学性能。以高锰酸钾(KMnO₄)和十八水合硫酸亚铁(FeSO₄·18H₂O)为原料，通过水热反应在碳布上(CC)生长Fe掺杂的ε-MnO₂纳米片，同时为了提高纳米片正极的导电性和稳定性，将导电炭黑(Super P)和海藻酸钠(SA)的混合物涂敷在电极表面。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱，分别对MnO₂纳米片正极样品的形貌和结构进行了表征；使用循环伏安法(CV)、恒流充放电等方法，研究MnO₂纳米片正极样品的电化学性能。结果表明，Fe掺杂后的ε-MnO₂晶体尺寸减小，同时电荷转移电阻(R_ct)变小，纳米片正极的电化学性能得到提高。在电极上涂覆Super P和SA后，电极的锂离子扩散系数提高，长循环性能与倍率性能进一步提高，在0.5 C电流密度下，循环100圈后，电极的放电比容量为151.8 mA?h?g^-1，比相同条件下制备的纯MnO₂的放电比容量提高了83.4 mA?h?g^-1；在2 C大电流密度下循环120圈后，MnO₂纳米片电极的比容量为133.4 mA?h?g^-1。

摘要:在全球能源危机背景下，钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells，PSCs）凭借高光电转换效率和低成本优势，成为新一代光伏电池的有力竞争者。PSCs经过十余年的快速发展，其光电转化效率已提升至26.1%，展现出广阔的应用前景。然而，钙钛矿材料固有的缺陷态和环境敏感性，严重制约了器件的长期稳定性，阻碍了商业化进程。为此，通过反溶剂工程引入功能化小分子5'-碘代-3'-辛基-[2,2'-联噻吩]-5-甲醛（IN1712），以调整钙钛矿太阳能电池的缺陷态及提升器件的稳定性。研究表明，IN1712中的羰基和噻吩基团可与钙钛矿薄膜表面未配位的Pb²⁺离子相互作用，实现有效钝化，减少钙钛矿薄膜中缺陷态的密度及非辐射复合，优化电荷传输性能。同时，通过反溶剂工程引入的IN1712有效抑制了钙钛矿薄膜表面PbI₂相的生成，改善了钙钛矿的结晶效果，进一步减少了钙钛矿薄膜中缺陷位点。得益于上述优化，修饰后的器件表现出显著的光电性能，其开路电压从1.10 V提高到1.16 V，填充因子从80.39%提高到83.54%，冠军器件的光电转化效率从21.86%提高到24.09%。更重要的是，IN1712的修饰显著提高了电池器件的湿度稳定性，相较于未修饰器件在相对湿度60%±5%的条件下老化400 h后效率降至60.1%，修饰器件在相同条件下老化800 h仍保持80.1%的初始效率。通过功能化小分子调控反溶剂工程，为实现高效稳定钙钛矿太阳能电池的发展提供了新的策略和理论指导。

摘要:目前，钙钛矿太阳能电池是能源领域中的新兴产业，其在飞速发展的同时遇到了瓶颈，如层状三明治结构导致严重的界面问题。因此，提高界面传输特性是提高钙钛矿太阳能电池稳定性及光电转换效率（PCE）的关键步骤。界面修饰或界面钝化是实现高质量界面电荷传输的一种简单、高效的手段。由于柠檬酸钾（PC）具有多钝化点位，其作为一种高效、简单的多功能小分子被引入到正置钙钛矿太阳能电池电子传输层二氧化锡（SnO₂）/钙钛矿界面中，以优化电池中存在的界面问题。PC的引入不仅与电子传输层SnO₂表面有害的羟基发生反应以预防水分入侵，还能与钙钛矿层下表面作为深能级缺陷及非辐射复合中心的游离铅离子配位，有效减少薄膜的缺陷态密度，抑制不理想的非辐射复合，提高薄膜结晶质量。迟滞效应与太阳能电池的光电转换性能有关，其会导致电池在不同光照条件下的性能表现不同。钾离子的引入可大幅降低器件的迟滞效应，提高电池运行的复现性。基于PC对埋底界面的修饰，正置钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从初始的21.33%提高到了24.29%。除此以外，相比原始组不足300 h的湿度稳定性，目标组未封装器件在50%±5%的湿度环境下老化675 h后仍保持81%的初始效率。多功能钾盐调控SnO₂/钙钛矿埋底界面，为高效稳定钙钛矿太阳能电池的开发提供了理论基础。

摘要:采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究单层和块体NiBr₂的电子结构及光学性质。研究结果表明：自旋向下的单层和块体NiBr₂的导带底和价带顶分别在不同的波矢上，说明他们为间接带隙半导体；自旋向上的单层和块体NiBr₂均是直接带隙半导体，带隙分别为4.25和 3.97 eV。由于单层NiBr₂的自旋向上和自旋向下的能带结构不同，由此可知其存在磁性。结合态密度分析可知，块体和单层NiBr₂的价带主要由s态电子贡献，导带主要是由s态和p态电子贡献，而d态电子贡献较低。但是，由于单层NiBr₂未受到层间范德华力的束缚，电子跃迁更活跃，导致在导带中自旋向下的态密度向高能方向移动，从而使带隙增加。当NiBr₂由块体变成单层时，激发能量得到提升，可有效地调控能带结构。光学性质研究结果表明，随着入射光能量的增大，块体NiBr₂位移电流对磁场的贡献率及传导电流对磁场的贡献率整体趋势大于单层NiBr₂。由此可知，单层NiBr₂的电子跃迁概率大于块体NiBr₂。但是，当入射光能量增大到接近10 eV时，位移电流对磁场的贡献率发生转变，并且随着入射光能量的增大，块体NiBr₂的反射率、折射率及吸收率都大于单层NiBr₂。在可见光范围内，块体NiBr₂对光子的吸收能力强于单层NiBr₂，块体NiBr₂和单层NiBr₂分别在能量为12.66和12.55 eV处存在最强吸收峰，峰值分别为2.99×10⁵和1.84×10⁵。表明，降低NiBr₂的维度有利于光学性能的提高。

摘要:随着科技的进步和经济的快速发展，能源需求不断增长，传统的化石能源仍然是最主要的能源来源。然而，在实际应用中难免会出现能源不完全燃烧的现象，这种现象会导致有害气体CO 的产生。CO作为一种无色、无味的有毒气体，不仅在汽车排放、天然气生产、工业活动等领域中存在，而且还与众多火灾事故密切相关，已成为主要的气体污染物之一。因此，开发具有高灵敏度和高选择性的CO传感器，以实现对CO气体的实时监测，对于环境保护、公共安全和工业生产至关重要。采用浸渍法将铂（Pt）负载到二氧化锡（SnO₂)纳米颗粒表面，利用控制变量法优化制备过程中的还原烧结温度、还原烧结时间和负载量等关键参数。结果表明，当还原烧结温度为550 ℃、还原烧结时间为30 min、Pt负载量（质量分数）为0.6 %时，Pt-SnO₂复合材料表现出最佳的传感性能。将该材料制成浆料，并通过丝网印刷法制造了Pt-SnO₂传感器。该传感器在250 ℃的工作温度下，对浓度0.1% CO气体的响应（R_a/R_g，其中R_a为在空气中的电阻、R_g为在CO气体中的电阻）达到了81.3，约为纯SnO₂传感器响应（2.38）的40倍。此外，Pt-SnO₂传感器在CO浓度0.01%—0.1%范围内呈现出良好的线性度响应，并且在对其他常见气体（如H₂、CO₂、CH₄和SO₂）的测试中展现出良好的CO选择性。表明，Pt负载的SnO₂复合材料对CO气体具有显著的传感增效作用。通过对反应机理的分析发现，Pt的负载是通过化学增敏（溢出机制）和电子增敏（肖特基势垒）的协同作用，显著提高了传感器的性能。将Pt-SnO₂复合材料应用于高性能CO气体传感器中，为CO气体传感器的设计和优化提供了理论依据和实验支持。

摘要:芳纶纸因具有高强度、低形变、耐高温、耐化学腐蚀、优良的电气绝缘等特性，自诞生之日起就获得了工业界高度关注，并在各领域得到广泛应用，尤其是在国防军工、航空航天、交通运输等关键领域中展现出巨大优势。随着芳纶纸的应用场景扩展，对其力学、导电、导热、电磁相互作用等功能化需求也日益增多。复合型芳纶纸可通过复配材料调节自身物性，因而成为基础和应用研究的热点。采用静电层自组装技术，在芳纶纤维和浆粕表面保形包覆碳纳米管(CNT)，并以未包覆和CNT包覆的芳纶纤维和浆粕为原料，湿法抄造得到复合芳纶原纸，原纸在270 ℃和10 MPa条件下经热压处理后获得芳纶热压纸。通过调节CNT包覆芳纶纤维和浆粕的占比，可实现对CNT含量的精准调控。结果表明，引入CNT可以有效增强芳纶热压纸的导电能力和力学性能。在电学性能方面，热压纸的直流面电阻率和体电阻率相较于原纸均有明显下降，CNT载量（质量分数）低于2.0%时，面电阻率、体电阻率分别趋近2.5×10⁴ Ω·sq^-1和1.0×10⁵ Ω·m。在力学性能方面，随着CNT改性芳纶浆粕在原料中占比的提升，热压纸的拉伸性能呈现先增强后减弱的趋势，其弹性模量、拉伸强度、抗张强度最大可达1.46 GPa、30.7 MPa和1.78 kN·m^-1，较未改性的纯芳纶热压纸分别提升了13%、12%和16%。CNT包覆芳纶热压纸具有特殊的微观结构、出色的电学和力学性能，有望在工程领域开辟全新应用。

摘要:针对慢性肾脏病的治疗，维持性血液透析已成为延缓患者生命的有效治疗方式。但是，对于终末期肾病（ESKD）患者而言，随着透析龄的增加中大分子毒素（分子量>500 Da）的蓄积会导致患者出现各种相关并发症。因此，亟待开发一种具有中大分子毒素清除能力的中空纤维膜，以能够更好地改进透析膜的性能，提高透析质量，进而提高患者生存率。基于此，制备了一种具有高渗透性和选择性的超高通中空纤维膜，该膜对中大分子毒素(12—45 kDa)能实现较好的溶质清除。借助现有成熟透析器的工艺，利用该膜制备超高通透析器。由于超高通中空纤维膜具有与后稀释血液透析滤过（Hemodiafiltration，HDF）相似的溶质去除性能，其可作为HDF的替代/补充模式用于血液透析（Hemodialysis，HD）治疗方案。研究发现，超高通中空纤维膜表面分布着大小均一的孔，断面呈现海绵状结构。采用溶质截留法，测得膜的孔径为7.01 nm，整体孔径分布呈正态曲线分布。通过筛选系数研究发现，超高通透析器对β₂-MG具有高达1的筛选系数，能够控制白蛋白的丢失在5 g范围以内。利用氮气浓缩方式，将昂贵试剂的浓度控制在检测线可检测的范围内，从而建立体外模拟实验大分子的清除指标，确定大分子毒素α₁-MG的清除指标在30 mL?min^-1（允差±20%），确定YKL-40大分子毒素的清除指标在30 mL?min^-1（允差±30%）。本研究提供了一种具有清除中大分子毒素能力的透析膜，建立的中大分子毒素清除指标对改进透析膜性能具有指导意义。

摘要:为高效开发利用内蒙古某钨、铋、银多金属矿，通过矿物自动定量测试系统（MLA）、X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜观察，以及采用单矿物分选等综合技术手段，系统分析了该矿矿石的矿物组成、元素赋存状态及矿物的嵌布特征。结果表明，该矿矿物组成复杂，金属矿物种类繁多，并且共生关系密切。该矿矿石中有价元素主要包括钨、银、铋、铜和锌。钨主要以黑钨矿形式存在，其嵌布粒度较粗，主要赋存于石英脉中，并与黄铁矿共生；铜矿物以次生硫化铜为主，并伴有因硫酸铜溶液交代作用而形成的铜蓝，其与黄铁矿、闪锌矿等矿物紧密共生，且嵌布粒度微细，严重影响铜矿物与其他硫化矿物的浮选分离；铋矿物以硫化铋和氧化铋为主，其嵌布粒度较细且表面易氧化，导致浮选时可浮性差异明显，影响回收效率；银的赋存状态复杂，大部分银分布于铜、铅、铋矿物中，少量独立银矿物与铅矿物共生；锌以闪锌矿和铁菱锌矿为主，但部分闪锌矿表面因次生蚀变生成蓝辉铜矿环边，增加了铜锌分离的难度。通过研究该矿石性质对选矿工艺的影响，发现多金属复杂连生结构及矿物可浮性相近是制约分选效率的核心因素。次生蚀变作用加剧了铜、铋矿物的多样性，需要针对性调整浮选药剂制度；铜蓝的微细分散的特性及银的复杂赋存状态，对回收率提出了更高要求。基于赋存状态分析发现，黑钨矿可通过重选或磁选高效回收，而铜、铋、银矿物需通过优先浮选或联合流程分选回收，锌的回收则需优化浮选条件以减少铜矿物干扰。通过阐明该多金属矿的工艺矿物学特征，为制定高效选矿工艺流程及提高资源综合利用率提供了关键数据支撑。