1 广州大学物理与材料科学学院，广东 广州 511442
2 东莞材料基因高等理工研究院，广东 东莞 523808
采用激光选区熔化（SLM）技术在H13模具钢顶部沉积了一种新型3D打印模具钢材料AM40，通过扫描电镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）等方法，研究了热处理对AM40/H13双金属结构材料微观组织演变及其力学变形行为的影响。结果表明：沉积态AM40/H13双金属材料界面无裂纹缺陷，AM40侧呈现增材制造特有的Marangoni熔池特征，以及细小的胞状和柱状结构的马氏体组织，H13侧为粗大奥氏体组织，界面存在明显的组织不均匀性。经过1000 ℃淬火+560 ℃回火热处理后，熔池特征消失，H13侧形成均匀的板条马氏体，消除了界面晶粒尺寸和取向差的不均匀性，且界面处的元素扩散宽度增加60 μm。沉积态AM40/H13界面硬度为642 HV，高于AM40（529 HV）和H13（202 HV）。热处理消除了AM40/H13硬度的不均匀性，使整体平均硬度为480 HV。热处理后，AM40/H13双金属的抗拉强度从沉积态的644 MPa提高到1436 MPa，强度介于AM40和H13之间，断裂位置从沉积态的H13侧变为AM40侧，界面保持较高的强度和塑性。
激光技术 激光选区熔化 双金属结构 热处理 连接界面 微观组织 拉伸性能 中国激光
2024, 51(16): 1602304
1 太原理工大学 材料与科学与工程学院, 太原 030024
2 太原理工大学 轻纺工程学院, 太原 030006
3 太原理工大学 航空航天学院, 太原 030006
本研究以Ir配合物FIrPic作为Eu离子的配体，合成了一种新的Eu-Ir双金属配合物Eu(FIrPic)2(Phen)UA，并通过自由基聚合成功制备了红色发光荧光共聚物PM-Eu-Ir，适用于商用近紫外芯片型LED。在不影响 Eu3+ 离子的荧光发射特性的前提下，加入 Ir-配合物可以有效地敏化 Eu3+ 离子，增强其对 400 nm紫外光的吸收。在 365 nm 紫外光激发下，共聚物 PM-Eu-Ir 在 612 nm 处显示出最强的发射峰，其 CIE 坐标为（0.461，0.254），这与 365 nm 近紫外芯片非常吻合。红色共聚荧光粉 PM-Eu-Ir 的微观形貌为典型的多层空间网络结构，除了表现出明显的红光发射和 634.54 μs 的荧光寿命外，还在 25～250 °C 的宽温范围内具有优异的热稳定性。使用共聚物 PM-Eu-Ir 制作的 LED 发出的红光亮度为 149800 cd/m2。研究结果表明，所制备的共聚荧光粉可作为红光元件用于制造近紫外芯片白光 LED。
稀土发光离子 双金属配合物 共聚型高分子荧光粉 近紫外LED rare-earth luminescent ions bimetallic complexes copolymer phosphors NUV LED chips
上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200093
电致变色材料是一类可以通过调节光和热而减少能源使用的节能环保材料, 特别是化学性质稳定的过渡金属氧化物, 作为电致变色材料得到广泛研究。近年来, 双金属氧化物由于存在两种可变价态的金属离子, 具有更好的电化学活性而逐渐受到关注。本研究采用水热法成功在透明导电基底上直接生长了Ti2Nb10O29薄膜, 并探究了前驱体中铌钛原子比对薄膜电致变色性能的影响。结果表明, 由铌钛原子比为3 : 1的前驱体制备的薄膜具有较好的电致变色性能。Ti2Nb10O29薄膜在−1.6 V呈蓝灰色, 在0.4 V呈无色透明状; 在300~1100 nm的宽波长范围内, 均有较高的光调制幅度, 其褪色态的透过率接近90%; 在波长750 nm处的最大光调制幅度达69.4%; 对薄膜施加-1.6 V、60 s和0.4 V、15 s的方波电位, 测得其着色时间和褪色时间分别为29.8和5.9 s; 薄膜的着色效率为68.3 cm2·C-1。本研究制备的Ti2Nb10O29薄膜拓展了双金属氧化物电致变色材料的种类, 具有良好的应用前景。
电致变色 双金属氧化物 Ti2Nb10O29 中性色 光调制幅度 electrochromic bimetallic oxide Ti2Nb10O29 neutral color optical modulation
1 广西大学 机械工程学院, 广西 南宁 530004
2 佛山通宝精密合金股份有限公司, 广东 佛山 528000
该文研究了热双金属带材的兰姆波非线性效应与温度、应力的关系, 建立了非线性超声检测系统, 结合X线衍射(XRD)法确定应力值。将热双金属分别加热到100 ℃、200 ℃和310 ℃,保温1 h后空冷, 对比不同温度对非线性系数的影响, 分析常态和热处理降应力后热双金属的非线性系数和应力值的关系。实验结果表明, 热双金属在常温和经100 ℃、200 ℃加热后的非线性系数基本不变, 而经过310 ℃稳定化热处理降低应力后, 非线性系数明显降低; 验证了热双金属中兰姆波二阶、三阶非线性系数对应力值敏感且随应力增大而增大, 其均可用于表征残余应力状态; 根据应力值与非线性系数的关系得到拟合函数, 并验证了通过拟合函数计算应力的可行性, 这为使用非线性系数评估应力提供了一种参考方法。
热双金属带材 热处理降应力 非线性兰姆波 残余应力 频散曲线 thermostat metal strip heat treatment reduces stress residual stress nonlinear Lamb waves dispersion curve
重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044
为了提高金属纳米粒子在光纤表面的富集密度，同时提高光纤表面增强拉曼散射（SERS）复合结构拉曼增强特性的稳定性，提出一种双金属（金和银）锥形光纤SERS探针结构。首先，采用化学还原法制备出形貌均一的金银纳米粒子；然后，采用光诱导的方法实现双金属在锥形光纤上的富集。制备的光纤SERS探针表现出良好的实验效果：对罗丹明6G（R6G）检测到的最低浓度低至10-10 mol/L；增强因子为2.07×108；相较于单金属银光纤SERS探针，双金属样品的稳定性提高了7倍（96 h后）。
散射 拉曼散射 双金属 锥形光纤 光诱导 光学学报
2023, 43(21): 2106003
1 重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400045
2 江苏尼高科技有限公司, 常州 213141
3 中山大学材料科学与工程学院, 广州 510275
4 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院, 海洋国家重点实验室, 上海 200240
本文以乙二胺四乙酸二钠作为改性剂, 通过焙烧还原法成功制备出改性CaAl-LDHs阻锈剂(CaAl-EDTA LDH), 并探明了CaAl-EDTA LDH对水泥基材料宏观性能(流动度、凝结时间、力学性能)及微观性能(产物组成、水化热、孔结构)的影响规律。此外, 成型了内埋钢筋的砂浆试件, 设置了两种腐蚀模式(内掺氯盐+干湿循环、干湿循环), 模拟测试不同掺量(0%、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%, 质量分数)CaAl-EDTA LDH对实际钢筋混凝土体系的防护效果。结果表明, 掺量为0.5%和1.0%的CaAl-EDTA LDH会促进水泥矿物溶解, 提高水化放热量, 使砂浆早期强度提升。但是EDTA自身具有缓凝效果, 当CaAl-EDTA LDH掺量为4.0%时, 砂浆水化放热量及早期水化产物生成量严重降低, 而28 d净浆总孔隙率增加了4%左右。腐蚀试验结果表明干湿循环模式下CaAl-EDTA LDH未表现出阻锈性能, 而在双重腐蚀模式下, CaAl-EDTA LDH在经历90次干湿循环后仍对砂浆中的钢筋存在优异的防腐效果, 但掺量应控制在1.0%~2.0%。本文开发的新型阻锈剂对延长钢筋混凝土寿命、提高结构耐久性具有参考意义。
层状双金属氢氧化物 乙二胺四乙酸二钠 改性 阻锈剂 钢筋混凝土 氯盐 layered double hydroxide EDTA-2Na modification corrosion inhibitor reinforced concrete chloride
红外与激光工程
2023, 52(3): 20220505
超级电容器作为一种新型储能器件, 凭借其高功率密度和超长的使用寿命等优点, 已被实际应用于多个领域。在超级电容器组成部件中, 电极材料对器件性能优劣起着关键作用, 因此制备电化学性能优异的电极材料具有重要意义。采用乙酸镍、乙酸钴为原料, 还原型谷胱甘肽(GSH)为形貌控制剂和硫源, 通过水热法制备NiCo2S4电极材料, 并研究了水热反应时间对NiCo2S4微观结构、形貌、电化学性能的影响。结果表明: 在GSH作用下制备的NiCo2S4材料呈现“蛋黄-蛋壳”结构; 当电流密度为0.5 A/g时, 比电容为1 552.7 F/g; 在电流密度为10 A/g条件下可以保持61.3%的比电容; 经过2 000次循环后, NiCo2S4电极材料的比电容保持率可以维持在79.3%。分别以NiCo2S4与活性炭为正负极组装一个混合型超级电容器, 在功率密度为800 W/kg时可以提供33.9 W·h/kg能量密度, 在2 000次充放电循环后样品的比电容保持率为89%。
谷胱甘肽 蛋黄?蛋壳结构 过渡族双金属硫化物 超级电容器 电化学性能 glutathione yolk-shell structure transitional bimetallic sulfide supercapacitor electrochemical performance
1 西安建筑科技大学材料科学与工程学院, 西安 710055
2 陕西富平生态水泥有限公司, 陕西 渭南 711709
为探究方镁石在熟料铝相中的赋存状态, 揭示水化反应机制, 合成了不同MgO含量的铝酸盐, 采用扫描电子显微镜, X射线衍射, 红外光谱等, 研究了MgO对合成铝酸盐的形成和水化性质的影响。结果表明: 提高煅烧温度, 增加MgO含量有助于C4AF和C12F7的形成和稳定; 含镁铝酸盐熔体发生分相现象, 黑色相主要由C3A和MgO组成, 玻璃体和黄色相中的MgO含量较低, 形成了Ca20Al26Mg3Si3O68和Ca7MgAl10O23等含镁化合物; MgO掺杂降低了铝酸盐相的水化速率; 随着MgO含量增加, 铝酸盐相1 d的水化热降低。MgO掺杂的铝酸盐水化产物中存在Mg:Al摩尔比约为2或3的镁铝双金属氢氧化物。
铝酸盐 氧化镁掺杂 晶体结构 水化 镁铝双金属氢氧化物 aluminate magnesium oxide doping crystal structure hydration magnesium-aluminium layered double hydroxide
1 重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆 400054
2 中科院上海硅酸盐研究所，无机功能材料与器件重点实验室，上海 201800
近年来，随着柔性电子的快速发展，制造柔性、微型、大面积和低成本的储能器件得到了极大的关注。以六水硝酸镍/钴为原料、硫脲为硫化剂、引入热解g-C3N4，通过一步溶剂热制备NiCo2S4/g-C3N4纳米复合材料。采用掩膜版将调配的NiCo2S4/g-C3N4油墨印刷在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基底形成叉指结构电极，继而涂覆凝胶电解质组装成柔性叉指型超级电容器。结构和电化学性能研究表明：NiCo2S4纳米晶分布生长在g-C3N4纳米片层表面，引入的g-C3N4起到增强NiCo2S4充放电过程中的电荷传输及容纳其体积膨胀的作用，复合材料电极在10 mA/cm2的电流密度下面积比电容为9.1 F/cm2。组装的叉指电容器可在-0.2~0.6 V的电压下工作，并且在高至500 mV/s的扫描速率下保持稳定，表明器件良好的倍率性能。在20 mV/s的扫描速率下，器件的面积比电容可达5.7 mF/cm2，当功率密度为17.5 mW/cm3时，器件的能量密度为0.56 mW?偸h/cm3。
双金属硫化物 叉指超级电容 掩膜印刷 电化学性能 bimetallic sulfide interdigital supercapacitor mask printing electrochemical performance
