- 权滢滢;白帆;董莹;康达庄;张天丽;蒋成保;
液相合成与钙热还原结合制备Sm-Co纳米颗粒的方法，具有粒度易于调控的优势，但由于前驱体成分和工艺参数等因素都对合成产物的磁性能具有很大影响，依赖筛选式实验进行多影响因素的优化研究费时费力。将人工神经网络模型与Sm-Co纳米颗粒钙热还原制备实验相结合，以实验数据为基础，利用人工神经网络模型建立实验参数和纳米颗粒磁性能之间的关系，不断优化模型，分析实验参数对磁性能的影响，进而根据分析结果优化实验参数，达到准确预测Sm-Co纳米颗粒磁性能的目标。最后，采用优化参数进行实验制备，获得高磁性能Sm-Co纳米颗粒，并进行测试表征，验证模型的预测精度。将人工神经网络模型应用于快速优化Sm-Co纳米颗粒磁性能，解决制备过程中多因素参量优化问题，实现了对Sm-Co纳米颗粒磁性能的高精度预测，提高了性能优化效率，为更广泛的Sm-Co系永磁体性能优化开辟了新途径。
2024年03期 v.48;No.336 305-316页 [查看摘要][在线阅读][下载 1446K] - 徐建伟;纪晓宇;田胜利;吴望月;曾卫东;
研究了连续冷却过程中TC17钛合金在不同冷速条件下的相析出和组织演变行为。结果表明，连续冷却过程中，晶界α相（α_(GB)）优先析出，尺寸较大，靠近晶界的α相（α_W）和晶内α相（α_I）随后析出，尺寸较小。随着冷却速度增加，析出的α相变细、变少，而且晶界和晶内α相的厚度差异逐渐降低。α_(GB)的析出过程受两侧β相晶体取向影响，α_(GB)倾向于一侧β晶粒保持Burgers取向关系，但并不严格对应，另一侧的β晶粒促使α_(GB)相的晶体结构发生一定的旋转以尽可能地适应两侧的β相。α_W的析出受α_(GB)和β相的共同影响，一般呈集束特征，α_I的析出由β基体相决定，可析出12种变体，呈网篮结构特征。
2024年03期 v.48;No.336 317-324页 [查看摘要][在线阅读][下载 1765K] - 翟梓棫;潘炜;梁博;刘彦涛;张永忠;
利用选区激光熔化（SLM）成形技术制备了Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金，测试了不同热处理工艺下材料的显微硬度和拉伸性能，得到力学性能最佳的热处理工艺为300℃/5 h，并利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析了热处理对合金组织性能的影响。结果表明：沉积态微观组织由沿沉积高度方向交替生长的柱状晶与等轴晶及细小第二相粒子组成，少量纳米级Al_3Sc和Al_6Mn粒子分布于晶内。经过热处理后，初生Al_3Sc和Al_6Mn粒子长大，晶粒尺寸发生轻微的粗化现象。热处理态试样抗拉强度为（556±2.3） MPa，较沉积态试样提高21%；断后伸长率为14.2%±1.2%，较沉积态试样没有明显变化，这主要由于热处理后的大量纳米或微纳米级第二相弥散析出所产生的沉淀强化导致，弥散的第二相同时分布于晶界和晶粒内部。在SLM成形过程中产生的热应力会导致沉积态晶粒内部产生位错，位错会导致沉积态试样的应力-应变曲线在塑性变形阶段出现明显的波动现象，热处理后消除了位错，波动现象消失。热处理降低了合金的残余应力和位错密度，保证了合金的良好塑性。
2024年03期 v.48;No.336 325-335页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K] - 赵志豪;黄正华;陶平均;陈峰;闫志巧;
采用真空电弧炉制备了Al_(0.3)CoCrFeNiNb_x(x为摩尔比，x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0)高熵合金棒材，用X射线衍射（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、显微维氏硬度计和万能试验机对合金的微观组织和性能进行了研究。结果表明，Al_(0.3)CoCrFeNi合金的微观组织为单相面心立方（fcc）；添加Nb后，合金由fcc相和Laves相组成，并随着Nb含量的增加，Laves相体积分数逐渐增多；至Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(1.0)时，基体相从fcc相变为Laves相。Al_(0.3)CoCrFeNiNb_x合金组织随Nb含量变化经历了亚共晶到过共晶的转变，同时衍射峰（111）fcc先向小角度移动后向大角度移动，晶格常数先增大后减小。Nb元素的增加可以有效提高Al_(0.3)CoCrFeNiNb_x合金的强度和硬度，硬度呈近似线性增加，从Al_(0.3)CoCrFeNi合金的HV 152提高至Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(1.0)合金的HV 745，提高了390%; Al_(0.3)CoCrFeNi合金和Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(0.1)合金呈现出优异的压缩塑性（不断裂）；随着Nb含量的继续增加，Al_(0.3)CoCrFeNiNb_x合金的抗压强度先提高后降低，而塑性降低。Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(0.5)合金具有最优的综合力学性能，其抗压强度和维氏硬度分别为2397 MPa和HV 613。
2024年03期 v.48;No.336 336-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K] - 赵燕春;张文强;师自强;冯力;张东;寇生中;
采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼和铜模负压吸铸法制备了（Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(100-x)Cu_x,(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(100-x)Ag_x以及（Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(100-2x)Cu_xAg_x (x=0,0.5,1,1.5和2；原子分数）3种中熵合金体系，探究了通过添加正的混合焓元素Cu,Ag合金化于面心立方（fcc）结构的中熵合金基体，调控组织制备了双相fcc的新型中熵合金，并采用Olson-Cohen热力学模型计算fcc中熵合金的层错能时忽略间隙原子偏聚对fcc中熵合金的影响。结果表明，分别添加Cu,Ag以及Cu和Ag元素混合添加后，原子尺寸差电负性增大、价电子浓度减小，促进固溶体结构形成。中熵合金系为fcc相结构，随着Cu,Ag元素含量的增加，层错能降低同时细化晶粒，合金的综合力学性能提高。当Cu,Ag含量均为2%时，合金中出现两种不同的fcc结构，其中fcc1为贫Cu/Ag的基体相，fcc2富含Cu/Ag，且基体相在形变过程中诱发相变产生密排六方（hcp）相。（Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(97)Cu_(1.5)Ag_(1.5)中熵合金的综合力学性能较为优异，其屈服强度、断裂强度以及塑性应变分别为1106.73 MPa,2604.32 MPa和25.91%。
2024年03期 v.48;No.336 345-354页 [查看摘要][在线阅读][下载 1667K] - 龚长帅;薛绪岩;王渤文;王建通;冯晓雯;王雪娇;
宽带绿光荧光粉在克服荧光粉转换白光LED (pc-WLED)蓝绿（青色）470～510 nm波段的缺失问题，实现高显色指数白光照明中有重要应用。采用普适的高温固相法合成一种以Bi~(3+)为激活剂的发射宽带绿光荧光粉（Lu_(0.99)Bi_(0.01)）_2WO_6。采用共掺杂La~(3+)的策略对（Lu_(0.99-x)La_xBi_(0.01)）_2WO_6(x=0～0.25)系列荧光粉的物相、形貌及发光性能进行调控，并采用X射线衍射（XRD）、 Rietveld精修、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、 X射线光电子能谱（XPS）及光致发光等检测手段对样品进行了研究。结果表明，La~(3+)掺杂可显著提高（Lu_(0.99-x)La_xBi_(0.01)）_2WO_6样品的结晶性（x≤0.10）及发光强度，并在x>0.20时开始发生相变。La~(3+)掺杂对样品的微观形貌有显著影响，得益于La~(3+)掺杂获得了尺寸均匀分散性较好的微米棒形貌。在346 nm波长激发下，（Lu_(0.99-x)La_xBi_(0.01)）_2WO_6样品在400～800 nm范围内呈现出宽带绿色发射，半峰宽（FWHM）可达135 nm，最强峰位于515 nm处，对应于Bi~(3+)的~3P_1→1S_0跃迁。荧光粉呈现宽带激发，激发范围覆盖了200～400 nm的波长区域，与商用紫外LED匹配良好。采用所得的宽带绿光荧光粉（（Lu_(0.94)La_(0.05)Bi_(0.01)）_2WO_6）与商用CaAlSiN_3:Eu~(2+)红色荧光粉、 BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)蓝色荧光粉及365 nm商用芯片制作出具有较高的显色指数（R, R_a=93, R1～R15均大于80），较低色温（相关色温（CCT）=3928 K）的暖白光pc-LED器件，表明（Lu_(0.99-x)La_xBi_(0.01)）_2WO_6荧光粉在高质量的暖白光LED照明方向有较大的应用潜力。
2024年03期 v.48;No.336 355-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 1677K] - 王楠;宋贵宏;陈雨;李贵鹏;胡方;吴玉胜;杜昊;
采用磁控溅射的方法和粉末真空烧结的Cu-Se合金靶材，使用高真空磁控溅射技术在单晶Si(100)衬底上制备掺杂Ni的β-Cu_2Se热电薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电子探针和能谱仪（EDS）分别研究薄膜的相组成、表面和截面形貌、微区元素含量与分布。利用塞贝克（Seebeck）系数/电阻分析系统LSR-3测量沉积薄膜的Seebeck系数和电阻率，研究Ni含量对β-Cu_2Se薄膜热电性能的影响。结果表明，使用烧结的Cu-Se合金靶材和利用磁控溅射技术可制备出仅有单一β-Cu_2Se相的薄膜，Ni掺杂没有改变β-Cu_2Se相结构，而是在薄膜中形成替位式固溶体，沉积薄膜具有高度（111）晶面择优取向。在沉积的β-Cu_2Se薄膜中，当Cu与Ni原子含量之和与Se原子含量比（（[Cu]+[Ni]）/[Se]）大于2.0，具有p型导电特征。随Ni含量的增加，沉积β-Cu_2Se薄膜的载流子浓度增加，而载流子迁移率下降。在所研究的温度范围内，掺杂Ni薄膜的电阻率和Seebeck系数均随着Ni掺杂量的增加而减小，并且都低于未掺杂薄膜。Ni掺杂量为1.80%（原子分数）的薄膜，因其电阻率和Seebeck系数适当，功率因子最大，高于未掺杂薄膜。掺杂适量Ni可有助于提高β-Cu_2Se薄膜的功率因子。
2024年03期 v.48;No.336 365-377页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K] - 赵明;孙陆军;黄望哩;肖尊奇;姜志忠;
近年来，高温热电材料SiGe合金的制备工艺不断优化，其热电优值得到不断提升，作为温差发电器件材料在未来深空探测装备发电应用中展现出巨大的应用价值。基于目前研究发展的SiGe合金，在考虑接触电阻与热阻的基础上，利用ANSYS软件构建了平面型SiGe热电器件的仿真模型，分析电极厚度、电偶臂间距、电偶臂结构、热损和热端温度变化对器件输出性能影响。结果表明，器件开路电压和最大输出功率分别为0.315 V和0.56 W，与器件实验结果的误差均小于5%，模型具有较好的计算精度。减小热端SiMo电极厚度和电偶臂间距有效提高了器件输出性能，当器件电极厚度为1 mm，电偶臂间距为3 mm时，输出功率和热电效率达0.85 W和6.80%。结构设计发现，当n型和p型电偶臂横截面积比为0.90时，输出功率获得最大值；面积比为1.10时，转换效率获得最大值。器件与环境之间换热系数的增大有利于输出功率的提高，但转换效率大幅降低。器件输出性能变化相对热端温度变化具有滞后性，温度阶跃变化之后重新达到稳态所需要的时间为0.048 s，大于温度线性变化重新达到稳态所需要的时间0.022 s。研究结果可为后续器件的加工制备提供理论指导。
2024年03期 v.48;No.336 378-387页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K] - 杨西荣;王苗;刘晓燕;李兆;罗雷;何晓梅;
仿真模拟预测电铸过程中铸造层的厚度变化是指导生产降低成本、提升电铸质量的重要方式。微型探针针管由于尺寸小、表面及理化性能要求高，一直是材料制备过程的难点。通过电化学测试确定模型输入参数，利用COMSOL软件电镀模块对电铸沉积过程进行了仿真，模拟电铸阴极表面电流密度（I）分布，探究了不同电流密度下铸层达到相同厚度时的沉积时间，并计算了模拟沉积速率。利用扫描电镜（SEM）和白光干涉仪研究了实际制备过程中样品的表面形貌和粗糙度，并与模拟过程进行了对比，结果表明：在焦磷酸盐电铸铜的体系下，当反应温度为35℃，体系pH为8.6±0.1时，I取3.5 A·dm~(-2)，预测厚度达到90μm时，电铸过程中铸层厚度误差和反应时间误差最小，分别为0.55%和5.00%，此时样品铸层表面最为致密，放大后表面晶粒细小、结合紧密，且粗糙度最小、表面质量最高。模拟结果与实验结果具有良好的一致性，表明利用COMSOL模拟电铸过程铜沉积制备微型探针是可行的。
2024年03期 v.48;No.336 388-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K]