检索结果-内蒙古大学图书馆

上海大学学报(自然科学版) 2025年第1期31卷 94-104页

作者：郑晨刘艳洁李学文余童昕胡涵刘轶上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海电子信息职业技术学院机械与能源工程学院上海201411

高通量合金制备实验系统通过多工位、小样品的自动化合成,可以降低单个样品的制备时间和成本,提高材料的合成效率.为了阐明新型高通量合金制备的工艺和微观结构特点,使用自主设计的高通量自动电弧熔炼系统制备了CuCrZr小样品合金,优化... 详细信息

高通量合金制备实验系统通过多工位、小样品的自动化合成,可以降低单个样品的制备时间和成本,提高材料的合成效率.为了阐明新型高通量合金制备的工艺和微观结构特点,使用自主设计的高通量自动电弧熔炼系统制备了CuCrZr小样品合金,优化电弧熔炼的工艺参数,探究合金元素收得率,并考察其微观组织形貌.研究结果发现,在熔炼电流为200 A时铜合金样品的烧损稳定、铸锭质量较好,并根据Cr和Zr烧损情况拟合了相应元素的收得公式.选取3种典型成分铜合金(低Cr高Zr、低Cr低Zr和高Cr低Zr)的铸态组织进行分析,发现合金铸锭组织中心区域为粗大柱状晶,铜坩埚底部靠近水冷区域存在薄的细晶层.铸态CuCrZr合金中析出相分布在枝晶间隙,富Cr相为(Cu+Cr)共晶相,富CuZr相为Cu_(51)Zr_(14)和Cu_(5)Zr,与相图和文献报道一致.性能测量表明,合金元素的添加能够提高合金的硬度,但降低了其电导率.证明了高通量小样品合金制备的可行性和有效性,为其推广到常规样品制备和工业化生产提供了参考依据.

关键词：高通量实验小样品 CuCrZr 合金电弧熔炼工艺微观组织

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纳米多孔铜银双金属的制备及其SERS性能

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上海大学学报(自然科学版) 2025年第1期31卷 134-142页

作者：吴琳张玲潘登上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

纳米多孔双金属不仅具有独特的三维纳米结构,还可提供双金属协同光学特性,成为表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)的良好候选材料.以锆铜银非晶合金为前驱体,采用脱合金工艺制备纳米多孔铜银双金属SERS基底.具... 详细信息

纳米多孔双金属不仅具有独特的三维纳米结构,还可提供双金属协同光学特性,成为表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)的良好候选材料.以锆铜银非晶合金为前驱体,采用脱合金工艺制备纳米多孔铜银双金属SERS基底.具有均匀纳米孔隙的基底表现出优异的SERS性能,对罗丹明6G(rhodamine 6G,R6G)和结晶紫(crystal violet,CV)的检测限分别达到10^(−16)和10^(−10) mol/L.同时,所制备基底具有良好的均匀性和稳定性.简单、高效、低成本纳米多孔铜银的制备为高性能SERS基底的实现提供了新思路.

关键词：表面增强拉曼散射纳米多孔铜银双金属超灵敏检测

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热电材料的第一性原理高通量研究

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无机材料学报 2019年第3期34卷 236-246页

作者：李鑫席丽丽杨炯上海大学材料基因组工程研究院上海200444

热电材料是一种新型能量转换材料,在温差发电或通电制冷等领域具有广泛应用。热电优值ZT值是衡量热电材料能量转换效率的关键参数,ZT值要求热电材料具有优异的电输运性能及较低的热导率。传统第一性原理热电材料研究往往关注少量样本下... 详细信息

热电材料是一种新型能量转换材料,在温差发电或通电制冷等领域具有广泛应用。热电优值ZT值是衡量热电材料能量转换效率的关键参数,ZT值要求热电材料具有优异的电输运性能及较低的热导率。传统第一性原理热电材料研究往往关注少量样本下的电热输运性质理解与优化,很难得到系统性的规律,也不利于新体系的设计优化。材料基因组计划力求通过大数据、高通量手段去加速材料设计与发现,具有广阔的发展前景。在热电材料研究领域,第一性原理高通量计算也将在新材料预测与性能优化等方面起到越来越重要的作用。另一方面,高通量研究也带来了新的挑战,譬如电热输运性质的高通量算法发展、大数据分析手段等等,这些方面的问题决定了高通量方法在材料应用中的效率与准确性。本文综述了热电材料中现有的电热输运性质高通量计算方法,介绍了这些方法具体的应用案例,并对高通量与热电材料结合的未来发展趋势进行了展望。

关键词：高通量第一性原理热电材料电热输运综述

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基于Voronoi图结构描述的有机无机杂化钙钛矿带隙机器学习

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硅酸盐学报 2023年第2期51卷 397-404页

作者：王径舟欧阳润海上海大学材料基因组工程研究院上海200444

有机-无机杂化钙钛矿因其优异的物理化学性质在太阳能电池及其他光电器件中有重要应用。其中,带隙是材料设计中必须考虑的一个关键物理量。利用机器学习建立准确的带隙模型可以帮助快速预测新材料。本工作通过研究基于Voronoi图方法的... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿因其优异的物理化学性质在太阳能电池及其他光电器件中有重要应用。其中,带隙是材料设计中必须考虑的一个关键物理量。利用机器学习建立准确的带隙模型可以帮助快速预测新材料。本工作通过研究基于Voronoi图方法的结构特征对机器学习的重要性发现,相比于只有元素特征的机器学习,通过加入Voronoi图结构描述特征,符号回归(VS-SISSO)、人工神经网络(ANN)和随机森林(RF)建立的带隙模型精度均有提升。由于符号回归模型相对简单,Voronoi图结构特征的重要性在该方法中体现最高。以上3种机器学习方法给出的模型预测能力接近,但符号回归模型具有明确的数学表达式,透明度相对更高。特征重要性分析表明,Voronoi图结构特征在所有输入特征中的重要性最高。本工作展示了Voronoi图结构特征在提升机器学习模型准确度及可解释性方面的重要价值。

关键词：有机-无机杂化钙钛矿带隙 Voronoi图机器学习符号回归

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纳米镍双晶中晶粒和晶界力学性质尺度依赖性理论推导及MD模拟

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中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1069-1078页

作者：胡旻浩孙升张统一上海大学材料基因组工程研究院上海200444

本文基于界面本征应力模型和非线弹性本构,研究了面心立方(FCC)纯镍晶界为∑5的双晶,推导出各向异性双晶模型中晶粒和晶界等效力学性质的尺寸依赖解析公式,开展了分子动力学模拟计算验证了理论解析公式,确定了晶界的材料参数.这些解析... 详细信息

本文基于界面本征应力模型和非线弹性本构,研究了面心立方(FCC)纯镍晶界为∑5的双晶,推导出各向异性双晶模型中晶粒和晶界等效力学性质的尺寸依赖解析公式,开展了分子动力学模拟计算验证了理论解析公式,确定了晶界的材料参数.这些解析公式可以准确预测不同尺寸厚度纯镍(∑5晶界)双晶的力学行为.结果显示,晶界具有比晶粒更小的双轴模量,这导致了双晶的表观双轴模量随模型厚度的增加而增加.该理论模型能够准确描述双晶模型中由晶界本征应力引起的弛豫过程以及模型等效力学性质的尺寸依赖行为,可以直接推广用于其他纳米双晶系统.

关键词：纳米晶尺寸依赖晶界本征应力模型非线弹性

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机器学习在热电材料领域中的应用

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硅酸盐学报 2023年第2期51卷 499-509页

作者：盛晔宁金妍杨炯上海大学材料基因组工程研究院之江实验室

热电材料是环境友好型能源转换材料,涉及的体系十分多样。其性能优化是一个多参数协调的复杂问题,一直是研究者们关注的热点。虽然热电的计算模拟方法和实验方法发展迅速,但是热电材料的搜索效率仍需要进一步提高。机器学习具有计算成... 详细信息

热电材料是环境友好型能源转换材料,涉及的体系十分多样。其性能优化是一个多参数协调的复杂问题,一直是研究者们关注的热点。虽然热电的计算模拟方法和实验方法发展迅速,但是热电材料的搜索效率仍需要进一步提高。机器学习具有计算成本低和预测速度高的优势,可以快速缩小搜索空间,加快对热电材料结构和性能优化的研究。本综述从数据类型的角度出发,介绍了热电材料中的小样本数值数据(数据量约为102),大样本数值数据(数据量大于104)及图片数据中机器学习的应用和研究进展,进一步详细地讨论了在不同的数据类型中研究热电材料的结构和性能所使用的不同的机器学习算法模型,并对其未来的发展趋势和应用方向进行了展望。

关键词：热电材料机器学习图卷积神经网络

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晶界非晶结构对Sialon陶瓷多层次相关系的调控:回顾与展望

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无机材料学报 2018年第2期33卷 147-152页

作者：顾辉上海大学材料科学与工程学院材料基因组工程研究院上海200444

Sialon陶瓷相图和Si3N4陶瓷晶界非晶层是陶瓷学科独立发展后两个具有代表性的基础研究高峰。虽然这两类陶瓷只在成分上体现出细小的差异,并且在实际应用甚至微结构研究时大多将其忽略,但反映出相图与晶界在结构层次、研究思路和方法上... 详细信息

Sialon陶瓷相图和Si3N4陶瓷晶界非晶层是陶瓷学科独立发展后两个具有代表性的基础研究高峰。虽然这两类陶瓷只在成分上体现出细小的差异,并且在实际应用甚至微结构研究时大多将其忽略,但反映出相图与晶界在结构层次、研究思路和方法上的鸿沟。进入本世纪后,本颗题组在发展针对微区成分的分析电镜技术的同时,尝试将Sialon陶瓷的相图和微结构通过掺杂物的分布规律开展协同研究,获得了晶界非晶成分与相关系的多种联系。这为Sialon陶瓷相变机理研究开辟了新的可能,也为陶瓷体系的跨尺度结构-性能关系预测、设计与全周期调控提供了不同的研究思路。

关键词： Sialon陶瓷相图晶界结构分析电镜相变综述

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电流变液智能材料的研究进展

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中国材料进展 2018年第10期37卷 803-810页

作者：梁宇岱徐志超袁欣巫金波温维佳上海大学材料基因组工程研究院上海200444

电流变液是一种电响应智能材料,由微纳米尺寸的介电颗粒分散在绝缘油中组成。从发现到现在的70余年中,虽然出现了种类繁多的电流变液,但是由于存在力学性能、沉降性能、再分散性能、零场黏度和电流密度等方面的问题,制约了电流变液在实... 详细信息

电流变液是一种电响应智能材料,由微纳米尺寸的介电颗粒分散在绝缘油中组成。从发现到现在的70余年中,虽然出现了种类繁多的电流变液,但是由于存在力学性能、沉降性能、再分散性能、零场黏度和电流密度等方面的问题,制约了电流变液在实际工业中的应用。巨电流变液的出现在一定程度上推进了电流变液的发展,但距离实现真正的工业化还有一些问题有待解决。主要从电流变液分散相、连续相和添加剂3个方面介绍了近期的研究成果,着重介绍了近期出现的4类具有代表性的分散相颗粒。并简单总结了电流变液的应用方向和前景、研究现状和未来发展方向。

关键词：电流变液巨电流变液连续相分散相添加剂

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稀土稳定四方多晶氧化锆陶瓷相变微结构的表征

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硅酸盐学报 2019年第8期47卷 1057-1064页

作者：陈威胡冬力顾辉邢娟娟上海大学材料基因组工程研究院材料科学与工程学院

基于扫描电镜搭建的表征技术与分析方法集约研究平台,针对钕钇共掺氧化锆陶瓷开展了相变微结构的系统性定量研究。在推进抛光、成像、能谱及背散射通道衍射等技术的协同运用与集成发展的过程中,逐步探讨四方多晶氧化锆陶瓷的复相关系及... 详细信息

基于扫描电镜搭建的表征技术与分析方法集约研究平台,针对钕钇共掺氧化锆陶瓷开展了相变微结构的系统性定量研究。在推进抛光、成像、能谱及背散射通道衍射等技术的协同运用与集成发展的过程中,逐步探讨四方多晶氧化锆陶瓷的复相关系及相变行为。对比分析得到了适用于相鉴别和能谱定量分析的最佳制样方法,并研究了束斑扩展效应对能谱定量结果的影响,进一步结合二次电子和背散射电子成像及分析以解析双相氧化锆陶瓷的相变诱发行为。定量微结构与相关系研究的结合,不但揭示了烧结过程的微观图像,对相变机理的理解及调控也提供了新的可能。

关键词：四方多晶氧化锆陶瓷扫描电子显微镜能谱仪离子刻蚀相变

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Se替代Te对BiCuTeO电热输运性能的影响

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物理学报 2019年第7期68卷 253-260页

作者：黄平游理梁星张继业骆军上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海大学材料基因组工程研究院上海200444

层状氧硫族化合物由于其本征的低晶格热导率和可观的热电性能吸引了广泛关注,其中以BiCuSeO化合物的热电性能最为优异.但是,其同晶型化合物BiCuTeO,由于带隙较小且存在大量本征Cu空位,导致载流子浓度较高,热电性能较差,从而研究较少.针... 详细信息

层状氧硫族化合物由于其本征的低晶格热导率和可观的热电性能吸引了广泛关注,其中以BiCuSeO化合物的热电性能最为优异.但是,其同晶型化合物BiCuTeO,由于带隙较小且存在大量本征Cu空位,导致载流子浓度较高,热电性能较差,从而研究较少.针对BiCuTeO存在的上述问题,本文利用Se替代部分Te,以期能够展宽带隙并减少Cu空位,提高其热电性能.采用固相反应结合快速热压烧结制备了BiCuTe_(1-x)Se_xO(x=0, 0.1, 0.2, 0.3和0.4)块体热电材料,并系统地研究了该体系的电热输运性能.研究结果表明,利用Se替代Te,可以使BiCuTeO导电层化学键强度增加、带隙增大、载流子有效质量增加以及载流子散射增强,从而导致载流子浓度和迁移率同时降低,进而电导率随着Se含量增加而剧烈降低, Seebeck系数则显著增大.由于综合电输运性能恶化,功率因子随着Se含量增加而减小,导致热电优值zT随着Se含量增加而降低.最终,Se含量为x=0.1的样品,在室温和723 K时的zT值分别达到约0.3和0.7,仍然在较宽温区内保持较高的zT值.由于Se替代Te改变了BiCuTeO的能带结构,通过载流子浓度优化,有望进一步提高其热电性能.

关键词： BiCuTeO BiCuSeO 能带结构热电性能

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