检索结果-内蒙古大学图书馆

含Nb奥氏体不锈钢中NbC的液态Pb-Bi共晶腐蚀行为及其对氧化层形成的影响

金属学报 2025年第2期61卷 287-296页

作者：吴炀谢昂陈胜虎姜海昌戎利建中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

新型Nb稳定化奥氏体钢被视为铅冷快堆的候选结构材料,在制备或服役过程中会产生初生或二次NbC,NbC在液态铅铋中的腐蚀行为及其对材料耐腐蚀性能的影响目前尚不明确。采用SEM、EPMA、XRD、TEM等手段研究了一种含Nb奥氏体不锈钢分别在550... 详细信息

新型Nb稳定化奥氏体钢被视为铅冷快堆的候选结构材料,在制备或服役过程中会产生初生或二次NbC,NbC在液态铅铋中的腐蚀行为及其对材料耐腐蚀性能的影响目前尚不明确。采用SEM、EPMA、XRD、TEM等手段研究了一种含Nb奥氏体不锈钢分别在550和600℃静态饱和氧液态Pb-Bi共晶(LBE)中的腐蚀性能,重点考察了腐蚀过程中初生NbC的演化行为及其对氧化层形成的影响。结果表明,550℃下初生NbC的氧化倾向与其在样品中的分布位置有关,位于样品原始表面的NbC易发生氧化,而位于样品内部的NbC则不会发生氧化,这是由于内氧化层中的氧分压尚未达到NbC氧化所需的平衡氧分压。温度提高至600℃后,氧分压达到了NbC氧化的平衡氧分压,位于样品原始表面以及样品内部的NbC均会发生氧化。NbC氧化成Nb_(2)O_(5)的Pilling-Bedworth比(PBR)大于2,对周边区域的氧化层产生较大的压应力,导致氧化态NbC周围氧化层中产生微裂纹。同时,NbC氧化伴随着CO_(2)气体的产生,位于样品内部的NbC氧化产生的CO_(2)降低了氧化层致密性,使得氧化层的生长速率加快。

关键词：含Nb奥氏体不锈钢初生NbC Pb-Bi腐蚀氧化机制

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HfO_(2)基铁电材料准静态负电容机理

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北京工业大学学报 2025年第3期51卷 269-276页

作者：尹志岗董昊程勇吴金良张志伟张兴旺中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室北京100083 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

HfO_(2)基铁电薄膜的负电容现象提供了解决微纳电子器件功耗问题的可行策略,但其物理图像却一直饱受争议。基于Landau-Devonshire和Landau-Khalatnikov方程,对铁电HfO_(2)/介质双层体系开展了理论模拟。结果表明:根植于零场吉布斯自由... 详细信息

HfO_(2)基铁电薄膜的负电容现象提供了解决微纳电子器件功耗问题的可行策略,但其物理图像却一直饱受争议。基于Landau-Devonshire和Landau-Khalatnikov方程,对铁电HfO_(2)/介质双层体系开展了理论模拟。结果表明:根植于零场吉布斯自由能及准静态极化-电场曲线的准静态负电容理论,难以如实反映极化-电场动态演化轨迹。与准静态负电容理论的预言不同,HfO_(2)/介质体系的负电容强烈依赖于介质层分压效应,具有瞬态属性。回滞现象与Landau-Khalatnikov方程中的阻尼系数相关,本质上起源于热耗散过程,基于电容匹配原理很难完全消除回滞。与阻尼系数相关的热耗散随频率增大而急剧增加,因此负电容场效应晶体管并不适用于高频应用领域。该研究有助于深入理解HfO_(2)基体系中的负电容物理起源。

关键词：负电容极化-电压曲线回滞吉布斯自由能热耗散氧化铪基铁电材料

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高压下GaAsSb纳米线室温光致发光特性研究

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物理学报 2025年第6期74卷 256-263页

作者：殷雪彤廖敦渊潘东王鹏刘冰冰吉林大学超硬材料国家重点实验室长春130012 中国科学院半导体研究所半导体芯片物理与技术全国重点实验室北京100083

三元砷锑化镓(GaAsSb)纳米线具有直接带隙电子结构,通过调节锑含量可实现其近红外波段发光波长在870—1700 nm范围内的超宽带调谐,在近红外微纳光学器件方面具有十分重要应用前景.但由于高密度表面态的存在,砷锑化镓纳米线室温发光效率... 详细信息

三元砷锑化镓(GaAsSb)纳米线具有直接带隙电子结构,通过调节锑含量可实现其近红外波段发光波长在870—1700 nm范围内的超宽带调谐,在近红外微纳光学器件方面具有十分重要应用前景.但由于高密度表面态的存在,砷锑化镓纳米线室温发光效率低、难以观测,这导致其光学性质研究主要集中在低温条件下,严重阻碍了其室温条件下的光学性质的调控研究及器件化应用.本文利用高压策略结合荧光光谱与拉曼光谱技术,在室温条件下进行砷锑化镓纳米线光学性质的调控研究.研究表明,通过压力的施加,在0-2.8 GPa的压力范围内,砷锑化镓纳米线的室温荧光获得显著增强,并且发光波长可以通过压力实现原位调控.同时,砷锑化镓纳米线的发光性质与激发光波长相关,相对于473 nm激发光波长,514 nm和633 nm波长对应的发光效率更高.高压原位拉曼光谱研究表明,短波长473 nm激光辐照砷锑化镓纳米线可以产生显著的光热效应,抑制光发射,而高压策略可以有效降低光热效应对于砷锑化镓纳米线光学性质的影响.

关键词：砷锑化镓纳米线高压室温发光

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聚变增殖包层用低活化9Cr-ODS钢的室温低周疲劳行为

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金属学报 2025年第2期61卷 323-335页

作者：王旗涛李艳芬张家榕李尧志付海阳李新乐严伟单以银中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

在现有研究中,低活化9Cr-ODS钢虽然具有优异的高温性能,但其低周疲劳性能及微观组织演变规律尚未全面揭示,本工作旨在揭示其在不同应变幅下的循环响应和裂纹扩展特性。采用应变控制测试方法,研究了低活化9Cr-ODS钢在0.3%~0.8%应变幅范... 详细信息

在现有研究中,低活化9Cr-ODS钢虽然具有优异的高温性能,但其低周疲劳性能及微观组织演变规律尚未全面揭示,本工作旨在揭示其在不同应变幅下的循环响应和裂纹扩展特性。采用应变控制测试方法,研究了低活化9Cr-ODS钢在0.3%~0.8%应变幅范围内的室温低周疲劳性能,包括循环应力响应曲线、滞后回线、应变幅与寿命以及应力幅与塑性应变的关系,给出了相应的疲劳参数,并分析了疲劳过程中微观组织演变、疲劳断口形貌及裂纹扩展特性等。结果表明,9Cr-ODS钢的循环应力响应行为与应变幅有关。随应变幅增加,材料的峰值拉应力增加,疲劳寿命降低,循环应变-寿命满足Coffin-Manson关系。9Cr-ODS钢在所有应变幅下未出现明显的循环硬化,但在0.5%~0.8%较高应变幅范围内发生了一定的循环软化。微观组织分析表明,随循环应变幅增加,亚结构发生了回复,位错密度降低,平均晶粒尺寸及大角度晶界占比逐渐增加,从而导致9Cr-ODS钢的循环软化。疲劳裂纹起源于样品表面,但裂纹源附近均未发现明显的夹杂物或析出相。裂纹以穿晶方式扩展,9Cr-ODS钢细的原始奥氏体晶界及亚晶界对裂纹扩展具有强烈的抑制作用。此外,在相同低应变幅且不降低循环疲劳寿命条件下,9Cr-ODS钢所能承受的峰值拉应力达到低活化铁素体/马氏体钢的2倍,显示出较优越的低周疲劳强度。

关键词： ODS钢低周疲劳疲劳寿命微观组织断裂特征

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基于级联多模干涉耦合器的模式选择开关

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光子学报 2025年第3期54卷 154-166页

作者：王曼卓姚振涛孙朝阳张越方记民孙小强吴远大张大明吉林大学电子科学与工程学院集成光电子国家重点实验室中国科学院大学材料科学与光电技术学院中国科学院半导体研究所光电材料与器件重点实验室

提出并制备了一种由1×3多模干涉（Multimode Interference,MMI）耦合器和3×3 MMI耦合器级联构建的二氧化硅波导模式选择开关，通过热光调制改变输入至3×3 MMI耦合器光信号的相位，可实现一阶模(E10)输入转换为基模(E00)... 详细信息

提出并制备了一种由1×3多模干涉（Multimode Interference,MMI）耦合器和3×3 MMI耦合器级联构建的二氧化硅波导模式选择开关，通过热光调制改变输入至3×3 MMI耦合器光信号的相位，可实现一阶模(E10)输入转换为基模(E00)，并有选择地从目标端口输出；当输入为基模(E00)时，E00可直接由选定端口输出。开关采用光束传播方法（Beam Propagation Method,BPM）进行设计和优化，并且通过标准CMOS技术制备。测试结果表明，一阶模(E10)在两个输出端口间切换时，驱动功耗分别为170 mW和395.3 mW。在1 523～1 556 nm波长范围内，三个输出端口的插入损耗、串扰和消光比分别≤10 dB、≤-15 dB和≥15 dB。开关的上升时间为0.941 8 ms，下降时间为1.042 ms。所提出的模式选择开关在片上信号路由应用中具有良好的潜力。

关键词：光通信多模干涉模分复用模式开关二氧化硅波导

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原位反应/热压合成Ti_(2)AlC-20TiB_(2)复合材料在1000~1300℃空气中的高温氧化行为

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无机材料学报 2025年第1期40卷 31-38页

作者：王文婷徐敬军马科李美栓李兴超李同起中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术重点实验室北京100076

Ti_(2)AlC是MAX相材料中抗氧化性能最好的化合物之一,在高温结构材料和高温抗氧化防护涂层领域具有潜在的应用前景,然而其强度和硬度不足,在高温领域的应用受到限制。为了提升Ti2AlC的性能,本研究采用原位固-液相反应/热压方法成功合成... 详细信息

Ti_(2)AlC是MAX相材料中抗氧化性能最好的化合物之一,在高温结构材料和高温抗氧化防护涂层领域具有潜在的应用前景,然而其强度和硬度不足,在高温领域的应用受到限制。为了提升Ti2AlC的性能,本研究采用原位固-液相反应/热压方法成功合成了Ti_(2)AlC-20%TiB2(体积分数)复合材料(简称Ti_(2)AlC-20TiB_(2)),分析了其在1000~1300℃的高温氧化行为,揭示了其高温抗氧化机理。结果表明:Ti_(2)AlC-20TiB_(2)复合材料的氧化动力学符合自然对数规律,比单相Ti_(2)AlC具有更优异的抗氧化性能。1200℃以下,氧化膜主要由Al_(2)O_(3)(内层)和TiO_(2)(外层)组成,而在1300℃时,氧化膜的外层则是TiO_(2)与Al_(2)TiO_(5)混合物。复合材料形成的Al_(2)O_(3)保护层比单相Ti_(2)AlC形成的更为致密,这是抗氧化性能优异的关键。引入的TiB_(2)颗粒减小了材料的晶粒尺寸,增加了短路扩散的晶界数量,有利于Al的选择性氧化,从而加速了Al_(2)O_(3)保护层的形成。TiB_(2)氧化过程中生成的B2O3能够填充微孔并修复微裂纹,有效阻止了O的内扩散,进一步提高了复合材料的抗氧化性能。

关键词： Ti_(2)AlC-TiB_(2)复合材料高温氧化行为氧化保护层高温抗氧化机理

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基于自旋的智能器件与物理神经网络进展

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科学通报 2025年第13期 1874-1883页

作者：刘祥语文辉雷坤兰修凯王开友中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室中国科学院大学材料科学与光电技术学院

在信息爆炸的时代,解决计算中不断升级的能源需求变得至关重要.传统的计算机系统面临性能限制,促使人们寻找新的计算范式.自旋电子器件以其非易失、速度快、高能效等特点,有望解决传统电子器件所面临的困境.本文从自旋人工电子突触、自... 详细信息

在信息爆炸的时代,解决计算中不断升级的能源需求变得至关重要.传统的计算机系统面临性能限制,促使人们寻找新的计算范式.自旋电子器件以其非易失、速度快、高能效等特点,有望解决传统电子器件所面临的困境.本文从自旋人工电子突触、自旋振荡器神经元、自旋人工神经网络和概率神经网络四个方面综述了基于自旋的智能器件和物理神经网络的最新研究进展.自旋电子器件的蓬勃发展及其在智能计算和信息存储等领域展现出的应用潜力有望激发新一轮的信息技术革命.

关键词：自旋电子器件物理神经网络自旋轨道矩存算一体神经形态计算

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2:14:1型高熵稀土永磁材料的反磁化机理

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物理学报 2025年第2期74卷 198-205页

作者：史镇华胡新哲周厚博田正营胡凤霞陈允忠孙志刚沈保根太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100190 太原科技大学山西省磁电功能材料与应用重点实验室太原030024 中国科学院赣江创新研究院赣州341000 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

稀土元素具有相似的基态电子性质,其独特的镧系收缩效应可以降低高熵材料中稀土元素的混合焓,这对于制备廉价且高性能的高熵稀土金属间化合物至关重要.本文在分析磁化和反磁化曲线的基础上,辅以Henkel曲线和磁黏滞系数S计算,研究了Nd_(1... 详细信息

稀土元素具有相似的基态电子性质,其独特的镧系收缩效应可以降低高熵材料中稀土元素的混合焓,这对于制备廉价且高性能的高熵稀土金属间化合物至关重要.本文在分析磁化和反磁化曲线的基础上,辅以Henkel曲线和磁黏滞系数S计算,研究了Nd_(11.76)Fe_(82.36)B_(5.88)(NdFeB),以及高熵稀土永磁合金化合物(La_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2)Dy_(0.2))_(11.76)Fe_(82.36)B_(5.88)和(La_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2)Tb_(0.2))_(11.76)Fe_(82.36)B_(5.88)等快淬条带的反磁化机理.研究结果发现,与纯NdFeB相比,高熵稀土永磁材料的晶间耦合作用显著增强,而磁偶极相互作用减弱.这表明,含重稀土的高熵材料中元素扩散机制在使样品均匀化的同时,其矫顽力有大幅度提高,矫顽力机制为硬磁相晶粒中的反磁化畴形核.(La_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2)Dy_(0.2))_(11.76)Fe_(82.36)B_(5.88)的磁黏滞系数大于纯NdFeB,(La_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2)Tb_(0.2))11.76 Fe_(82.36)B_(5.88)由于硬磁相反转与磁晶间耦合作用不同步,导致样品在具有较大各向异性场的同时,磁黏滞系数较小.这表明高熵稀土永磁材料的反磁化机理与传统稀土永磁材料显著不同,值得进一步深入研究.

关键词：高熵永磁体 Henkel 磁晶间耦合作用磁黏滞系数

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固溶温度和时效时间对Inconel 617高温合金微观组织与力学性能的影响

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材料工程 2025年第1期53卷 121-130页

作者：王庆鹏刘生孙明月贾震徐斌吴升清陈轶杰沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016 苏州实验室江苏苏州215123 中国北方车辆研究所北京100072

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等研究固溶温度和时效时间对Inconel 617高温合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:Inconel 617合金固溶态组织中主要析出相为M23C6型碳化物,且优先于晶界处形核长大;随着固溶温度的... 详细信息

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等研究固溶温度和时效时间对Inconel 617高温合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:Inconel 617合金固溶态组织中主要析出相为M23C6型碳化物,且优先于晶界处形核长大;随着固溶温度的升高,晶界及晶内碳化物经历先长大后溶解两个过程,合金平均晶粒尺寸生长速率提高。随着时效时间的延长,γ′相弥散析出且均匀分布于组织中,呈现数量减少、尺寸增大的趋势。γ′相尺寸增大,其晶格错配度随之增大,γ′相周围的弹性应变场增强,强化效果更加明显。高温拉伸性能测试表明:随固溶温度的升高,Inconel 617合金在750℃时抗拉强度和屈服强度逐渐降低,而在900℃时抗拉强度和屈服强度逐渐提高。在≤750℃时Inconel 617合金晶界强度高于晶内强度,而在900℃时晶内强度则高于晶界强度。随时效时间的延长,Inconel 617合金在750℃时抗拉强度和屈服强度逐渐提高。

关键词： Inconel 617合金固溶时效碳化物 γ′相力学性能

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在碳化物陶瓷中构筑金属原子层分相共生结构

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无机材料学报 2025年第1期40卷 17-22页

作者：鲍伟超郭晓杰辛晓婷彭湃王新刚刘吉轩张国军许钫钫中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 东华大学功能材料研究中心纤维材料改性国家重点实验室上海201620 中国科学院大学材料科学与光电子功能中心北京100049

在保持结构陶瓷高硬度的同时提高其韧性和塑性,可以显著拓展其在极端环境中的应用前景,其中微结构设计是一项重要策略。本工作研究了在碳化物陶瓷中构筑金属单原子层分相共生结构的可行性。以过渡金属单质、石墨和少量Al为原材料,采用... 详细信息

在保持结构陶瓷高硬度的同时提高其韧性和塑性,可以显著拓展其在极端环境中的应用前景,其中微结构设计是一项重要策略。本工作研究了在碳化物陶瓷中构筑金属单原子层分相共生结构的可行性。以过渡金属单质、石墨和少量Al为原材料,采用放电等离子体烧结工艺在1900℃和30 MPa压力下制备不同组元数的过渡金属碳化物陶瓷,发现只有高熵(TiZrHfNbTa)C陶瓷形成了Al原子层分相共生结构。该结构不是长程序的单相化合物(如MAX相),而是一种无周期性的碳化物和金属单原子层交叉堆叠的复合物。通过纳米至原子尺度的球差校正透射电子显微镜和能谱表征,揭示了少量Al单原子层无周期性地嵌入高熵碳化物面心立方结构的{111}面。结合第一性原理计算,发现形成原子层分相共生结构的关键因素不是Al在不同碳化物晶格中的扩散差异,而是高熵带来的热力学稳定性、晶格畸变和迟滞扩散效应等。本研究有助于推动结构陶瓷中原子尺度微结构的设计和调控,从而获得硬度-强度-韧性综合力学性能优异的结构陶瓷。

关键词：结构陶瓷高熵碳化物陶瓷金属原子层分相共生结构

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