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中南大学学报（英文版）
中南大学学报（英文版）

黄伯云

月刊

2095-2899

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0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学内

中南大学学报（英文版）/Journal Journal of Central South UniversityCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>《Journal Central South University of Technology》（即《中南大学学报（英文版）》ISSN 1005-9784,CN43-1231/TD）是国家教育部主管、中南大学主办的以材料、选矿、冶金、化学化工、机电、信息、地质、采矿、土木等专业学科为主的科技期,1994年创刊,双月刊。自2007年第1期起与世界著名德国科技出版集团施普林格(Springer-Verlag)联合出版。本刊已被《科学引文索引》（SCI-E）；《EI Compendex》(即EI核心版)；《化学文摘》；《金属文摘》；《铝工业文摘》等知名检索刊物收录：
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    剪切应力下温度对纳米晶Al-Mg-Si合金近表面微观结构演变的影响

    雷刚邢健瑞高海涛崔晓辉...
    3173-3186页
    查看更多>>摘要：采用分子动力学模拟方法研究了不同压力和速度下纳米晶Al-Mg-Si的微观结构演变中的温度效应.通过微观结构的定量表征提出了变形机制图,给出了不同温度和载荷下弹性-塑性转变、堆垛层错、晶粒细化和剪切层形成的"相图".温度的变化会改变堆垛层错(SFs)的运动和微观结构的完整性.在300 K时,SFs以单条迹线的形式出现,而在77 K时则以多条平行线的形式出现.与300 K相比,77 K下样品晶粒旋转和滑移运动受限,微观结构难以重排.在77 K时,在外部载荷作用下晶粒细化程度更高(最高可细化13.2%,而300 K下最高仅为8.3%),从而产生更多晶界面,而且特殊晶界(以Σ3为代表)变化幅度明显,且总体含量较高.在105倍大气压的载荷下,样品的结构完整性突然下降.在最快速度下的变形恢复到与最慢速度几乎相同的低水平.

    纳米晶铝合金微观结构演变干滑动温度效应分子动力学

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    局部气流扰动下转角双层MoS2的合成及层间角的表征

    李成辛瑞锋焦陈寅张泽娟...
    3187-3196页
    查看更多>>摘要：近些年,随着对二维材料的深入研究,人们发现当二维材料以不同的旋转角度堆叠在一起时,表现出了比单层二维材料更强大、更复杂的物理性质,这使得其在电子器件、光电子器件、自旋电子器件以及能源转换和存储等领域有着极其广阔的应用前景.在转角材料中,以二硫化钼(MoS2)为代表的转角双层过渡金属二硫化物(TMDC).由于其具有独特的摩尔超晶格结构,会在特定角度下诱导产生电子平带,这引起了人们极大的兴趣.均匀莫尔势的高质量转角双层TMDC对于发现强关联效应、非常规超导、量子反常霍尔效应和拓扑相也是至关重要.然而,由于非稳定态转角双层材料的合成需要克服较高的能量壁垒,利用化学气相沉积(CVD)合成大面积高质量宽角分布的转角双层MoS2(tBMoS2)的方法仍然缺乏.本文展示了一种改进的CVD方法,该方法采用局部气流扰动,通过使用异位成核策略来生长高比例且具有任意扭转角度的tBMoS2.此外,文章还使用无损几何方法(原子力显微图像)和TEM选区电子衍射(SAED)对角度进行了表征,并使用拉曼光谱分析了角度和层间耦合的关系.

    转角双层MoS2化学气相沉积异位成核层间角表征

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    固溶时效处理Mg-Zn-Al-Sn-Mn合金的微观组织演变及腐蚀行为研究

    唐建伟陈良鲍意浩李志刚...
    3197-3210页
    查看更多>>摘要：通过电子背散射衍射、扫描电子显微术、透射电子显微术、电化学试验和浸泡试验,研究了Mg-Zn-Al-Sn-Mn合金热挤压、固溶和人工时效过程中的微观组织演变和腐蚀行为.研究发现,挤压型材表现出由变形晶粒和再结晶晶粒组成的多峰结构特点.固溶处理后,大部分第二相颗粒在固溶过程中溶解进镁基体中,合金中形成了完全再结晶的晶粒结构,且晶粒尺寸显著增大.上述两方面使得固溶处理后的合金表现出最佳的耐腐蚀性能.时效处理24 h后,合金硬度达到峰值水平(HV 84),其强化效果主要来源于密集分布的τ-Mg32(Al,Zn)49析出相.随着时效时间的延长,过时效状态下析出相尺寸出现典型的双峰分布.然而,时效处理过程中析出的大量τ-Mg32(Al,Zn)49颗粒导致了合金耐腐蚀性能的降低.此外,腐蚀机制也由点蚀和丝状腐蚀转变为晶间腐蚀.

    镁合金固溶处理时效处理微观组织耐腐蚀性能

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    空心结构SnO2/NxC复合材料锂离子电池负极:制备方法与性能

    何震宋云飞刘嘉明余琛...
    3211-3220页
    查看更多>>摘要：二氧化锡(SnO2)由于其高理论容量被视为锂离子电池石墨负极材料的优秀替代品,但其大的体积变化和较差的导电性导致容量衰减速度较快.为解决这些问题,本研究提出了一种制备氮掺杂碳涂层(HS-SnO2@NxC)包覆的空心结构二氧化锡球的方法,对其结构和元素进行分析,并对HS-SnO2@NxC作为锂离子电池负极材料的电化学性能进行了研究.研究结果表明,空心结构有助于缓解充放电过程中材料体积的变化,而氮掺杂碳涂层的存在则强化了材料的结构完整性,进而优化了电荷的传递过程.得益于这些优势,HS-SnO2@NxC电极在0.25C下经过750次循环后,仍能保持610 mA·h/g的稳定容量.同时,在5C(1C=800 mA/g)的倍率测试后,其稳定容量仍可达425 mA·h/g,容量保持率高达76.7%.这些结果表明,SnO2有望成为新一代高性能锂离子电池负极材料,为这一领域的研究提供了新视角.

    SnO2锂离子电池空心结构材料设计

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    搅拌摩擦加工对铸态SiCp/ZL101组织和摩擦磨损性能的影响

    袁贝廖敦明蒋文明李广宇...
    3221-3236页
    查看更多>>摘要：采用搅拌摩擦搭焊(FSLW)将铸态SiCp/ZL101与ZL101板材进行焊接制备新型制动盘材料,铸态SiCp/ZL101复合材料板材被搅拌摩擦加工(FSP)改性.研究了铸态SiCp/ZL101在搅拌摩擦加工(FSP)前后的组织和摩擦磨损性能,以评价新型制动盘材料的制动性能.经过FSP处理后,SiCp/ZL101组织中孔隙被消除,SiC颗粒的平均尺寸由12.8 μm降低到3.9 μm.晶粒明显细化,尺寸由8.2 μm减小到3.2 μm.铸态SiCp/ZL101在摩擦初始阶段,摩擦因数先上升再下降,500 s之后趋于平稳,摩擦因数波动幅度较大.FSP后SiCp/ZL101的微观硬度及摩擦因数的波动幅度均减小,摩擦过程平稳,磨损量相当于铸态SiCp/ZL101的45%左右.铸态SiCp/ZL101以磨粒磨损为主,表现出疲劳磨损的特征.FSP后SiCp/ZL101以氧化磨损为主,磨屑尺寸相对较小.

    搅拌摩擦加工SiCp/ZL101微观组织摩擦磨损性能磨损机理

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    铜、铁和锆三种金属有机框架的微观结构与抗菌性能

    康福炎苏永进黄希哲赵子龙...
    3237-3247页
    查看更多>>摘要：近年来,有机金属框架(MOFs)材料在各种抗菌领域得到广泛应用.过渡金属由于其生物相容性强、毒性弱,成本低而得到广泛研究.本文对三种典型的过渡金属MOFs,铜(Cu-MOF)、铁(Fe-MOF)和锆(Zr-MOF)的抗菌性能进行系统的比较.使用SEM和PXRD等仪器对MOFs的合成和微观结构进行验证和表征.对细菌(大肠杆菌)的试验结果表明,Cu-MOF、Fe-MOF和Zr-MOF的杀菌效果依次减弱.在相同的环境中,含有Cu-MOF的溶液中菌落数为0,表示了对大肠杆菌为100%的致死率,这一结果显著高于其他两组.但是暴露于光照后,Fe-MOF和Zr-MOF的抗菌性能分别提高了2.47%和73.56%,同样表现出优异的杀菌效果.

    金属有机框架抗菌性能微观结构有机合成

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    多孔氮掺杂FeP/C纳米纤维作为钾离子电池负极

    张文刘烨叶仲强阳敏...
    3248-3259页
    查看更多>>摘要：由于自然界中钾储量巨大且K+/K电位低,钾离子电池(PIBs)被认为是锂离子电池的替代品之一.因此,在这项工作中,我们合成了多孔氮掺杂 FeP/C 纳米纤维(P-FeP/C-N NFs),一种用于PIB的新型电极材料.通过简单的静电纺丝和随后的煅烧处理,将聚丙烯腈(PAN)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)分别用作氮源和造孔剂,引入氮提高了材料的导电性,多孔结构的形成增加了比表面积.将P-FeP/C-N NFs用作钾离子电池的电极,表现出优异的电化学性能.P-FeP/C-N NFs电极在100 mA/g循环250次后放电容量为274.2 mA·h/g,在1000 mA/g循环300次后放电容量为171.3 mA·h/g.即使在5000 mA/g下,也显示出150.1 mA·h/g的高放电容量.结果表明P-FeP/C-N NFs有望成为钾离子电池负极材料的候选材料.

    静电纺丝FeP氮掺杂多孔纳米纤维钾离子电池

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    稀土铈添加对Fe-80Ni坡莫合金洁净度及磁性能的影响

    姚科安董艳伍姜周华王永...
    3260-3275页
    查看更多>>摘要：Fe-80Ni坡莫合金的磁性能是研究人员关注的重点,洁净度是影响合金磁性的重要因素.稀土铈因其优异的脱氧、脱硫能力,成为冶金工业中备受欢迎的添加剂.本研究通过在冶炼中添加稀土铈来改善合金洁净度,从而提高合金的磁性能.在真空感应炉冶炼过程中,通过添加铈对合金深度净化后,合金的氧、硫含量降到很低的水平,合金中夹杂物数量显著降低,合金中的夹杂物被改质成为含铈夹杂.含铈夹杂在合金变形过程中不易变形、破碎,不会出现聚集状态,减小夹杂物对合金磁性能的负面影响.Fe-80Ni经添加稀土铈处理后其磁化率上升,矫顽力下降.

    坡莫合金铈洁净度夹杂物软磁性能

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    不同晶型磁黄铁矿活化PDS降解工业废水中常见的罗丹明B:性能差异和机理

    刘仕统王军刘洋杨宝军...
    3276-3288页
    查看更多>>摘要：本文研究了天然六方磁黄铁矿(HNP,Fe0.93S)与天然单斜磁黄铁矿(MNP,Fe0.85S)活化过硫酸盐(PDS)降解罗丹明B(RhB)的性能差异及其机理.结果表明,在酸性和弱碱性条件下,MNP/PDS体系的降解效率(pH=4时为97.15%)均高于HNP/PDS体系(pH=4时为86.91%),且两个体系的降解效率均随pH的升高而降低.MNP/PDS体系较高的降解效率与体系中较高的溶解铁浓度和MNP表面较强的反应性有关,且后者是主要因素,即降解反应主要发生在磁黄铁矿的表面及近表面处.MNP较强的表面反应性首先体现在其相对较高的Zeta电位,这使得MNP与PDS之间的静电引力更强,PDS更容易被MNP活化.其次,MNP表面具有更高的腐蚀电流密度,这有利于Fe(II)对PDS的非均相活化以及表面还原性硫物种(如S2-和S22-)作为电子给体将Fe(III)还原为Fe(II)(或Fe3+还原为Fe2+).此外,MNP表面的疏松氧化层在降解过程中容易脱落,进而暴露出新的表面活性位点.

    天然磁黄铁矿不同晶型罗丹明B过硫酸盐降解

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    双负载策略构建Au-BiOBr-TiO2光催化剂在可见光下快速高效降解黄药

    戚耀中沈岩柏赵思凯蒋潇宇...
    3289-3302页
    查看更多>>摘要：浮选废水中残留的黄药会严重影响矿区周围生态环境.为了实现对黄药的高效降解,通过水热法、水浴沉淀法和光沉积法制备的Au-BiOBr-TiO2(AuBT)三元复合光催化剂对废水进行处理是一种有效手段.在模拟降解矿物浮选废水实验中,AuBT表现出卓越的光催化降解性能.实验结果表明,0.2 g/L的AUBT光催化剂在20 min可见光照射下对初始浓度为20 mg/L黄药的光催化去除率可达到95.20%.机理检测表明,AuBT有效降低了带隙并扩大光响应范围,提高了材料的光催化活性.DFT计算表明部分电子向乙基黄药(SEX)分子转移,而这有助于激发光催化过程.自由基清除实验表明反应体系中的主要活性物种是光生空穴(h+),其次是超氧自由基(·O-2).作为高效的光催化剂,AuBT在可见光下可降解各种类型的黄药,在浮选废水处理环节体现了巨大的潜力.

    Au-BiOBr-TiO2三元复合材料光催化可见光黄药

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