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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

zngdxb@mail.csu.edu.cn

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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    粉末冶金化学共沉淀法制备Cu-50Fe合金的组织与性能研究

    诸璠甘雪萍刘超强
    1405-1416页
    查看更多>>摘要：传统铸造方法制备Cu-Fe合金难度较大,特别是当Fe含量较高时.这是因为铜(Cu)和铁(Fe)之间存在液体组元亚稳不混溶区,使得Cu-Fe合金中成分偏析严重,造成合金强度低,电导率不理想.在本研究中,采用粉末冶金化学共沉淀法制备了Cu-50Fe合金.化学共沉淀法制备的Cu-Fe混合粉末的平均粒径约为3.5 μm,呈近似类球形.所制备的合金中铜相和铁相相互交织.冷变形后,铜相和铁相沿冷变形方向拉长成条状.在时效处理过程中,合金中有大量10～50 nm的Fe颗粒在Cu基体中析出.变形时效后Cu-50Fe合金的抗拉强度和电导率分别为651 MPa和41.5%IACS.

    Cu-Fe合金化学共沉淀粉末冶金力学性能导电性能

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    热处理状态对2195铝锂合金热变形行为及组织演变的影响

    王睿琪戴国庆郭艳华孙中刚...
    1417-1434页
    查看更多>>摘要：2195铝锂合金在工业生产中应用广泛,不同的初始热处理状态影响其热变形行为.因此,本文旨在研究热处理状态对2195铝锂合金的组织演变和热变形行为的影响.实验在Gleeble-3800热模拟机上进行,温度范围为350～500℃,应变速率为0.01～10 s-1.将热变形后各区域的微观组织进行对比,并计算出合金的本构模型和加工图.在较高的变形温度(400～500℃)下,T3和T8试样的峰值应力基本相同,同时发现热变形后合金中存在低角度晶界(LABs)和动态再结晶.由于固溶强化和形变强化作用,2195-T8铝锂合金表现出比2195-T3铝锂合金更大的形变激活能.本文确定2195-T3和2195-T8铝锂合金的最佳热加工条件均为475～500℃和0.01～0.1 s-1.本文可为铝锂合金在后续热加工过程中设置热处理参数提供有益的帮助.

    2195铝锂合金热变形行为微观组织演变热处理状态

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    TiOx＜1粉体在电脱氧过程中的氧移除和持续性形貌转变

    周新宇豆志河张廷安张晨...
    1435-1446页
    查看更多>>摘要：在本研究中,将二氧化钛和镁粉以自蔓延燃烧合成制备的TiOx＜1粉末用作阴极,通过电化学脱氧工艺制备低氧钛粉.利用电化学分析、XRD、SEM、XPS、TEM等测试表征手段研究了电化学脱氧过程中TiOx＜1粉末的脱氧过程、成分和形貌转变.结果表明:TiOx＜1粉末电脱氧后的残余氧含量与还原时间呈线性关系.电脱氧2 h后,在氧含量低于0.35wt%的钛颗粒之间可观察到明显的烧结颈.钛晶格中的氧移除促进了钛原子的表面扩散,从而导致TiOx＜1粉末在电脱氧过程中的烧结和持续性长大.随着残余氧含量的降低和脱氧时间的延长,TiOx＜1粉末形貌从团聚的小颗粒状转变为珊瑚状和多孔片状.

    钛冶金钛粉电脱氧形貌转变

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    基于DFT/TDDFT方法的MAPbI3/RbSnI2Cl和MAPbI2Cl/RbXI3(X=Pb,Sn)异质结构的电子、光学和结构特性研究

    SAFAEI ARDAKANI YadollahMORADI Mahmood
    1447-1460页
    查看更多>>摘要：运用第一性原理研究了MAPbI2Cl/RbPbI3、MAPbI2Cl/RbSnI3 和MAPbI3/RbSnI2Cl异质结构(MA=CH3NH3)的电子和光学性能.结果表明MAPbI3/RbSnI2Cl和MAPbI2Cl/RbSnI3结构具有半导体特性,其带隙分别为0.19和0.97 eV.通过有效质量计算表明,MAPbI2Cl/RbSnI3和MAPbI3/RbSnI2Cl可应用于光伏元件.此外,能态密度图显示在MAPbI3/RbSnI2Cl的结构中有二维电子气在结处形成.通过绘制z轴上的阴阳离子键长度变化及电势表面的分布情况,表明在MAPbI2Cl/RbSnI3 和MAPbI3/RbSnI2Cl结构中存在类铁体.在三种物质中,反射率函数都具有较大的值且其性质类似于闪亮金属.此外,MAPbI2Cl/RbSnI3和MAPbI3/RbSnI2Cl异质结构在可见光范围内的吸收峰分别位于412和701 nm.

    第一性原理异质结构钙钛矿电子特性二维电气铁电行为

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    (Li0.5Nb0.5)3+共取代对MgAl2O4介电性能的影响

    殷俊杨习志赖元明张芹...
    1461-1468页
    查看更多>>摘要：采用固相反应法制备了MgAl2-x(Li0.5Nb0.5)xO4介电陶瓷,分析了样品的晶体结构特征、物相组成以及介电性能.XRD精修结果显示,MgAl2O4和Mg5Nb4O15形成了一个稳定的两相系统.在1550℃烧结时,致密度随着(Li0.5Nb0.5)3+的含量增大而减小.品质因数Qf的变化趋势与致密度、填充分数以及共价度密切相关.另外,谐振频率温度系数τf主要受Al位键价影响.MgAl2-x(Li0.5Nb0.5)xO4陶瓷在1550℃烧结4 h后拥有最优介电性能:εr=8.21,Qf=81600 GHz和τf=-94×10-6℃-1.

    微波介电陶瓷共取代MgAl2O4陶瓷

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    193 nm激光对 MgF2窗口材料的损伤特性研究

    王玺李欣赵楠翔胡以华...
    1469-1476页
    查看更多>>摘要：随着光刻技术和低温硅退火等大能量、高功率紫外激光系统的发展,激光装置中窗口材料面临的紫外激光诱导损伤的问题越来越得到重视.MgF2窗口是紫外波段难以替代的光学窗口材料,具有比CaF2更优的紫外透光率、更低的折射率和更高的硬度等优点,因而在高功率紫外激光器、深紫外探测器、光电探测和对抗领域具有重要的应用.研究激光对MgF2窗口材料的损伤机制对推动其在光学领域的应用至关重要.本文通过扫描电镜分析MgF2窗口材料在193 nm紫外激光(2.8 J/cm2)辐照下出现的裂纹和凹坑等损伤形貌,随着激光脉冲数和能量的增加,MgF2窗口材料的后表面损伤程度呈指数级增加,窗口材料的后表面损伤程度比前表面更加严重.利用三维时域有限差分(3D-FDTD)方法对193 nm激光辐照MgF2窗口材料内部的激光电场分布进行了计算.模拟发现无论缺陷在前表面还是后表面,电场强度的峰值都出现在后表面附近,后表面更容易被损伤,这与实验结果吻合;缺陷在激光辐照过程中会导致光场的局域调制,增强吸收,同时降低材料表面的机械强度.

    193nm准分子激光器MgF2窗口激光诱导损伤三维时域有限差分法

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    直写成型制备PVDF薄膜的电学性能

    杨红赵连仲张妍罗行...
    1477-1489页
    查看更多>>摘要：本文采用直写成型(DIW)制备聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜.研究了打印墨水的流变性能,并通过SEM、FTIR、DSC、介电性能、铁电性能和压电性能测试,系统研究了工艺参数对材料性能的影响.结果表明,采用打印针头规格为27G,打印速度为20 mm/s的打印参数制备的薄膜,其有效β相含量为52.38%,相比于溶液流延法制备的薄膜提升了51.47%,高β相含量改善了薄膜的电学性能.这主要归因于打印针头处产生的牵伸力以及挤出时产生的剪切力对PVDF分子链的定向作用.在手指敲击测试中,随手指距离传感器高度的增加,响应的压电输出电压近似线性增加,制备的传感器具有78 mV/N的灵敏度,这与采用传统溶液铸造并电极化处理的薄膜性能相当.说明本实验制备的无极化传感器,在微小形变监测中具有应用潜力.

    PVDF薄膜3D打印压电器件直写成型电学性能

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    氮掺杂三维多孔石墨烯的孔隙结构与锌-空气电池氧还原电催化性能的关系

    孙启锋欧昌锐廖亚林鲍丽施...
    1490-1511页
    查看更多>>摘要：氮掺杂石墨烯材料具有高效、低成本的优点,在燃料电池领域有着广阔的应用前景.通过水热法和高温热解法使用石墨相氮化碳(g-C3N4)与石墨烯成功制备了含氮三维多孔石墨烯催化剂(H-N-Gr).石墨相氮化碳(g-C3N4)与石墨烯在水热过程中通过氢键和π-π共轭键组装成稳定的复合前驱体,可以在不改变热处理石墨烯结构的情况下增加氮原子的掺杂.制备的H-N-Gr具有较高的比表面积(470.3 m2/g),表面有大量催化活性的吡啶氮(25.4%)和石墨化氮(37.3%),具有较强的氧还原反应(ORR)催化活性.此外,制备的H-N-Gr具有比商用铂碳催化剂更强的催化稳定性和甲醇耐受性,其中稳定性超出商用铂碳催化剂19.7%,组装成的锌-空气电池表现出高功率密度(202.90 mW/cm2)和快速倍率性能.本研究为制备高性能ORR无金属催化剂提供了一种简单实用的方法.

    燃料电池氧还原反应石墨相氮化碳氮掺杂石墨烯锌空气电池

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    氢气辅助镁还原制备低氧氢化锆粉

    董朝望段良洪刘汉宁郭学益...
    1512-1522页
    查看更多>>摘要：锆金属在核工业及能源领域发挥着重要的作用,但锆氧之间具有很强的亲和力,使锆金属难以经济有效地生产,粉末冶金方法制备锆金属可以实现锆金属的近净成形制备,锆粉可通过氢化锆粉脱氧制备而成.本文提出了一种在氢气辅助下镁还原制备高纯ZrH2粉末的新工艺,并分析了氢元素的强化脱氧作用.在750℃、240 min条件下Ar和H2气氛中镁还原制备的ZrH2粉末氧含量分别为3.05 wt%和1.03 wt%.对氢还原后的粉末进行脱氧,获得平均粒度为89.01 μm、氧含量为0.0047 wt%的氢化锆粉末.透射电镜测试结果表明,与氩气气氛还原粉末相比,氢气条件下的粉末表面钝化层厚度从8.51 nm减小到2.76 nm.热力学计算表明,H元素可以使Zr金属发生相变,降低Zr-O固溶体的稳定性,提高镁的脱氧能力.

    氢镁还原锆粉末

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    废弃线路板的热解特性及其有价液体产物的分布规律

    许佳琦刘维焦芬韩俊伟...
    1523-1538页
    查看更多>>摘要：热解技术遵循减量化、无害化和资源化三大固体废弃物处理原则,是一种有前景的大批量废弃线路板处置方法.本论文针对废弃线路板热解产物成分复杂及利用价值低的问题,进行了废弃线路板热解特性、产物组成及其有价液体产物分布规律的研究,为后续工业应用提供理论支撑.结果表明,废弃线路板的热解温区为157～664℃,表观活化能为80.70～279.46 kJ/mol.废弃线路板在热解过程中转化为三种产物,其中固体和气体产物可应用于材料和能源领域.废弃线路板的液体产物组成复杂,并且对热解温度较为敏感.在600℃时热解液体产物中有价组分比例最高(82.94%),其中单环酚类化合物占52.87%,多环酚类化合物占4.39%,溴酚类化合物占3.07%,烃类化合物占22.61%.废弃线路板在热解过程中的有价液体产物可替代酚醛树脂和石化产品中的部分原料.

    废弃线路板热解特性动力学分析有价液体产物

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