铝合金激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion,LPBF)增材制造是实现高端装备关键构件轻量化、复杂化、整体化成形的重要手段。然而目前LPBF成形高强铝合金面临裂纹难抑制、强度难提升的技术挑战。通过构建Al-Ce-Ni三元共晶体系与Ti、Z...铝合金激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion,LPBF)增材制造是实现高端装备关键构件轻量化、复杂化、整体化成形的重要手段。然而目前LPBF成形高强铝合金面临裂纹难抑制、强度难提升的技术挑战。通过构建Al-Ce-Ni三元共晶体系与Ti、Zr元素孕育处理方法,提出了一种适用于LPBF工艺的新型无裂纹高强铝合金,研究了Al-Ce-Ni-Zr-Ti合金的LPBF工艺优化、显微组织和拉伸性能。发现激光能量密度区间在71.4~87.5 J/mm^(3)内时打印无裂纹、未发生明显翘曲变形,铝基体中形成了Al_(11)Ce_(3)和Al_(3)Ni强化相,同时析出的Al_(3)(Ti,Zr)粒子显著促进了晶粒细化与等轴化,极限抗拉强度达(550.33±20.55)MPa,屈服强度达(401.67±17.79)MPa,伸长率4.68%±0.12%。展开更多
析氧反应(OER)被认为是电解水的关键限制步骤,已被广泛作为清洁能源方式用于解决能源和环境问题。钙钛矿氧化物(ABO_(3))具有可调的电子结构、高灵活性的元素组成,能在OER中表现出良好的催化活性。然而,钙钛矿氧化物的合成通常需要经历...析氧反应(OER)被认为是电解水的关键限制步骤,已被广泛作为清洁能源方式用于解决能源和环境问题。钙钛矿氧化物(ABO_(3))具有可调的电子结构、高灵活性的元素组成,能在OER中表现出良好的催化活性。然而,钙钛矿氧化物的合成通常需要经历长时间的高温,极易导致金属的聚集和影响材料的本征活性。气相微波技术可以显著缩短热处理时间,从而减少相关的碳排放。这项技术不仅解决了对碳中性过程日益增长的需求,而且还增加了对合成的控制,以避免产品的不良团聚。本文采用微波热冲法快速制备了二维(2D)多孔La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)钙钛矿。伴随微波过程的快速熵增可以有效地暴露La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)结构中丰富的活性位点。此外,高能微波冲击过程可以精准地将Sr2+引入到LaCoO_(3)的晶格中,通过增加Co的氧化态来增加氧空位量。这种锶元素取代镧引入的氧空位能极大提高催化剂的本征催化活性。对于碱性电解液中的OER应用,制备的La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)在10 m A·cm^(-2)下展现出了360 m V的过电位,Tafel斜率为76.6 mV·dec^(-1)。且在经历30000秒的长时间循环测试后仍能维持初始电流密度的97%。这项研究为高活性二维钙钛矿的合成提供了一种简便、快速的策略。展开更多
文摘铝合金激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion,LPBF)增材制造是实现高端装备关键构件轻量化、复杂化、整体化成形的重要手段。然而目前LPBF成形高强铝合金面临裂纹难抑制、强度难提升的技术挑战。通过构建Al-Ce-Ni三元共晶体系与Ti、Zr元素孕育处理方法,提出了一种适用于LPBF工艺的新型无裂纹高强铝合金,研究了Al-Ce-Ni-Zr-Ti合金的LPBF工艺优化、显微组织和拉伸性能。发现激光能量密度区间在71.4~87.5 J/mm^(3)内时打印无裂纹、未发生明显翘曲变形,铝基体中形成了Al_(11)Ce_(3)和Al_(3)Ni强化相,同时析出的Al_(3)(Ti,Zr)粒子显著促进了晶粒细化与等轴化,极限抗拉强度达(550.33±20.55)MPa,屈服强度达(401.67±17.79)MPa,伸长率4.68%±0.12%。
文摘析氧反应(OER)被认为是电解水的关键限制步骤,已被广泛作为清洁能源方式用于解决能源和环境问题。钙钛矿氧化物(ABO_(3))具有可调的电子结构、高灵活性的元素组成,能在OER中表现出良好的催化活性。然而,钙钛矿氧化物的合成通常需要经历长时间的高温,极易导致金属的聚集和影响材料的本征活性。气相微波技术可以显著缩短热处理时间,从而减少相关的碳排放。这项技术不仅解决了对碳中性过程日益增长的需求,而且还增加了对合成的控制,以避免产品的不良团聚。本文采用微波热冲法快速制备了二维(2D)多孔La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)钙钛矿。伴随微波过程的快速熵增可以有效地暴露La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)结构中丰富的活性位点。此外,高能微波冲击过程可以精准地将Sr2+引入到LaCoO_(3)的晶格中,通过增加Co的氧化态来增加氧空位量。这种锶元素取代镧引入的氧空位能极大提高催化剂的本征催化活性。对于碱性电解液中的OER应用,制备的La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)在10 m A·cm^(-2)下展现出了360 m V的过电位,Tafel斜率为76.6 mV·dec^(-1)。且在经历30000秒的长时间循环测试后仍能维持初始电流密度的97%。这项研究为高活性二维钙钛矿的合成提供了一种简便、快速的策略。
