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MXene由于具有独特的层状结构、高电子导电性和丰富的表面化学特性，在储能、电磁干扰屏蔽、催化、医药等方面有广泛的应用前景。Ti3C2Tx作为最早发现的MXene材料，其固有的金属导电特征、宽层间距和丰富的表面官能团，引起了钠离子电池领域研究人员的关注。本文综述了近年来Ti3C2Tx基材料在钠离子电池中的研究进展。首先从Ti3C2Tx材料的制备展开，概述多层和少层两类Ti3C2Tx材料的结构与电化学特性。随后结合研究的应用趋势，总结两类Ti3C2Tx材料的层间距改性、掺杂改性、形貌调控等手段对其储钠行为的影响。同时也分析了两类Ti3C2Tx基复合材料应用于钠离子电池负极的结构设计思路，指出合理的结构设计对电池性能至关重要。最后对Ti3C2Tx基复合材料在钠离子电池领域中面临的问题和挑战提出了一些建议。
柔性可穿戴压力传感器具有舒适性高、可编织性强以及可模仿人类皮肤对外界刺激做出敏锐的感知和响应等独特性能，可作为人工电子皮肤被广泛应用于医疗检测、疾病诊断、人体运动跟踪以及健康监测等领域。近年来，基于柔性可穿戴压力传感器的设计、构筑、性能探究和开发受到研究者的广泛关注。利用静电纺丝法制得的纳米纤维膜具有孔隙率高、比表面积大、易于功能化改性等优点，使其在柔性传感器构筑领域展现出极大的应用潜力。基于此，本文对静电纺纳米纤维在柔性可穿戴压力传感器方面的研究及进展进行了综述。简要介绍了可穿戴压力传感器的特点，阐述了静电纺丝技术及静电纺纳米纤维在制备柔性可穿戴压力传感器方面的优势，重点讨论了基于静电纺的柔性可穿戴压力传感器在不同领域的研究应用，最后对低成本制造具有高分辨率、高灵敏度、精确的响应性的基于静电纺的柔性可穿戴压力传感器研究做了总结和展望。
功率器件作为电能转换的核心，在航天器、可再生能源汽车、高速列车和海底通信电缆等新电子领域的发展非常迅速。新一代功率器件对先进电子封装提出了更高、更快、更高效的要求，但是芯片互连焊点尺寸的显著减小导致焊点内部金属间化合物(IMCs)的生成急剧增加，对焊点的可靠性提出了挑战。在封装结构中，扩散阻挡层对于金属间化合物的产生有着重要影响，因此，高可靠性扩散阻挡层成为先进电子封装领域的研究热点之一。本文综述了近年来先进电子封装领域关于不同材料类型扩散阻挡层单质、二元化合物、三元化合物、复合材料和多层膜结构的研究进展。在此基础上总结扩散阻挡层的三种扩散阻挡机制，包括IMCs的晶粒细化、合金元素的偏析及抑制柯肯达尔空洞，同时分析阻挡层的几种失效机制，讨论扩散阻挡层对焊点可靠性的影响。最后指出现有扩散阻挡层研究仍处于制造工艺与材料性能探索阶段，未来可针对高熵合金、多物理场耦合作用、失效及扩散阻挡机理等方面展开深入和系统的研究。
一维碳材料由于高效的传质和扩散效率、良好的力学性能和化学稳定性，被广泛应用在吸附净化、催化载体、能源电子等领域。微波加热通过快速处理、提高能源效率和降低设备成本等来满足当前材料加工以及可持续发展的要求，在一维碳材料的制备中表现出巨大的应用潜力。本文介绍了一维碳材料发展、应用现状及微波加热技术的独特优势，概括了微波加热的机理和特性，综述了微波加热与生物质基碳纳米管(CNTs)、碳纳米纤维(CNFs)以及聚丙烯腈基碳纳米纤维(PAN-based CNFs)制备和性能优化相关的研究及应用现状，着重分析了微波加热在炭化过程中对生物质基一维碳材料的作用方式以及在PAN基碳纤维形成过程中所引起的结构性能变化，并指出应着力开发准确可靠的测温工具和相应的微观表征方法，利用仿真和建模手段创新设计新型的微波反应器，以及通过科研实践和基础研究来加深对材料与微波间相互作用机制的理解，从而推动微波加热技术在材料加工领域的应用。
钛及钛合金具有高比强度、低的弹性模量、无磁性以及优异的生物相容性和耐腐蚀性能等特点，被认为是理想的生物医用金属材料。以无毒性的Nb, Mo, Ta, Zr和Sn等作为主要合金化元素，并具有更低弹性模量的亚稳β型钛合金是新一代医用钛合金材料的重点发展方向。本文综述了生物医用钛合金的基本特性和发展概况，并以Ti-Nb基医用钛合金为例，介绍了新型亚稳β生物医用钛合金的成分设计方法、合金化原理、研究现状和制备技术。最后指出进一步降低弹性模量，提高强度、疲劳性能和功能特性等综合性能是生物医用β钛合金重点的发展方向，今后可以针对合金化元素的交互作用机理、合金成分设计与组织性能调控方法以及微观力学机制等问题开展深入研究。
超疏水表面在自清洁、油水分离、水下减阻等方面具有巨大的应用价值。传统制备超疏水表面的方法往往工艺复杂、操作难度大、效率低下。等离子喷涂是一种常见的表面改性技术，利用等离子喷涂制备超疏水表面具有制备工艺简单、制备效率高的特点。本文综述了近年来利用等离子喷涂法制备超疏水表面的研究进展。首先介绍了超疏水表面和等离子喷涂技术的基本原理；然后，总结了大气等离子喷涂和液相等离子喷涂两种方法制备超疏水表面的工艺演变过程，阐述了两种方法的制备特点；最后，指出等离子喷涂法制备超疏水表面具有操作简单、成本低、制备性能优异等优点，但也面临着工艺参数探索复杂、性能与制备效率之间难以平衡等挑战。本文期望能在航空航天、海洋科学、军事装备涉及的关键零部件表面改性方面提供一定的参考价值。
以硫酸根自由基(SO4-·)为基础的高级氧化工艺被公认为是降解有机废水的有效方法之一。作为一种经济、易得的含碳材料，生物炭已逐渐应用于高级氧化领域。生物炭及其复合材料活化过硫酸盐已成为一种较有前景的有机污染物降解体系。本文分析了用于过硫酸盐活化的不同典型生物炭基催化剂最新研究进展，包括原始生物炭、过渡金属负载生物炭、非金属掺杂生物炭、金属与非金属共掺杂生物炭等。总结了其合成方法和理化性质，并分别讨论了生物炭基催化剂对过硫酸盐的活化性能与机理，以及该体系对有机污染物的降解机理。最后根据现有研究进展，分别从不同生物质来源、金属非金属共同改性生物炭技术以及降解过程中生态毒性动态变化等角度，针对降解机制探索、潜在催化剂开发和实际催化系统应用等方面，对生物炭及其复合材料进行了相关讨论并提出建议。
采用真空电弧熔炼法制备FeCoNiAlCrx(x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8，原子比，下同)高熵合金铸锭，探究Cr含量对该合金微观结构、组织及力学性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对合金相结构、微观组织及成分进行分析表征；采用万能试验机对合金压缩性能进行测试。结果表明：随着Cr含量的增加，合金的微观结构由单相BCC结构转变为BCC+FCC混合结构；合金微观组织由等轴晶逐步转变为树枝晶，并且合金晶粒尺寸发生了明显细化。本实验制备的五种合金都具有较好的力学性能，合金的抗压强度随着Cr含量的增加大幅度增强，当x=0时合金抗压强度和塑性应变最低，分别为1500 MPa和13.56%；当x=0.8时，合金抗压强度和塑性应变达到最大，分别为2460 MPa和30.09%；合金抗压强度的增幅达64%。这表明Cr添加对FeCoNiAlCrx高熵合金的组织细化、抗压强度和塑性的提升具有重要作用。
新型超强耐热齿轮轴承钢具有优越的强韧性。通过改变钢的淬火加热温度，结合拉伸、冲击、断裂韧度等力学性能测试以及TEM，SEM，EDS等微观分析技术，研究不同奥氏体化温度下钢的显微组织与力学性能。结果表明：1060 ℃奥氏体化后，钢中存在未溶碳化物M6C，冲击功和断裂韧度较低; 1080~1100 ℃奥氏体化后，M6C碳化物固溶，冲击功和断裂韧度显著增加。在1060~1100 ℃奥氏体化后，抗拉强度和塑性变化不大，规定塑性延伸强度随奥氏体化温度的增加略有降低。M6C碳化物加速裂纹的萌生与扩展，导致韧性下降。在1080~1100 ℃奥氏体化后，超强耐热齿轮轴承钢可获得超高强度和高韧性，抗拉强度不小于2000 MPa，规定塑性延伸强度不小于1800 MPa，断裂韧度不小于100 MPa·m1/2。
兼具优良吸能特性和高阻尼性能的金属基复合材料有着广泛的应用需求。采用“均混-压制-脱溶-烧结”的四阶段粉末冶金技术制备三维通孔的TiNi多孔材料，并以TiNi多孔材料为基体，基于真空负压渗流技术制备新型Acrylic/TiNi复合材料。内耗测试表明：新型复合材料阻尼能力远高于相应的多孔材料，尤其在室温附近。分析表明，复合材料阻尼能力的提高除与Acrylic的本征高阻尼有关，还与复合材料的多孔TiNi基体和Acrylic之间新增的大量界面阻尼有关。准静态压缩力学性能测试表明：Acrylic/TiNi复合材料可实现和TiNi多孔合金相近的能量吸收效率，这源于复合材料更长且更光滑的压缩平台区。此外，增强相Acrylic的充分渗入，极大提高复合材料的能量吸收能力和屈服强度。压缩形变机制分析表明，复合材料吸能特性的综合提高与压缩过程中TiNi多孔基体和Acrylic填充物之间相互补偿和耦合有关。
为进一步扩大镁合金的应用范围，环境友好地提高其耐蚀、耐磨性，以AZ91D镁合金为基体，采用无铬、无氟，直接化学沉积方法在其表面制备了Ni-P-纳米SiCP复合沉积层。通过SEM，EDS，XRD，硬度计，电化学工作站等方法，研究纳米SiCP添加量对沉积层形貌、成分、物相及性能的影响规律。结果表明：随着SiCP添加量的增加，沉积层表面颗粒的沉积量先增加后减少，胞状组织尺寸逐渐减小后增大，硬度先增大后减小，耐蚀性先提高后降低。当SiCP添加量为1.2 g/L时，颗粒的沉积量最大，弥散强化及细晶强化效果最好，沉积层均匀、致密，厚度约为36 μm，与基体间结合良好。沉积层硬度达682HV，较镁合金基体明显提高; 腐蚀电位为-0.397 V，较镁合金基体提高了75%。沉积层的腐蚀电流密度为6.18×10-7 A·cm-2，较镁合金基体降低了约4个数量级。
导电玻璃作为基底制备WO3纳米片薄膜，通过改变旋涂BiVO4次数，以WO3纳米片薄膜为基底成功制得不同厚度的WO3/BiVO4复合薄膜样品。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对样品进行表征，并对WO3/BiVO4复合薄膜样品进行吸收光谱、光电流、光电催化和交流阻抗测试。结果表明：WO3/BiVO4复合薄膜样品的光电流密度和光电催化降解效率相较于单一WO3纳米薄膜都得到了提高，具有更好的光电化学性能。且旋涂两次BiVO4的WO3/BiVO4复合薄膜样品有最高的光电流密度值(1.79 mA/cm2)和光电催化降解效率(约为60.5%)，比单一WO3材料的光电流密度(1.30 mA/cm2)提高了27.4%，光电催化降解效率也比单一WO3材料的光电催化降解效率(约为47.9%)提升了26.3%，具有最优异的光电化学性能。
以多孔层状g-C3N4为基体，引入沉淀法所得的CeO2/BiOBr复合材料，经超声搅拌制得具有异质结结构的g-C3N4/CeO2/BiOBr三相复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见光漫反射光谱、光致发光光谱等方法对g-C3N4/CeO2/BiOBr进行了成分、结构和光学性质表征。结果表明：g-C3N4/CeO2/BiOBr三相复合材料呈三明治层状堆叠结构，界面结构构建良好，光响应性能优异，各相分布均匀且结晶程度较高。当Ce∶Bi摩尔比为1∶1，g-C3N4质量分数为15%时所得三相复合材料表现出最高的光催化活性，RhB降解率高达99%，降解速率是纯相CeO2的86倍、纯相BiOBr的3倍。此外，经过4次循环后，复合材料的RhB降解效率依然保持在89%，表现出良好的稳定性。
采用溶胶凝胶法和旋涂工艺在FTO衬底制备阻变层CeO2-x-TiO2薄膜，通过在CeO2-x-TiO2薄膜表面热蒸镀Al电极制备Al/CeO2-x-TiO2/FTO阻变器件，采用XRD和XPS表征CeO2-x-TiO2薄膜的晶相组成和晶体结构。结果表明：阻变层中主要由TiO2和CeO2-x组成。与Al/CeO2/FTO器件相比，Al/CeO2-x-TiO2/FTO阻变器件的电学性能得到提升。I-V测试表明Al/CeO2-x-TiO2/FTO器件具有无初始化过程的双极性阻变特性。对不同CeO2-x-TiO2厚度下的阻变器件进行电学分析，研究表明Al/CeO2-x-TiO2/FTO器件在不同CeO2-x-TiO2膜厚下其低阻态呈欧姆导电机制。随着CeO2-x-TiO2厚度的增加，高阻态的阻变机制会发生本质变化，器件的阻变机制从氧空位导电细丝机制转变为缺陷对电荷的捕获/释放机制。研究发现Al/CeO2-x-TiO2界面处的AlOx层是阻变机制转变的关键，AlOx层的增厚使器件从“数字型”转变为“模拟型”。
采用化学气相渗透(CVI)工艺在两种国产典型SiC纤维表面沉积了BN和BN/SiC涂层，并对涂层的成分进行分析。利用Weibull分布评价SiC纤维的单丝拉伸强度，研究了沉积涂层前后纤维的拉伸断裂失效行为。结果表明，合适厚度(15 nm)的富碳层能够弥合SiC纤维表面的缺陷，减少纤维从表面开始失效的可能。采用CVI工艺制备的涂层厚度均匀，成分稳定；沉积BN和BN/SiC涂层后，两种SiC纤维的拉伸强度和弹性模量下降。BN涂层亦可修复纤维的表面缺陷，使纤维强度分布趋于集中。与无涂层纤维不同的是，沉积涂层后纤维拉伸断裂失效源分别为BN和SiC涂层的表面缺陷。
通过超声液相剥离法制备不同片径的二硫化钼纳米片，并将其作为添加剂应用到锂基润滑脂。通过电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射仪和热重分析仪对所制二硫化钼纳米片的形貌、组成和结构进行表征；利用四球摩擦磨损试验机考察二硫化钼锂基润滑脂摩擦学性能，通过扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析MoS2润滑脂润滑下钢球的磨损表面形貌，初步探究MoS2的润滑机理。结果表明：二硫化钼纳米片表现出优异的抗磨减摩性能, 当添加片径为80 nm，添加量为1.0%(质量分数)时，锂基润滑脂摩擦学性能最佳，最大无卡咬负荷和烧结负荷相较于基础脂分别提升了55.4%和61.2%，摩擦因数最高减小了23.15%，磨斑直径最高减小了21.13%。其摩擦学性能的提高主要与形成了Fe的各类氧化物、FeOOH、MoS2和相关有机物构成的摩擦保护膜有关。
以十八烷基三氯硅烷(OTS)和十二烷酸(LA)为改性剂，采用液相浸渍和热处理相结合方式对废旧活性炭进行疏水改性和再生。将硅氧烷和饱和脂肪酸中的非极性有机长碳链通过化学键接枝在活性炭表面以提高其疏水性能，并经热再生恢复活性炭被堵塞的孔道。结果表明：再生疏水活性炭具有较高比表面积(834.75 m2·g-1)、良好的疏水性能(水接触角为135°)和耐酸碱性能，活性炭改性后对水包油(甲苯)乳液的吸附分离效率由42.58%(未改性活性炭)提高至92.07%。再生疏水活性炭与尼龙有机滤膜组成的复合过滤膜对油(甲苯)包水乳液的纯化分离效率由51.76%(未改性活性炭)提高至91.44%，复合过滤膜经10次循环使用后分离效率仍高于91%。
