工程材料學(xué)

工程材料學(xué)

封面介紹：2004年，石墨烯的成功剝離為二維晶體的研究打開(kāi)了一扇大門(mén)；2014年，單層黑磷（SLBP）的發(fā)現(xiàn)又為該領(lǐng)域注入了新的活力.由于SLBP在電子遷移率和開(kāi)關(guān)比方面均顯示出優(yōu)異的特性，所以被認(rèn)為是繼石墨烯和單層二硫化鉬之后，在薄膜電子學(xué)、光學(xué)器件以及對(duì)各向異性敏感的新型電子元件等方面最具應(yīng)用前景的一種后石墨烯材料.目前，國(guó)際上很多科研團(tuán)隊(duì)和優(yōu)秀的科學(xué)家們已從不同的角度對(duì)SLBP展開(kāi)了深入的研究.因SLBP顯著的脆性，其力學(xué)性質(zhì)以及力電耦合特性對(duì)實(shí)際應(yīng)用有著重要影響，故該晶體在實(shí)驗(yàn)室制備出來(lái)后，就已出現(xiàn)相關(guān)力學(xué)性質(zhì)方面的報(bào)道.中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所潘斗興研究了SLBP的純彎變形特性，揭示了單層黑磷沿鋸齒型方向彎曲時(shí)的失穩(wěn)現(xiàn)象，同時(shí)從磷原子上未成鍵孤電子對(duì)排斥效應(yīng)的角度解釋了其各向異性的主要物理機(jī)制.封面顯示了SLBP在彎曲變形后切面電子密度分布圖.詳見(jiàn)潘斗興文（p764）.

單層黑磷彎曲變形的各向異性及其失穩(wěn)現(xiàn)象

潘斗興

利用密度泛函理論系統(tǒng)地研究了單層黑磷的純彎變形特性，揭示了單層黑磷沿鋸齒型方向彎曲時(shí)的失穩(wěn)現(xiàn)象，并與石墨烯和單層二硫化鉬的彎曲變形行為進(jìn)行了比較.在此基礎(chǔ)上，從連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的角度引入等效原子面積，計(jì)算了3種材料的彎曲剛度，并且與實(shí)測(cè)值和經(jīng)驗(yàn)勢(shì)的結(jié)果很好地符合.結(jié)果表明，單層黑磷的彎曲變形體現(xiàn)了明顯的各向異性，剛度過(guò)大的鋸齒型彎曲是導(dǎo)致其失穩(wěn)區(qū)過(guò)早出現(xiàn)的力學(xué)根源，而單層黑磷孤電子對(duì)的排斥作用是彎曲變形呈現(xiàn)各向異性的主要物理機(jī)制.

單層黑磷；等效原子面積；彎曲剛度；各向異性；孤電子對(duì)

來(lái)源出版物：科學(xué)通報(bào)， 2015， 60（8）：764-770聯(lián)系郵箱：潘斗興，pandx@lnm.imech.ac.cn

高強(qiáng)度鈧鋁共摻雜氧化鋯電解質(zhì)材料制備與性能

郭存心，王蔚國(guó)，何長(zhǎng)榮，等

摘要：采用檸檬酸絡(luò)合法制備了（Sc2O3）0.06（Al2O3）x（ZrO2）0.94-x（x=0， 0.005， 0.01， 0.02）系列電解質(zhì)材料.通過(guò)X射線衍射、掃描電子顯微鏡、電化學(xué)交流阻抗譜和力學(xué)性能測(cè)試等方法對(duì)試樣進(jìn)行了分析，并研究了Al2O3摻雜量對(duì)電解質(zhì)材料性能的影響.結(jié)果表明：Al2O3摻雜能很好的促進(jìn)電解質(zhì)的燒結(jié)，有效的降低晶界電阻并提高其抗彎強(qiáng)度.當(dāng) Sc2O3和 Al2O3摻雜量分別為6%和1%摩爾分?jǐn)?shù)時(shí)，800℃時(shí)氧離子電導(dǎo)率為0.050 S/cm，室溫抗彎強(qiáng)度達(dá)912MPa.采用厚度為 120 μm 該電解質(zhì)片做支撐的電池在 800℃最高功率密度為 0.43 W/cm2，且在0.625 A/cm2恒流放電200 h后該電池性能沒(méi)有衰減.

關(guān)鍵詞：固體氧化物燃料電池；鈧鋁共摻雜氧化鋯；抗彎強(qiáng)度；離子電導(dǎo)率

來(lái)源出版物：硅酸鹽學(xué)報(bào)， 2015， 43（1）：1-7

聯(lián)系郵箱：郭存心，cxguo@nimte.ac.cn

纖維狀紙?zhí)繉?duì)電極構(gòu)造的準(zhǔn)固態(tài)染料敏化太陽(yáng)電池

徐順建，羅玉峰，鐘煒，等

摘要：將三種紙張（復(fù)印紙、濾紙和面巾紙）為原料經(jīng)單步熱解獲得的紙?zhí)孔鳛閷?duì)電極的催化材料引入準(zhǔn)固態(tài)染料敏化太陽(yáng)電池（QDSCs），考查了紙?zhí)康拇呋钚院拖鄳?yīng)器件的光電性能.結(jié)果表明：三種紙?zhí)烤蓮较虺叽缂s為10 μm的碳纖維堆砌而成，具有低的結(jié)晶度和發(fā)達(dá)的孔隙，因此相比石墨均能獲得更佳的催化活性和更高效率的QDSCs.在三種紙?zhí)恐?，由?fù)印紙獲得的紙?zhí)克奶祭w維表面具有獨(dú)特的細(xì)小鱗片結(jié)構(gòu)，使其擁有最高的比表面積和最優(yōu)的催化活性.紙?zhí)吭赒DSCs中既能提供催化活性點(diǎn)，又能改善電解質(zhì)的離子導(dǎo)電率，因此獲得高于鉑對(duì)電極組裝的QDSCs的短路電流和開(kāi)路電壓，彌補(bǔ)了催化活性和填充因子的不足，最終具有與后者相比擬的光電轉(zhuǎn)換效率.

關(guān)鍵詞：紙?zhí)?；單步熱解；?duì)電極；準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)；太陽(yáng)電池

來(lái)源出版物：無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)， 2015， 30（1）：29-34

聯(lián)系郵箱：徐順建，xushunjian@126.com