摘要探索双碳背景下材料科学与工程中新能源材料产业化所需的人才培养模式思考培养模式中现存的问题并提出相应的对策以期提升材料科学与工程中新能源材料专业高素质人才的创新精神和实践能力促进大学生对双碳背景下材料科学与工程新工科属性和新能源材料产业化对国民经济发展重要性的认识强化大学生自主创新意识和自我学习能力从而在学业中就业中创业中获得成功

摘要本文提出了一种新的基于材料光致变色特性来制造超高分辨率纳米结构技术这种方法可以大大简化目前复杂的超高分辨率加工配置同时通过理论模拟圆环光束的大小对聚焦区域光强分布的影响发现当环状聚焦光大小为60nm光致变色层厚度为01m时可以实现87nm的纳米刻针系统

摘要: 本文采用水热法制备花状的MoS2、对MoS2进行碳化烧结制备MoS2/C复合材料。本文讨论水系电解液中的铝离子浓度对MoS2/C复合材料电化学性能的影响。结果表明，当电解液中的铝离子浓度较低时，MoS2/C电极材料的比电容较高，等效串联电阻较小，电化学性能较好。1 mol/L的AlCl3电解液在40 A/g的电流密度下，等效串联电阻为1.083 Ω，比电容达到189 F/g，表现出优良的电容性能。

摘要: 本文采用湿法包覆法成功制备了聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐) (PEDOT:PSS)包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料，研究了包覆改性前后材料的微观结构及电化学性能。LiNi0.8Co0.15Al0.05O2颗粒表面的聚合物PEDOT:PSS包覆层厚度大约为14 nm，PEDOT:PSS包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2具有良好的电化学性能，在0.1 C倍率下首次放电比容量193.8 mAh/g，1 C循环100次后容量保持率为90.3%。PEDOT:PSS包覆层具有高电导率，可以提高材料的导电性，因此PEDOT:PSS包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2具有高放电比容量、好的循环稳定性和良好的倍率性能。

摘要: 采用真空热压法原位形成强化相Al2O3，制备出Al2O3颗粒增强Ti2AlN基复合材料。本文采用金相显微镜，扫描电镜，透射电镜分析了热压态复合材料的微观组织，采用x-射线衍射分析(XRD)分析了热压态复合材料的相组成。制备的Al2O3/Ti2AlN复合材料由热力学稳定的α-Al2O3相和Ti2AlN相组成，其中Al2O3颗粒弥散分布在连续的Ti2AlN基体里。Al2O3相的体积分数为40% ± 5%，呈等轴状，颗粒尺寸分布在500 nm~2 μm之间，平均为1 μm左右。Ti2AlN相晶粒为盘状，厚度大约是100 nm，长度在0.5~2 μm之间，平均几何尺寸0.3 μm左右。

摘要: 石墨烯具有优异的力学性能、高导热系数和低密度，被公认为金属基复合材料(MMC)的理想增强材料。本文综述了石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，归纳了粉末冶金法、搅拌鋳造法及其他多种方法的研究现状。重点讨论了不同制备方法对石墨烯增强铝基复合材料组织和性能的影响。并对石墨烯增强铝基复合材料的工业化应用前景作了展望。

摘要: 我国是铝塑复合材料消费量最大的国家之一，但其回收率却很低。本研究以绿色无污染、高酸性的磷钨酸作为铝塑分离剂，考察了磷钨酸浓度、液固比、分离温度对铝塑分离时间和铝塑损失率的影响。研究结果表明，磷钨酸是一种优异的分离剂，在浓度为0.6 mol/L，液固比为300 L/kg，分离温度为90℃条件下，铝塑完全分离时间为32 min，铝塑损失率为12.9%。开发低挥发性且绿色环保的固体杂多酸有望成为实现铝塑高效分离回收的新型分离剂。

摘要: 铝离子电池是一种以金属铝为负极，铝基离子液体为电解质的新型电化学储能器件，具有负极容量高，安全性好及成本低等优点。而目前铝离子电池的发展主要受限于其正极性能，如容量低，循环性差等，这限制了其进一步发展和未来的实际应用。因此寻找合适的铝离子电池正极材料，特别是性能相对突出的正极材料，是目前铝电池研究方向的重中之重。本文综述了近年来铝电池正极材料的研究进展和相关优化方法。最后，对未来铝离子电池正极材料的发展提出展望。

利用Al-La2O3的原位反应和粉末冶金工艺制备出(Al11La3+Al2O3)/Al复合材料。结果表明，高能球磨和高温烧结促进了原位反应，使Al与La2O3充分反应并制备出致密无缺陷的材料。对其微观组织的分析表明，微米Al11La3和纳米Al2O3颗粒均匀分散于基体之中。这种复合材料的室温抗拉强度为328 MPa、延伸率为10.5%，350℃的高温抗拉强度为119 MPa、延伸率为10.2%。与传统Al-Cu-Mg-Ag和Al-Si-Cu-Mg耐热铝合金相比，本文的制备的(Al11La3+Al2O3)/Al复合材料其高温抗拉强度提高了大约20%。这种材料的室温强化机制源于Al11La3和Al2O3的位错强化和载荷传递强化，而高温强化机制则源于Al2O3的晶界钉扎。

用真空热压法制备不同B4C颗粒尺寸(7 μm、14 μm、20 μm)的15%B4C/Al-6.5Zn-2.8Mg-1.7Cu复合材料，研究了增强颗粒尺寸对其微观组织和力学性能的影响。结果表明，在这三种复合材料中B4C颗粒均匀分布，B4C-Al界面反应较为轻微，未见明显的界面反应产物。三种复合材料基体中沉淀相的尺寸基本相同(约为5.5 nm)。B4C颗粒的尺寸对复合材料力学性能有较大的影响。B4C颗粒尺寸为7 μm的复合材料性能最佳，屈服强度为648 MPa，抗拉强度为713 MPa，延伸率为3.3%。随着颗粒尺寸的增大复合材料的强度和延伸率均降低。对三种复合材料的强化机制和断裂机制的分析结果表明：小尺寸B4C颗粒增强的复合材料强度较高，颗粒在变形过程中不易断裂，因此其塑性较好。

在1060系铝基体表面镀镍碳纤维作为增强体,进行真空热压扩散制备出碳纤维/铝复层材料。研究了制备工艺参数(加热温度、保温时间、压力大小)和碳纤维体积分数对碳纤维/铝复层材料的微观组织、界面结合、性能强度和断口形貌的影响。结果表明：碳纤维与铝基体界面结合良好,镀镍层与铝基体在碳纤维附近反应生成的Al3Ni阻止了铝基体与碳纤维之间生成脆性相Al4C。随着碳纤维体积分数的提高,材料的抗弯强度先提高后降低。

用真空压力浸渗法制备了新型三向正交碳纤维增强铝基(CF/Al)复合材料,根据其内部纱线截面形状和机织结构特征建立了考虑界面作用的细观力学有限元模型,并将数值模拟与实验相结合研究了复合材料在经向拉伸载荷作用下的渐进损伤与断裂力学行为。结果表明,铝基复合材料拉伸弹性模量、极限强度与断裂应变的实验结果,分别为120.7 GPa、771.75 MPa和0.83%。数值模拟的计算误差分别为-3.21%、1.75%和-9.63%,宏观应力-应变曲线的计算结果与实验曲线吻合得较好。在经向拉伸载荷作用下复合材料的基体合金与Z向纱之间的界面先发生失效,随着拉伸应变量的增大纱线交织处基体合金的损伤逐渐累积并先后发生Z纱和纬纱的局部开裂失效,在拉伸变形后期基体合金的失效和经纱断裂最终使复合材料失去承载能力。铝基复合材料的拉伸断口呈现出经纱轴向断裂以及纬纱和Z向纱横向开裂的形貌,起主要承载作用的经纱其轴向断口较为平齐且纤维拔出长度较短,复合材料经向拉伸时表现出一定的脆性断裂特征。

用共沉淀法制备LaMgAl11O19粉体，证明了提高沉淀温度和pH值可使前驱粉体的性能明显提高。应用差热分析和X射线法研究了磁铅石相的生成温度和粉体的结晶度；使用Scherrer 公式并结合XRD谱计算了晶粒尺寸；用扫描电镜观察了各工艺参数的前驱粉体在1500℃时效5 h后的形貌；使用Malvern ZEN3600粒度仪和Manual measurement软件分析了粉体硬团聚的尺寸分布；用Nd2O3, Gd2O3, Sm2O3替代La2O3，研究了制备多种镁基六铝酸盐粉体的可行性。结果表明：在pH值为11.5、沉淀温度为60℃条件下制备的前驱粉体，其完全相变为纯LaMgAl11O19粉体的初始温度为1440℃，比在常温下沉淀的前驱粉体降低了150℃，磁铅石相的生成效率明显提高。在1500℃时效5 h的粉体其晶粒为纳米尺度。提高沉淀温度和pH值有利于减小晶粒尺寸和降低粉体的热导率。采用相同工艺参数可制备出纯NdMgAl11O19粉体，其晶粒尺寸略大于LaMgAl11O19粉体的尺寸。

选用Nextel610型Al2O3纤维为增强体、ZL210A连续氧化铝合金为基体，采用真空压力浸渗法制备纤维增强铝基复合材料(Al2O3f/Al)，纤维的体积分数为40%，预热温度分别为500、530、560和600℃，研究了纤维预热温度对Al2O3f/Al复合材料的微观组织、纤维损伤和力学性能的影响。结果表明：随着纤维预热温度的提高复合材料的致密度随之提高，最大达到99.2%，材料的组织缺陷最少，纤维的分布均匀；随着纤维预热温度的提高从复合材料中萃取出来的Al2O3纤维的拉伸强度不断降低，纤维预热温度为600℃的复合材料中Al2O3纤维的拉伸强度仅为1150 MPa，纤维表面粗糙，有大尺寸附着物。纤维的预热温度对Al2O3f/Al复合材料的拉伸强度有显著的影响。预热温度为500、530、560和600℃的复合材料其拉伸强度分别对应于298、465、498和452 MPa。组织缺陷、纤维损伤和界面结合强度，是影响连续Al2O3f/Al复合材料强度的主要因素。

用粉末冶金法制备了分别用Al2O3、SiC颗粒增强的颗粒体积分数为25%的6061Al基复合材料, 在不同温度对其进行固溶-时效热处理, 通过拉伸曲线分析和断口SEM分析研究了增强颗粒与基体适配性对颗粒增强铝基复合材料拉伸性能的影响。结果表明, 低强度Al2O3颗粒不适合用于增强高强度的6061Al基体, 研究了增强颗粒与基体适配性对颗粒增强铝基复合材料强化机制的影响, 发现主要通过影响应力传递机制来影响复合材料性能, 揭示了适配性与增强颗粒开裂、复合材料屈服之间的关系, 得出增强颗粒相对于基体强度越高, 颗粒开裂越少, 并总结了一种表示增强颗粒与基体适配性关系的方法。

在Ti40Zr10Cu36Pd14非晶合金基体中微添加β-Ti相稳定化元素Mo，使体系在凝固过程中原位析出塑性β-Ti相，制备出原位自生β-Ti相增强Ti基非晶复合材料。在这种复合材料的变形过程中塑性β-Ti相阻碍基体中主剪切带的扩展，使其发生偏转和增殖生成多重剪切带，使其室温力学性能显著提高。其中(Ti0.4Zr0.1Cu0.36Pd0.14)95Mo5试样的室温强度达到2630 MPa，塑性应变达到7.3%，比基体分别提高了32.0%和508%。

先用湿法纺丝制备聚醚砜(PES)多孔纤维并进行湿法抄造制备出四种不同面密度的PES多孔纤维网纱(PESV)，用真空辅助树脂灌注成型(VARI)制备出聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料。研究了PES多孔纤维在环氧树脂的溶解行为以及复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性(GIC)和Ⅱ型层间断裂韧性(GⅡC)、层间剪切强度和弯曲性能，并分析了复合材料层间断裂的微观形貌。结果表明,固化温度为180℃时，PES多孔纤维完全溶解在环氧树脂中；PESV面密度为31.6 g/m2时CF/EP复合材料的GIC和GⅡC最佳，分别提高了54.4%和62.2%。其原因是，PES多孔纤维在环氧树脂中溶解后相分离形成了PES/环氧树脂的两相结构，改善了层间韧性；PESV面密度为21.9 g/m2时，复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量也分别提高了2.9%、4.0%和7.7%。

研究了等离子体表面改性和等离子体接枝改性碳纤维/环氧树脂基复合材料界面的不均匀性。层间剪切强度(ILSS)测量及其偏差评估的结果表明，在相同等离子体条件下，等离子体表面改性对ILSS的提升率只有8.6%，而等离子体接枝改性的提升率高达37%；但是，接枝改性ILSS的离散程度比较高。扫描电镜、金相显微镜和红外光谱分析的结果进一步表明，接枝改性可通过取代反应将较多的活性基团键接在碳纤维表面从而更容易实现界面提升，但是接枝层的不均匀及其产生的纤维粘连使ILSS的离散程度提高。

以石墨烯和正硅酸乙酯为原料用溶胶-凝胶法制备了Graphene/SiO2纳米复合材料，用球盘式摩擦磨损试验机评价其作为水基润滑添加剂在不同载荷和浓度下的摩擦学性能。用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了摩擦副的表面形貌和元素特征。结果表明：在15N载荷工况下，Graphene/SiO2纳米复合材料作为添加剂在超纯水中含量为0.2%(质量分数)时具有最佳的摩擦学性能 ，比超纯水的摩擦系数降低了17.9%，钢球磨损率降低了61.7%。基于磨损表面分析提出的润滑机制为：在摩擦过程中，Graphene/SiO2纳米复合材料在磨损表面生成的物理吸附膜、Graphene的层状剪切作用以及SiO2在磨损表面的修复作用和滚珠轴承作用，使超纯水的摩擦学性能提高。

用强度为2 MeV的Si2+离子对C/C-ZrC-SiC复合材料进行室温辐照，使用掠入射X射线衍射、拉曼光谱、透射电子显微分析、扫描电子显微分析和纳米压痕等手段研究了辐照前后C/C-ZrC-SiC复合材料的晶体结构、晶格损伤、微观组织结构、表面形貌及显微力学性能的变化。结果表明：Si2+离子辐照后SiC晶格中产生的应力使晶格膨胀，而ZrC晶格未发生膨胀；辐照后SiC的拉曼峰宽化和偏移在Si-C区域形成新峰，离子辐照诱导ZrC出现的碳空位使其具有拉曼活性，从而出现特征峰；辐照后C/C-ZrC-SiC复合材料的表面形貌没有显著的变化，而ZrC和SiC中碳的原子含量分别提高了37.93%和13.03%；辐照使ZrC中出现大量的间隙缺陷团簇和SiC部分非晶化，且在ZrC与SiC晶粒的交界处出现完全非晶化区域；碳纤维中碳相的ID/IG值与石墨微晶的层面间距增大，热解碳的层状结构被破坏逐渐呈无序化；ZrC、SiC和碳纤维的纳米硬度和弹性模量增大，ZrC的变化最小表明其具有更高的稳定性。