被捕获的离子可以通过用激光激发其内部电子态形成有效的量子二能级系统,从而充当有前途的可扩展量子比特,而离子在谐波势阱中的量化运动状态使我们能够通过库仑力与相邻离子相互作用。因此,高保真操作需要精确了解系统的运动退相干时间,即离子的运动状态不再可靠地被知道或不再能被控制的时间。现有的运动相干性测量通过将运动状态与激光驱动的内部跃迁耦合来间接控制和测量运动状态,因此,它们可能容易出现电子状态退相干和激光幅度或频率波动。在本论文中,我们应用了之前提出的直接电场操纵被捕获离子运动相干态的机制,在一种新的自由进动序列中测量运动相干时间。该序列由连续谐振子相空间中两个相位差可变的相干位移组成,由可变的延迟时间分隔。在 4 开尔文的超高真空室中,使用位于铌表面电极阱上方 50 微米处的锶-88 + 离子,我们测量了 (24 ± 5) 𝑠 − 1 的运动退相干率。该测量速率与系统的预期退相干率相匹配,其中捕获离子加热在幅度上超过其他形式的退相干,这很可能是我们系统的情况。
超导射频(SRF)腔使用沿轴的电场加速颗粒[1]。加速梯度E ACC是一个关键的性能度量,因为较高的梯度缩短了给定能量所需的加速器长度。然而,最大值受腔的材料特性的约束。第一个限制因素是材料的超导式,尤其是临界较低的领域(B C 1)和过热场(B SH)[2-5]。随着E ACC的影响,峰表面磁场b 0上升,其中b 0 = ge acc,由腔设计设置为g。最初,腔仍然处于Meissner状态,但是随着场的增加,涡流渗透,导致RF损失和淬火。Meissner状态在B C 1处具有亚稳态,上限为B sh。因此,在B C 1和B sh之间的亚稳带中,最大值可实现的字段b(max)0受约束。在电子均值自由路径上均延伸,与残余电阻率比(RRR)相关。另一个限制来自材料的热稳定性。即使没有表面缺陷,例如正常情况下的残基,地形不规则或弱质体沉淀,表面电阻的指数温度依赖性r s也会产生一个反馈反馈循环[6,7]。(1/2)r S H 2 0之间的这种反馈,而所得温度上升会导致与缺陷无关的热失控,超过阈值范围,B运行。阈值B运行取决于诸如表面电阻,腔壁厚度,导热率和Kapitza电导等因素。这些基本限制B C 1,B SH和B运行可以通过使用高RRR使用高纯度niobium来增强。尽管众所周知,较高的RRR与理论领域之间的联系是众所周知的,但数十年来具有不同RRR值的腔测试的综合总结仍然不可用。此简短说明从1980年代到2020年代编译了数据[8-21],RRR值范围从30到500到
建模和理解以高速率的电池电化学性能是一个巨大的挑战。以其快速速率和良好的环含量而闻名,五氧化氢盐(NB 2 O 5)是锂离子电池的有前途的阳极材料,并在这项工作中进行了专门建模和研究。使用扫描电子显微镜,X射线衍射和微型计算层造影术将商业化的NB 2 O 5进行了特征。NB 2 O 5材料被发现包含大小数十万微米的大杆和球状多晶颗粒,并具有混合的T-NB 2 O 5和H-NB 2 O 5相。通过循环伏安法和恒定循环测试,在不同的C速率上测试了球铣削后材料的电化学性能,高达50c(10,000 mA g-1)。在0.5C时达到与T-nb 2 O 5的材料达到了类似的电荷能力(143 mAh g-1),当C率增加到10C时,该容量可能会保留超过55%。实验结果用于支持NB 2 O 5的Doyle-Fuller-Newman电化学模型的发展。通过模型参数化,估计本NB 2 O 5的参考交换 - 电流密度和固态扩散率分别为9.6×10 - 4 A m-2和6.2×10 - 14 m 2 s - 1。具有获得恒定属性的5C电池的准确预测到5C的电流。然而,当保持模型和实验之间的良好协议时,发现NB 2 O 5的性质在较高的C速率下是速率依赖性的。在10-50c下,这两种特性的下降表明,从扩散控制的锂插入到电容效应的主要电荷存储机制发生了变化,这是在环状伏安法中实验观察到的。
GRCop 是由铜、铬和铌构成的合金系列,由 NASA 为高热流应用而开发。GRCop 合金是专门为满足通道冷却主燃烧室的要求而配制的,可在高热流环境中重复使用。GRCop-84 是 NASA 开发计划下使用增材制造技术开发的。为了进一步提高热导率,同时保持材料强度特性,合金元素的百分比减少了一半,并开发了 GRCop-42。近年来,NASA 已成功使用激光粉末床熔合 (L-PBF) 工艺增材制造 GRCop-42。发现 L-PBF 工艺产生的材料性能与传统挤压 GRCop-42 相当。该工艺的好处包括制造复杂的内部冷却通道以及缩短制造时间。但是,使用该工艺也存在一些很大的缺点。粉末床工艺的性质施加了严格的体积限制以及所需的过多材料库存。定向能量沉积 (DED) 工艺解决了这些限制,同时也加快了制造过程。由于关于 DED 如何与 GRCop-42 配合使用的数据很少,因此对其机械性能进行了调查。更具体地说,使用吹粉定向能量沉积 (BPD) 将材料性能与 L-PBF 制造的 GRCop-42 进行比较。发现 DED 制造的材料孔隙率小于 0.1%。拉伸试验得出结论,DED 制造的 GRCop-42 在室温下具有较低的拉伸强度。结果表明,该工艺能够生产出完全致密的部件,能够满足机械性能
摘要:固体电解质是全固态电池(ASB)的关键成分。它在电极中需要增强锂电导率,并且可直接用作隔膜。锂填充石榴石材料 Li 7 La 3 Zr 2 O 12(LLZO)具有高锂电导率和对金属锂的化学稳定性,被认为是高能陶瓷 ASB 最有前途的固体电解质材料之一。然而,为了获得高电导率,需要使用钽或铌等稀土元素来稳定高导电立方相。这种稳定性也可以通过高含量的铝来实现,从而降低了 LLZO 的成本,但同时也降低了可加工性和锂电导率。为了找到石榴石基固态电池潜在市场引入的最佳点,可扩展且工业上可用的、具有高加工性和良好导电性的 LLZO 合成是必不可少的。本研究采用了四种不同的合成方法(固相反应(SSR)、溶液辅助固相反应(SASSR)、共沉淀(CP)和喷雾干燥(SD))来合成铝取代的 LLZO(Al:LLZO,Li 6.4 Al 0.2 La 3 Zr 2 O 12 ),并进行了比较,一方面关注电化学性能,另一方面关注可扩展性和环境足迹。这四种方法均成功合成,锂离子电导率为 2.0–3.3 × 10 −4 S/cm。通过使用湿化学合成法,煅烧时间可以从 850 °C 和 1000 °C 下的两个煅烧步骤(20 小时)减少到喷雾干燥法下 1000 °C 下仅 1 小时。我们能够将合成扩大到公斤级,并展示不同合成方法的大规模生产潜力。
可以根据各种标准(包括物理特性和冷却成本)对超导体进行分类。** I型超导体**:具有一个临界场(HC),并在达到超导状态和正常状态之间突然过渡。** II型超导体**:拥有两个临界场HC1和HC2,它们是下部临界场以下的完美超导体,并返回到上临界场高于上方的正常电导率。包括无法使用BCS理论或相关理论来解释的重费超导体。这些材料具有独特的特性,可以无视传统的理解,并需要进一步的研究以充分理解其行为。超导体根据其临界温度分为三组:低温超导体(LTS)低于77K,高温超导体(HTS)高于77K,而室温超级导体。77K的分界点显着,因为液氮可用于在此温度下实现材料的超导性。大多数基于元素的超导体是I型,但是存在一些例外,例如niobium,Technetium和某些碳同素同素同素。合金等合金具有超导性能。陶瓷,包括丘比特和YBCO家族,也表现出高温超导性。其他材料(如镍和Ruddlesden-popper相似)被发现在较低温度下是超导的。超导体的分类并不详尽,并且正在进行的研究继续发现具有独特特性的新材料。基于铁的超导体,二吡啶镁,palladates和其他化合物的潜力表现出超导性的潜力。超导体的发现,例如HG3NBF6和HG3TAF6,导致了材料科学领域的重大进步。这些化合物在7 K(-266.15°C; -447.07°F)以下表现出超导性,使其对于各种技术应用都很有价值。最近的突破导致了新的超导体的发展,包括无限层镍和五重杆层方形 - 平面镍镍,这表明在绝对零以上的温度下表现出超导性。此外,科学家在理解超导性的基础机制方面取得了重大进展。例如,发现二吡啶镁(MGB2)的发现使人们对高温超导体所需的特性有了更深入的理解。随着研究人员继续探索超导体材料的前沿,他们正在发现其在尖端技术中应用的新可能性。
INCONEL® 镍铬合金 625 (UNS N06625/W.Nr. 2.4856) 因其高强度、出色的可加工性(包括连接)和出色的耐腐蚀性而被广泛使用。使用温度范围从低温到 1800°F (982°C)。成分如表 1 所示。INCONEL 合金 625 的强度源于钼和铌对其镍铬基质的硬化作用;因此无需进行沉淀硬化处理。这种元素组合还使其对各种异常严重的腐蚀环境以及氧化和渗碳等高温效应具有出色的抵抗力。 INCONEL 625 合金的特性使其成为海水应用的绝佳选择,包括不受局部侵蚀(点蚀和缝隙腐蚀)、高腐蚀疲劳强度、高抗拉强度和抗氯离子应力腐蚀开裂。它用作系泊电缆的钢丝绳、机动巡逻炮艇的螺旋桨叶片、潜艇辅助推进马达、潜艇快速断开配件、海军多用途船的排气管、海底通信电缆护套、潜艇传感器控制器和蒸汽管波纹管。潜在应用包括弹簧、密封件、水下控制器的波纹管、电缆连接器、紧固件、弯曲装置和海洋仪器组件。高拉伸、蠕变和断裂强度;出色的疲劳和
例如,我们可以将二维磁体的磁性印记到其他层上,而不改变它们的固有性质,从而创造出新型的自旋电子和磁子装置。[8–10] 这种设计概念可以用于将磁性与超导相结合的系统,以实现拓扑超导。[11,12] 由于它在构建用于拓扑量子计算的基于马约拉纳的量子比特模块中具有潜在作用,因此目前它正受到广泛关注。[12–14] 虽然很少有潜在的真实材料表现出拓扑超导性,[15–18] 但设计材料中所需的物理特性来自不同成分之间精心设计的相互作用。 对于拓扑超导,需要将 s 波超导与磁性和自旋轨道耦合相结合,以创造出人工拓扑超导体。 [12,19] 然而,组分之间的耦合对界面结构和电子特性高度敏感 [2,20],因此,具有原子级清晰和高度均匀界面的范德华材料是一个具有吸引力的平台,可用于实现和利用设计材料中出现的奇异电子相。最近有研究表明,层状材料在单层 (ML) 极限下仍能保持磁性。[4,5,21] 虽然第一份报告依赖机械剥离进行样品制备,但相关材料三溴化铬 (CrBr 3 ) 和 Fe 3 GeTe 2 也在超高真空 (UHV) 下使用分子束外延 (MBE) 生长,[22,23] 这对于实现干净的边缘和界面至关重要。由于这些材料的层状性质,它们本身缺乏表面键合位点,从而阻止了层之间的化学键合,并导致对界面的更好控制。最近,我们利用MBE成功制备了基于vdW异质结构的超导铁磁混合体系。[24,25] 更重要的是,通过结合自旋轨道耦合、二维铁磁CrBr 3 和超导铌二硒化物(NbSe 2 ),我们利用低温扫描隧道显微镜(STM)和扫描隧道光谱(STS)证明了一维马约拉纳边缘模式的存在。[25] 然而,对于未来的应用,还需要进一步系统的研究,以更好地理解在NbSe 2 基底上生长的单层CrBr 3 的电子和磁性。
14.1 – 简介 在增材制造工艺中,使用化学或物理过程将液体、粉末、线材或箔片逐层堆积起来,形成部件。直接能量沉积 (DED) 或粉末床熔合 (PBF) 可用作增材制造工艺,其中使用金属粉末或线材在现有部件的基材或自由曲面上打印致密的金属层 [1]。金属粉末(纯元素、元素混合物、母合金)或金属线材高速熔化,并瞬间逐层沉积在相应的金属基材上。在所谓的激光熔覆 [2] 中,该技术通常用于涂覆涂层或工具维修。与减材工艺相比,增材工艺节省时间和资源,因为材料只在需要的地方添加。通常使用成熟的钢、镍基合金或钛合金。但是,也可以通过粉末混合物的原位合金化获得全新的材料,或者通过在堆积过程中改变粉末混合物的成分来创建材料梯度 [3]。高熵合金 (HEA) 代表了未来应用的一个新研究领域。它们由大量元素形成,所有元素都以类似的高浓度存在,例如由锆、铌、铪、钽或钨组成的合金 [4]。形成的合金通常可以是单相或多相混合晶体。HEA 通常可以结合高强度和非常好的延展性。原位合金化为未来生产具有出色高温机械性能的新型金属部件提供了快速材料筛选的独特可能性。长期以来,由于耐火合金的熔点高,其制造仅限于真空电弧重熔。使用基于激光的方法,这些金属被聚焦的激光束局部熔化并沉积在增材制造中。除了材料开发之外,增材制造还为组件设计提供了极大的设计自由度,例如,可用于开发基于仿生原理的负载优化设计 [5]。为了增加增材制造的多功能性,可以使用激光后处理来修改采用该技术生产的零件的表面[6-9]。市面上有不同类型的激光源,这确保了它们适用于广泛的应用,连续波 (cw) 激光器通常用于降低表面粗糙度,而脉冲激光器则用于修改表面功能并提高几何精度。即使有可能取代增材制造工艺链中的某些步骤,当最终制造的组件的局部区域需要特定特性时,采用激光后处理作为附加步骤也被证明是有益的。
为了提高对氯化物诱导的局部腐蚀的耐药性,通过将钼含量从3 wt .-%增加到3 wt .-%的Alloy Uns N08825中的Alloy n08825中的3 wt .-%左右的825 ctp中,通过将钼含量从大约3 wt .-%增加到3 wt。通过增加钼含量,pren(由公式(1)给出的匹配抗性等效数)从33增加到42,这给出了提高耐腐蚀性的首先指示。通过在合金N08825中从30°C(86°F)2的临界点温度(CPT)升高至合金825 CTP的合金3-5(131°F)3-5的临界点温度(CPT)从30°C(86°F)2中升高,通过实验证实了改善的耐腐蚀性。pren =%cr + 3.3 x%mo + 16 x%n(1)此外,众所周知,合金N08825在焊接过程中非常容易易于热开裂,这可能发生在热影响区(HAZ)或焊接金属本身中,代表了跨间的故障模式。为了评估材料的热开裂敏感性,固化温度范围(固体二液值差值,ΔT)通常用作首次评估。较高的ΔT导致沿晶界和跨齿状区域分布的残留液相,从而导致冷却收缩过程中晶界延展性的损失,因此可以进行热开裂。6,7在实验上,可以通过改进的涂层(MVT)测试来评估热破裂的敏感性。通常将钛和niobium添加到合金中,以稳定碳并防止在可能导致晶间腐蚀的晶界处的碳化物降水。MVT测试被用作“通用”焊接性测试,旨在独立控制焊接参数和机械负载,该测试允许通过热裂缝数量和焊接样品的热裂纹长度评估和比较材料。在另一侧,从焊接的角度来看,据众所周知,钛对材料的可焊性具有有效的影响,7,但有关钛的这一方面的信息有限。Shankar等人。沿ti稳定的奥氏体不锈钢焊缝的裂缝和跨齿状区域验证了一般的高钛富集。认为,较高的钛含量会导致对晶界的种族隔离增加,这导致在这些地区形成更有害的次级相,后来可能有助于形成裂纹。此外,已知钛和其他分区元素在凝固过程中丰富了谷物和亚晶界。将这些元素分配到边界区域时,可以显着降低这些位点的有效凝固温度范围。8钛作为合金元素的另一个缺陷是其在电弧焊接过程中无法预测的氧化行为,这可能导致间质钛的消耗 - 从而降低了其稳定效果 - 与焊接金属中钛含量的发生结合。由于最近开发的合金825 CTP可以通过高级辅助冶金生产工艺实现非常低的碳含量,因此不需要钛的添加钛的目的
