Materials：“材料物理” 栏目 2021 年高引文章精选 | MDPI 编辑荐读
点击左上角“MDPI化学材料”关注我们，为您推送更多最新资讯。
本期编辑荐读为您精选了 2021 年发表在 Materials 期刊“Materials Physics (材料物理)”栏目上的 6 篇高引文章，内容涉及金属零件的 3D 打印制造及性能、复合材料性能及损伤容限优化、亚稳态 β 钛合金的热变形、多孔 ZnO 纳米结构的光催化性能、超导块体在飞机电机磁屏蔽中的应用、加筋板中导波色散与散射现象等热门话题，希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。
Vlassios Likodimos 教授
雅典大学
Materials 栏目主编
研究领域：光催化材料、纳米二氧化钛、碳纳米材料、金属氧化物。
识别二维码，
进入栏目主页。
★
01
★
Effect of Layer Directions on Internal Structures and Tensile Properties of 17-4PH Stainless Steel Parts Fabricated by Fused Deposition of Metals
层向对金属熔融沉积法制备的 17-4PH 不锈钢零件内部结构和拉伸性能的影响
Yoshifumi Abe et al.
https://www.mdpi.com/951526
向上滑动查看更多
17-4PH 不锈钢试样是通过金属熔融沉积 (Fused Deposition of Metals, FDMet) 技术制造的，该技术将 17-4PH 颗粒与有机粘合剂结合在一起。FDMet 承诺采用低成本的增材制造工艺。本研究旨在阐明 3D 打印过程中，层向对烧结和老化试样的机械、收缩性能的影响。所有样品 (在三层方向上打印的烧结和老化样品) 均表现出较高的相对密度 (97.5~98%)；当层方向垂直于拉伸方向时，获得最高的极限强度 (分别在烧结态和老化态试样中为 880 和 1140 MPa)；相反，当层方向平行于拉伸方向时，其打印的试样呈现低极限强度和低断裂应变。层方向平行于拉伸方向的试样呈现低极限强度和低断裂应变这一事实，是通过 FDM 获得的零件的常见行为。SEM 图像显示了打印部件中的定向粘合剂区域和烧结部件中的定向空隙。假设在熔融沉积成型打印期间，长丝中的大粘合剂区域垂直于层方向取向，并且在烧结后保持为定向空隙。作者认为，定向空隙缺陷中的应力集中可能是这些试样拉伸性能差的原因。
识别二维码
阅读英文原文
原文出自 Materials 期刊
Abe, Y.; Kurose, T.; Santos, M.V.A.; Kanaya, Y.; Ishigami, A.; Tanaka, S.; Ito, H. Effect of Layer Directions on Internal Structures and Tensile Properties of 17-4PH Stainless Steel Parts Fabricated by Fused Deposition of Metals. Materials 2021, 14, 243.
★
02
★
Optimization of Mechanical Properties and Damage Tolerance in Polymer-Mineral Multilayer Composites
聚合物-矿物多层复合材料力学性能及损伤容限优化
Johannes Wiener et al.
https://www.mdpi.com/986074
向上滑动查看更多
对于用滑石粉来补强的聚丙烯，为了提高其冲击强度和损伤容忍度，作者采用了一种柔软型聚丙烯来进行增强。软相以连续夹层的形式加入，层数从 64 到 2048 层不等。本文比较了具有相同材料组成 (基于所用材料的 wt%) 和纯基体材料的共混物。分层结构达到了冲击强度的平稳期，其中基质层的厚度与最大的滑石颗粒相同或更小。随后，作者使用仪器化夏比实验和拉伸测试深入研究了分层架构，即 512 层。通过测试，获得了冲击强度、刚度和强度的标准化参数。多层材料显示出显著的冲击强度、断裂能和损伤容限。然而，由于添加了软相，刚度和强度有所降低。作者提出，由于层之间的应力解耦效应，使弯曲刚度降低，因此在弯曲载荷下的试样非常柔顺。而在拉伸载荷下可避免这个缺点，同时韧性的增加仍然很高。
识别二维码
阅读英文原文
原文出自 Materials 期刊
Wiener, J.; Kaineder, H.; Kolednik, O.; Arbeiter, F. Optimization of Mechanical Properties and Damage Tolerance in Polymer-Mineral Multilayer Composites. Materials 2021, 14, 725.
★
03
★
Application of the Strain Compensation Model and Processing Maps for Description of Hot Deformation Behavior of Metastable β Titanium Alloy
运用应变补偿模型和加工图描述亚稳态 β 钛合金的热变形行为
Oleksandr Lypchanskyi et al.
https://www.mdpi.com/1076184
向上滑动查看更多
本文在接近和高于 β 转变温度下，利用 Gleeble 3800 热机械模拟器进行等温热压缩试验，以研究亚稳态 β 钛合金的流动行为。在 800~1100 °C 的变形温度范围和 0.01~100 s-1 的应变速率范围内，获得了流变应力曲线。应变补偿本构模型是基于 Arrhenius 型方程开发的，而实验数据和计算数据之间的高相关系数 (R) 以及低平均绝对相对误差 (Average Absolute Relative Error, AARE) 证实了所开发模型的高精度。利用动态材料建模与 Prasad 稳定性标准相结合，为研究的加工温度、应变和应变率范围生成加工图，并揭示了在所研究的变形条件下的高材料流动稳定性。微观结构分析提供了关于流动行为和主要变形机制的额外信息。研究发现，动态恢复 (Dynamic Recovery, DRV) 是所研究的 β 钛合金变形过程中的主要机制。
识别二维码
阅读英文原文
原文出自 Materials 期刊
Lypchanskyi, O.; Śleboda, T.; Łukaszek-Sołek, A.; Zyguła, K.; Wojtaszek, M. Application of the Strain Compensation Model and Processing Maps for Description of Hot Deformation Behavior of Metastable β Titanium Alloy. Materials 2021, 14, 2021.
★
04
★
High UV and Sunlight Photocatalytic Performance of Porous ZnO Nanostructures Synthesized by a Facile and Fast Microwave Hydrothermal Method
微波水热法合成的多孔 ZnO 纳米结构的高紫外和阳光光催化性能
Sofia Henriques Ferreira et al.
https://www.mdpi.com/1097016
向上滑动查看更多
在过去的几十年中，利用氧化物半导体纳米结构辅助降解废水中有机污染物一直是研究热点之一，研究者们试图通过简单、环保、快速和成本效益高的工艺合成这些纳米材料。本研究通过微波水热法成功合成了多孔氧化锌 (ZnO) 纳米结构。在合成 15 分钟后，获得层状氢氧化锌碳酸 (LZHC) 前体，并经受不同的煅烧温度将其转化为多孔 ZnO 纳米结构。作者研究了煅烧温度 (300、500 和 700 °C) 对 ZnO 纳米结构的形态、结构和光学性质的影响。在测试中，所有 ZnO 样品均作为光催化剂在紫外线照射和自然阳光条件下降解罗丹明 B (RhB)。作者发现，在两种光源下，所有样品均显示出增强的光催化活性，而 RhB 实际上在 60 分钟内降解。同时，在 700 °C 下获得的多孔 ZnO 由于其高结晶度而显示出最大的光催化活性，对紫外光和太阳光的降解速率分别为 0.091 和 0.084 min-1。本研究向未来使用氧化物半导体降解由自然阳光介导的水污染物迈出的非常重要的一步。
识别二维码
阅读英文原文
原文出自 Materials 期刊
Ferreira, S.H.; Morais, M.; Nunes, D.; Oliveira, M.J.; Rovisco, A.; Pimentel, A.; Águas, H.; Fortunato, E.; Martins, R. High UV and Sunlight Photocatalytic Performance of Porous ZnO Nanostructures Synthesized by a Facile and Fast Microwave Hydrothermal Method. Materials 2021, 14, 2385.
★
05
★
Review on the Use of Superconducting Bulks for Magnetic Screening in Electrical Machines for Aircraft Applications
超导块体在飞机电机磁屏蔽中的应用综述
Rémi Dorget et al.
https://www.mdpi.com/1125208
向上滑动查看更多
高温超导体 (High-Temperature Superconductors, HTS) 极大地加速了用于电气工程应用的超导机器的开发，例如全电动飞机。本文对不同超导材料进行了概述，这些材料可用作高比功率电机电感器的磁屏；评估了材料特性对机器性能的影响，例如临界温度 (Tc) 和临界电流密度 (Jc)；解决了与不同 HTS 本体合成方法的通量调制机器的相关性。
识别二维码
阅读英文原文
原文出自 Materials 期刊
Dorget, R.; Nouailhetas, Q.; Colle, A.; Berger, K.; Sudo, K.; Ayat, S.; Lévêque, J.; Koblischka, M.R.; Sakai, N.; Oka, T.; Douine, B. Review on the Use of Superconducting Bulks for Magnetic Screening in Electrical Machines for Aircraft Applications. Materials 2021, 14, 2847.
★
06
★
Numerical Investigation on Guided Waves Dispersion and Scattering Phenomena in Stiffened Panels
加筋板中导波色散与散射现象的数值研究
Alessandro De Luca et al.
https://www.mdpi.com/1418584
向上滑动查看更多
本文提出了一种基于有限元 (Finite Element, FE) 的数值方法，以研究增强铝和复合结构传输、转换和反射的导波的色散行为，突出其差异。这种模式的频散曲线可帮助研究人员提高基于兰姆波的结构健康监测 (Structural Health Monitoring, SHM) 系统的损伤检测灵敏度。本文已经进行了初步研究阶段以评估建模技术的可靠性。作者将实验结果分别与实验测试和半分析数据进行比较，证明了铝和复合平板的结果的准确性。由于具有良好的一致性，有限元方法已被用于分析铝板和复合板中的色散、散射和模式转换现象，其特征是结构不连续，可作为加强筋。研究强调了加强筋的模式转换，提供了关于现有技术的新观察结果。研究发现，转换后的模式以比入射模式稍慢的速度传播；相反，已发现反射波以与入射波相同的速度传播；复合加强板中反射的波与铝板中出现的波不同。
识别二维码
阅读英文原文
原文出自 Materials 期刊
De Luca, A.; Perfetto, D.; Lamanna, G.; Aversano, A.; Caputo, F. Numerical Investigation on Guided Waves Dispersion and Scattering Phenomena in Stiffened Panels. Materials 2022, 15, 74.
Materials 期刊介绍
主编：Maryam Tabrizian, McGill University, Canada
期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。
2021 Impact Factor | 3.748 |
2021 CiteScore | 4.7 |
Time to First Decision | 15.3 Days |
Time to Publication | 38 Days |
识别二维码，
订阅 Materials 期刊最新资讯。
识别二维码，
邀您成为 Materials 期刊客座编辑。
识别二维码，备注学校+姓名+研究方向，小助手邀您入期刊学者交流群，了解期刊最新活动，与同行交流科研经验。
往期回顾
Materials：”制造过程与系统” 栏目 2021 年高引文章精选 | MDPI 编辑荐读
Materials：“先进功能陶瓷与玻璃”栏目 2021 年高引文章精选 | MDPI 编辑荐读
视频号
扫码关注
MDPI开放数字出版视频号
版权声明：
*本文由MDPI中国办公室编辑翻译撰写，文中涉及到的论文翻译部分，为译者在个人理解之上的概述与转达，论文详情及准确信息请参考英文原文。本文遵守 CC BY 4.0 许可 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。如需转载，于公众号后台留言咨询。
由于微信订阅号推送规则更新，您可以将“MDPI化学材料”设为星标，便可在消息栏中便捷地找到我们，及时了解最新开放出版动态资讯！
点击左下方“阅读原文”，进入栏目主页。
喜欢今天的内容？不如来个“三连击”☞【分享，点赞，转发】