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當今凝聚態物理研究中最重要的問題之一是揭示磁性材料中的高溫超導機制。帶有自旋的電子常被認為是局域在磁性離子實周圍的，而形成電流的電子則被視為在晶格中巡游。但事實上這兩者均為同一粒子。因此，這對立的兩面如何共同協助超導形成，是一個非常有趣的問題。這種“非常規”的機制與銅基超導體、鐵基超導體以及重費米子超導體都密切相關。 在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。 量子材料科學中心博士研究生郭見青和岳莉為該項工作的共同第一作者。相關的中子散射實驗是由日本的MLF, J-Parc用戶實驗項目支持完成的。這項工作由量子材料科學中心李源研究組和張焱研究組合作完成。研究課題得到了中國自然科學基金委和科技部項目的資助。References:[1] C. Wang et al., Phys. Rev. X 3, 041036 (2013).[2] M. Ma et al., Phys. Rev. X 7, 021025 (2017).[3] Z.P. Yin et al., Nat. Mater. 10, 932 (2011).[4] J. Guo, L. Yue et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).

在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。

該團隊制備了一種負載氧化鎳(NiO)納米晶粒的聚合物氮化碳(g-C3N4, CN)二維納米片新材料，通過構建具有金屬性的Ni-N鍵形成高導電界面，大幅提高了催化效率，該策略拓展至其他的過渡金屬氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也獲得了成功。同時，該團隊還開發了過渡金屬基層狀蛇紋石結構的納米催化劑，進一步實現高效電催化。通過設計合成不同比例的Co、Ni基蛇紋石CoxNi3-xGe2O5(OH)4納米片，調節材料的電子能帶結構和導電特性，有效加快了催化效率，在堿性和中性條件下均表現出比傳統過渡金屬氫氧化物和商業RuO2更優異的催化活性和穩定性。 此外，該團隊以二維金屬-有機框架（2D MOF）納米片為前驅體制備了新型二維復合納米催化劑。通過引入吡啶作為抑制劑，借助溶劑熱反應和熱處理制備了氮原子摻雜的Ni-Ni3S2@碳復合納米催化劑，大幅度提高了催化性能，為二維金屬-金屬硫化物@碳多元復合材料的合成提供了新的思路。

相關專利提供了一種用于牙釉質定向有序礦化材料及其制備方法，通過羧甲基殼聚糖和阿侖膦酸鈉交聯后，依次滴加含磷酸氫根離子和含鈣離子的溶液，形成納米無定形磷酸鈣顆粒，之后向該溶液中加入谷氨酸，即可制得。

一、概述 （一）腐蝕 ? 腐蝕是船舶和其它海洋服役裝備全壽命周期內存在的共性問題； ? 引起船舶和海洋裝備不可用天數增加，產生巨額維修費用； ? 增加發生重大事故的概率。 （二）污損 ?已探明的海洋生物20余萬種，其中約有4000-5000種生物能造成污損； ?船舶、碼頭、浮標、水管、石油平臺、養殖設施易受海洋生物附著污損； ?污損增加船底粗糙度、降低航速、增加燃料消耗（水線以下船殼污損5%，燃料將增耗10%；污損大于50%，燃料將增耗40%以上）； ?產生巨額的清污與防污費用。 （三）國內外現狀 1、表面腐蝕防護技術 ?防腐涂料：常用防腐技術，期效一般為1-5年； ?熱噴涂：可用于艙內防腐，但不適用于與海水接觸區域； ?激光熔覆：熔覆層與基體冶金結合、晶粒細小、孔隙率極低，其綜合性能顯著高于熱噴涂涂層。 2、海洋污損防護技術 ?含氧化亞銅的自拋光涂料是當今主導產品，我國遠洋船舶防污涂料的市場一直被國外公司壟斷； ?常用防污涂料的期效一般為2-5年； ?國際公約要求，2008 年全面禁止生產和使用含三丁基錫 TBT 防污涂料，2009 年全部停止溶 劑法氯化橡膠生產線，2010 年全面禁止使用含 DDT船底防污涂料，把含氧化亞銅防污涂料列 入“高污染、高環境風險”名單，氧化亞銅防污技術是過渡性措施。 3、高耐蝕合金現狀 ?Ni-Cr-Mo系鎳基合金耐海水腐蝕性能優異，但該類合金產品制造工藝復雜、 價格昂貴，主要依賴進口； ?現有鎳基合金的成分是綜合考慮強度、耐蝕、加工及焊接性能而設計的，而激光熔覆層的核心功能為防腐，需要重新設計其成分。 4、高速激光熔覆技術 2017年10月，德國弗勞恩霍夫激光技術研究所研發了高速激光熔覆技術，其優點為： ?激光束功率密度高，1000~5000W/mm2； ?熔覆速度高，10~350cm/s，使熱影響區、稀釋率、工件變形等參數得到更好的控制； ?吸收比高，粉末到達熔池之前吸收激光能量，適合在高反射率基體上制備熔覆層。 二、課題組開發的相關技術 ? 研發了系列專用于激光熔覆的高性能耐蝕粉末材料和制備高耐蝕熔覆層的高速激光熔覆系統，高性能熔覆層耐蝕壽命≥50年，該項技術的成熟度達到8級，具備批量生產條件； ? 研發了系列環保性好（不含氧化亞銅、敵草隆、二甲苯、石油腦等成分）、防污期效長的新型防污材料和防污層制備工藝，防污層與基體冶金結合，防污期效可達10年以上（已經進行了3年的實海試驗）。 三、應用領域 （一）船舶與海洋裝備的腐蝕防護 根據模擬海水腐蝕實驗結果，熔覆層靜態海水條件下腐蝕速率為0.00004mm/a。 該項技術已在發電設備、船舶及海洋裝備中得到應用，效果顯著。 （二）船舶與海洋裝備的污損防護 ? 防污層與基體材料形成牢固的冶金結合，防污層在異物撞擊下不會脫落； ? 防污層厚度可根據防污壽命的需要調節，防污層防污期效可達10年以上； ? 防污層能滿足抑制藤壺水螅、水母、藻類、細菌粘膜等多種類型海生物生長的要求； ? 主要用于船舶、海洋裝備的海洋生物污損防護（如鉆井平臺、海上設施）。

青島科技大學先進電工材料研究院是學校從事高壓絕緣與電工材料科研機構，由我國著名電氣絕緣專家、中國工程院院士雷清泉教授擔任院長。研究院是山東省高壓絕緣與電工材料專業委員會掛靠單位，現有教職員工20余人，中國工程院院士1人、山東省專業技術拔尖人才1人、泰山學者青年專家1人;教授3人，副教授5人。目前圍繞電力和能源形成了以下幾個特色研究方向:高壓直流電纜材料研發及應用、高壓直流電纜附件硅橡膠材料研發及應用、特高壓設備環氧樹脂材料開發及應用、動車組車頂高壓設備絕緣關鍵技術及應用、極端環境下絕緣材料與絕緣技術。先進電工材料研究院具備開展電工絕緣材料性能測試和研究的先進實驗平臺，擁有介電阻抗--熱激電流綜合分析儀、C3型固體介質空間電荷測試系統、真空沿面閃絡測試系統、交/直流擊穿測試系統、表面電位衰減測試系統、電流變儀、掃描電鏡、真空型紅外光譜儀等大型儀器，科研儀器設備總值1200萬元。建有材料制備與化學合成、材料加工、電氣性能測試、微觀結構表征等專業實驗室，處于國內電工材料領域研究先進水平。近幾年團隊圍繞制約超/特高壓設備發展的絕緣材料卡脖子問題，不斷加強與全球能源互聯網研究院、南方電網科研院、山東電科院、浙江電科院，以及特變電工、中天科技等一線科研院所和制造企業的交流和合作，在高壓直流電纜絕緣材料、半導電屏蔽材料、高壓電纜附件硅橡膠材料和新型電工絕緣材料等方面取得了突破性進展。基于團隊前期電工絕緣材料的研究基礎和研究特色，本次擬在特高壓設備用增強型環氧樹脂體系開發及應用關鍵技術（96)、特高壓絕緣子用特種硅橡膠材料開發及應用技術（98）兩個方面開展產學研合作。技術分析(1）高壓直流電纜絕緣料及半導電屏蔽材料開發及評價方法:團隊針對高壓直流電纜電荷積聚問題，突破對其傳統認識，于2017年首次提出半導電屏蔽層電荷發射評價方法。近兩年申請國際/國家專利10余項，其中國際發明專利3項（獲“青島市PCT專利創造資助資金”資助)。該成果對于不斷發展和深入研究半導電屏蔽料具有重要的科學意義和工程價值，可為我國絕緣料、半導電屏蔽料的性能提升和國產化提供理論指導。(2）高壓電纜附件硅橡膠材料配方研究及評價方法:與全球能源互聯網研究院合作開展土500 kV柔性高壓直流電纜附件制備關鍵技術研究，研究了500 kV高壓直流電纜附件硅橡膠材料的配方，以及硅橡膠與電纜主絕緣的界面匹配特性;建立了基于矩形圖法的雙層絕緣介質界面電荷評估方法。該成果用于指導500 kV柔性高壓直流電纜附件材料選型及界面電荷評估。(3）新型電工絕緣材料研究:雷清泉教授于2017年在國際上首次提出了一種新型超電絕緣體結構原型——維氧化鋁納元胞，研究成果發表在納米能源材料領域的頂尖學術刊物NanoEnergy 上。該成果對傳統電介質擊穿理論、材料結構形態研究及制造工藝將會產生根本性變革，對現代高端電纜制造及特/超高壓輸變電領域具有重要的意義和潛在的應用價值。(4）高導熱絕緣環氧樹脂材料研究。研究院郝春成教授開展了高導熱絕緣環氧樹脂研究，通過改性提高環氧樹脂的耐擊穿電壓、導熱性能，改善了力學性能，可用于特高壓設備絕緣體系。

在橡膠基體內加入反應型多維微納碳材料，實現高性能橡膠復合材料的可控制備;可控調控生物質硅炭與多維微納碳材料的復合結構，獲得具有高力學性能和耐老化功能的新型橡膠加工技術;首次在橡膠基體內構筑具有電子共輒離域效應的交聯復合結構,獲得具有超耐老化能力的新型橡膠復合技術。該成果涉及的上述創新點，體現出具有國際領先的加工技術，青島科技大學擁有獨占的關鍵加工技術,橡膠在高溫高壓差非常規環境中表現出耐老化超長效工作的能力。

在巡檢條件下，實現多物理量融合的鋼軌病害動態檢測技術。采用復合電磁技術檢測材料表面和內部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術測量缺陷產生前的殘余應力、材料狀態改變、表面早期傷損；應用相控陣超聲技術檢測鋼軌內部缺陷，并實現焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測。實現覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態綜合檢測。 高速鐵路損傷檢測：實現80-350km/h的高巡檢速度下對軌道不同階段損傷的檢測，提高軌道安全性； 智能制造質量檢測：實現新型加工、增材制造中加工質量無損檢測，提高智能制造的加工水平； 結構智能健康監控：實現鋼軌、橋隧、航空航天設施關鍵部位故障狀態監控，提高重大設施壽命。 技術優勢 巡檢試驗轉臺的速度提升至350km/h，填補了國內350km/h速度等級巡檢試驗轉臺的空白。首次在國內研究了350km/h高速及不飽和狀態下鐵磁性材料動態磁化過程機理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測核心關鍵技術，研究各種材料的傷損缺陷對檢測信號的影響，克服使用環境、高速運動對檢測系統的影響，在高速及重載鐵路應用條件下，對服役鋼軌表面、亞表面以及一定深度的裂紋缺陷損傷進行快速巡檢，構建高速鋼軌裂紋巡檢設備，實現對鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數等相關數據信息的快速獲取、損傷程度判別，并進行故障預警和壽命評估。研究基于復合電磁效應、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實時分析技術，實現病害特征識別與缺陷重構。通過分析鐵磁性材料磁化過程，抑制巡檢中檢測探頭的振動、提離效應、材料屬性以及使用環境對鋼軌表面檢測結果的影響；基于多物理量數據的融合分析，精確識別鋼軌缺陷產生前的殘余應力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術實現焊縫精確定位及全斷面相控陣高效檢測。

作為TFT液晶材料的“領軍者”，偕二氟雙環己烷的市場前景可想而知。目前，該材料技術由日本壟斷，本項目新技術的出現將有望打破該格局，為本土TFT液晶材料研究和產業化作出貢獻。本技術采用經濟易得的工業原料4-丙基環己基酮和二氟氯乙酸（鈉）為起點，以反式烯丙醇和二氟氯乙酸酯化，由Reformatsky-Claisen重排反應將偕二氟亞甲基重排到目標化合物結構中的所需位置，得到關鍵中間體γ、δ-不飽和酸；最終通過分子內烷基化反應完成閉環以及Barton-McCombie自由基去氧反應，完成了偕二氟雙環己烷液晶材料（單體）的合成。

本發明公開了一種生產非晶納米晶軟磁材料的冷卻輥裝置。它主要包括：輥基體、輥套、第一蓋板、主軸和第二蓋板，主軸上設有輥基體，輥基體外圓側設有輥套，輥基體兩側分別設有兩個蓋板，并且通過輥套相連，兩個蓋板外周邊設有與輥套相配合的凸環，輥基體外圓中心區域設有環形凸臺，輥套內表面中心區域排布有螺旋形水槽，螺旋形水槽端面與輥基體的凸臺外圓面貼合形成螺旋形冷卻水流動通道，輥套內表面外側與兩個蓋板以及輥基體外圓面共同圍成左右兩個對稱的階梯狀環形等間距冷卻水流動通道。本發明冷卻輥的水道結構設置有助于實現輥套與非晶帶材接觸區域內的溫度場分布均勻化，從而改善非晶寬帶制品由于冷卻不均勻而產生的一系列缺陷。