の支援を受けて CIQTEK 走査型NV顕微鏡（SNVM） 清華大学の研究者らは、マルチフェロイックBiFeO₃におけるナノスケールのスピンサイクロイド構造を直接可視化した。この研究は、 先端機能性材料 は、結晶の対称性、磁気構造、異方性マグノン輸送を結び付ける欠けていた微視的証拠を提供し、SNVM がマグノニクスおよび低電力スピントロニクス研究の決定的なツールであることを強調しています。 研究 CIQTEK走査NVプローブ顕微鏡（SNVM）を使用 研究背景：マルチフェロイック酸化物におけるマグノン輸送 マグノン媒介スピン流は、磁気的に秩序化された絶縁体中をほぼゼロのエネルギー散逸で伝播できるため、次世代の低消費電力スピントロニクスデバイスとして非常に魅力的です。BiFeO₃などのマルチフェロイック材料では、強誘電秩序と反強磁性秩序の相互作用により、スピントロニクスにおける長年の目標であるマグノンの電場制御が可能になります。 このような期待にもかかわらず、菱面体晶相BiFeO₃（一般にR-BFOと呼ばれる）における弱い異方性マグノン輸送の微視的起源は未解明のままである。この課題を解決するには、ナノスケールの磁気構造を実空間で直接評価する必要があるが、これは従来の手法では長らく不可能であった。 技術的ボトルネック：直接的な磁気構造証拠の欠如 理論研究では、R-BFOはサイクロイドスピン構造を有し、マグノン輸送における強い異方性を抑制する上で重要な役割を果たすと予測されている。しかし、実験による確認は未だに得られていない。 X線磁気線形二色性などの従来の特性評価技術は、空間的に平均化された磁気情報しか提供できず、ナノスケールのスピンテクスチャを解明することができません。その結果、結晶の対称性、磁気構造、そしてマグノン輸送の間の論理的な関連性は、直接的な微視的磁気イメージングが不可能であったため、不完全なままでした。 CIQTEK SNVM アプローチ：直接ナノスケール磁気イメージング CIQTEK 走査型NV顕微鏡（SNVM） ナノメートルスケールの空間分解能と電子スピンレベルの磁場感度を組み合わせることで、これらの限界を克服します。これにより、機能性材料内部の複雑なスピンテクスチャによって生成される局所磁場を非侵襲かつ定量的にイメージングすることが可能になります。 この研究では、新セラミック材料国家重点実験室のイー・ディ教授と清華大学集積回路学院のナン・ティエンシャン教授が率いる研究チームが、 C

核融合は、その高い効率性とクリーンなエネルギー出力から、将来の重要なエネルギー源と考えられています。核融合炉では、技術的に成熟しており、費用対効果が高く、優れた冷却性能を持つ水冷却システムが広く使用されています。 しかし、依然として大きな課題が残っています。高温高圧下では、水と蒸気が構造材料を強く腐食します。この問題は核分裂炉では研究されてきましたが、核融合炉の環境はより複雑です。核融合装置特有の高強度かつ不均一に分布した磁場が腐食プロセスと相互作用し、詳細な研究を必要とする新たな技術的課題が生じています。 これに対処するため、中国科学技術大学の彭雷准教授のチームは、 CIQTEK 走査型電子顕微鏡（SEM） そして デュアルビーム電子顕微鏡 彼らは高温磁場蒸気腐食と高温水腐食の実験装置を構築した。 SEM、EBSD、FIB技術 研究者らは、0T、0.28T、0.46Tの磁場下で400℃で0～300時間の蒸気腐食後、および300℃で1000時間の高温水腐食後にCLF-1鋼上に形成された酸化膜を分析した。 研究に使用された CIQTEK SEM5000X 超高解像度電界放出SEM そして FIB-SEM DB500 研究の結果、酸化皮膜はクロムを多く含む内層と鉄を多く含む外層からなる多層構造を形成することが明らかになりました。皮膜の形成は5つの段階、すなわち、最初の酸化物粒子、次にフロック状構造、緻密層の形成、緻密層上でのスピネル構造の成長、そして最後にスピネルが割れて層状酸化物を形成するという段階を経て進行します。磁場の存在は腐食を著しく加速させ、外層のマグネタイト（Fe₃O₄）からヘマタイト（Fe₂O₃）への変化を促進し、層状酸化物の形成を促進します。本研究は、 腐食科学 、a 一流ジャーナル 腐食および材料劣化の分野における、タイトル： 「 低放射化フェライト/マルテンサイト鋼の高温蒸気腐食挙動に対する磁場の影響。 「 表面酸化膜の特性評価 高温蒸気（HTS）環境下において、CLF-1鋼の表面は時間の経過とともに異なる腐食状態を示します。研磨面では、初期段階（60時間）の酸化が小さな分散粒子として現れます。Fe/Cr比は基材と同程度であり、酸化層がまだ完全に形成されていないことを示しています。120時間後には、フロック状の酸化物が出現します。200時間後には、新たな酸化物粒子と局所的なスピネル構造を伴った緻密な酸化層が形成されます。 粗い表面は腐食が早く進みます。初期のフロック状の酸化物はより細かく均一に分布しています。200時間後にはスピネ�

新エネルギー、鉱業、冶金、電気めっき産業の急速な拡大に伴い、水域におけるニッケル汚染は環境の質と人々の健康に対する脅威として深刻化しています。工業プロセスにおいて、ニッケルイオンは様々な化学添加剤と相互作用し、非常に安定した重金属有機錯体（HMC）を形成することがよくあります。例えば、ニッケル電気めっきでは、コーティングの均一性と輝度を向上させるためにクエン酸（Cit）が広く使用されていますが、Citに含まれる2つのカルボキシル基はNi²⁺と容易に配位し、Ni-クエン酸（Ni-Cit）錯体（logβ = 6.86）を形成します。これらの錯体はニッケルの電荷、立体配置、移動度、そして生態学的リスクを大きく変化させるだけでなく、その安定性から従来の沈殿法や吸着法では除去が困難です。 現在、HMCを除去するための重要なステップは「複合分解」と考えられています。しかし、一般的な酸化処理や化学処理はコストが高く、操作が複雑です。そのため、酸化機能と吸着機能の両方を備えた多機能材料が有望な代替手段となります。 北京航空航天大学の研究者たちは、李暁民教授とファン・ウェンホン教授が率いる。 使用した CIQTEK走査型電子顕微鏡（SEM） そして 電子常磁性共鳴（EPR）分光計 徹底的な調査を行う 彼らはKOH修飾を用いた新しい戦略を開発した。 アルンド・ドナックス L. バイオ炭を用いて水からニッケル-Citを効率的に除去する。改良バイオ炭は高い除去効率を示しただけでなく、バイオ炭表面でのニッケル回収も可能にした。 「KOH修飾Arundo donax L.バイオチャールによるクエン酸ニッケルの除去：残留フリーラジカルの重要な役割」 は、最近出版されました 水研究 。 材料特性評価 バイオチャールは アルンド・ドナクス 葉にKOHを異なる質量比で含浸させた。SEM画像（図1）から以下のことが明らかになった。 元のバイオ炭 (BC) は、無秩序な棒状の形態を示しました。 1:1 KOH 対バイオマス比 (1KBC) では、整然としたハニカム状の多孔質構造が形成されました。 比率が 0.5:1 または 1.5:1 の場合、気孔は未発達または潰れていました。 BET 分析により、1KBC の表面積が最も大きく (574.2 m²/g)、他のサンプルを大きく上回っていることが確認されました。 SEMおよびBET特性評価 KOH 改質により、吸着と酸化還元反応の重要な要素である多孔性と表面積が劇的に向上するという明確な証拠が得られました。 図1. KOH 改質バイオ炭の調製と特性評価。 Ni-Cit除去におけるパフォーマンス 図2. （a）異なるバイオ炭による総Niの除去効率。 （b）Ni-Cit処理中のTOC変動 （c）Ni-Cit濃度が1KBCの除去効率に与える影響 （d）1KBCの除去性能に対するpHの影響 (e) 1KBCによるNi-Cit除去に対する共存イオンの影響 (f) 1KBCによるNi-Citの連続流除去性能。 （Ni-Cit = 50 mg/L、バイオ炭の投与量 = 1 g/L） バッチ実験では強力な除去性能が実証されました。 50 mg/L Ni-Cit および 1 g/L の材料投与量では、1KBC は 4 時間以内に総ニッケルの 99.2% を除去しましたが、BC では 32.6% でした。 TOC 除去率は 1KBC で 31% に達し、Ni-Cit が複雑な解離を起こし、その後 Ni²⁺ が吸着されることが確認されました。 100 mg/L Ni-Cit でも、除去効率は 93% 以上を維持しました。 1KBC は、広い pH 範囲 (pH > 5) にわたって優れた性能を維持しました。 リン酸は溶液の酸性化とNi²⁺との競合的錯形成により除去を著しく阻害しました。 連続フロー試験では、1KBC を充填した固定床反応器が 6900 分間稼働し、460 床容積を処理しながら、排出水の Ni を 0.5 mg/L 未満に維持しました。 処理後の材料特性評価 図3. Ni-Cit除去前（a）と除去後（b）の材料の形態とEDSの比較。 (c) 除去プロセス後の表面Ni 2pのXPSスペクトル。 回収されたバイオ炭（R1KBC）は次のことを示しています。 顕著な形態的変化は認められない。 EDS マッピングにより均一な Ni 分布が確認されました。 XPS スペクトルには Ni²⁺ と Ni³⁺ の両方のピークが示され、これは酸化複合体の解離の直接的な証拠です。 EPRに基づくROSの同定 図4. EPR測定: （a）バイオ炭によって生成されたTEMP捕捉¹O₂。 (b、c) バイオ炭によって生成されたBMPOに捕捉された•OHおよびO₂•⁻。 (d) パネル(c)の1KBC信号の超微細分割フィッティング解析。 使用して CIQTEK EPR分光計 研究チームはバイオ炭の表面で生成される活性酸素種（ROS）を特定した。 ¹O₂ : 1KBCでのみ強いTEMP–¹O₂三重信号（1:1:1、AN = 17.32 G）が観測されました。 おお : BMPO–•OH 四重奏は BC と 1KBC の両方で検出されましたが、1KBC の方がはるかに強力でした。 酸素 •⁻ : メタノール含有システムにおけるBMPO–•OOHシグナルを通じて同定されます。 1KBCは¹O₂、•OH、O₂のレベルが有意に高かった。 •⁻ BCよりも、KOH改質によって誘導される酸化還元活性の向上が確認されました。 フリーラジカル消去実験 図5. (a) ¹O₂の影響、(b) •OH、(c) O₂ •⁻ Ni-Cit除去効率について （d）Ni-Cit除去に対する異なるROSの阻害率。 消光剤、FFA（¹O₂）、p-BQ（O₂）を導入することにより、 •⁻ ）、メタノール（•OH）など、さまざまなROSの寄与を研究チームが定量化しました。 酸素 •⁻ 阻害（55％）＞¹O₂阻害（17％）＞•OH阻害（12％） このランキングは、 酸素 •⁻ 支配的な役割を果たす Ni-Cit の分解および複合体の解離において。 PFRの役割とROS生成メカニズム 図6. （a）バイオ炭中の表面PFRの検出 (b) PFR消光がバイオ炭によるNi-Cit除去に及ぼす影響 (c) ¹O₂、(d) •OH、(e) O₂ •⁻ 1KBCおよびTEA処理サンプルのシグナル。 (f) ROS変換経路の概略図。 バイオ炭中の残留フリーラジカル（PFR）はROS生成と密接に関連しています。EPRの結果は以下のとおりです。 1KBC は BC よりもはるかに高い PFR 濃度を示しました。 PFR の g 値は 2.0034 で、酸素に隣接する炭素中心ラジカル (例: フェノキシラジカル) の特性を示します。 トリエチルアミン (TEA) は PFR を効果的に消光し、Ni-Cit 除去効率を約 50% に低下させ、ROS レベルを大幅に低下させました。 メカニズム（図6f）： 溶存酸素はバイオ炭の表面に吸着します。 PFRは電子をO₂に伝達し、 酸素 •...

アルミニウム合金は、その優れた強度対重量比で高く評価されており、自動車の軽量化に最適な材料です。抵抗スポット溶接（RSW）は、自動車ボディ製造における接合方法の主流であり続けています。しかし、アルミニウムは熱伝導性と電気伝導性が高く、表面に酸化皮膜が形成されるため、鋼鉄をはるかに上回る溶接電流が必要になります。このため、銅電極の摩耗が促進され、溶接品質の不安定化、電極メンテナンスの頻繁化、そして生産コストの増加につながります。 電極寿命の延長 一方、溶接品質の確保は、業界における重大な技術的ボトルネックとなっています。 この課題に対処するために、上海光学精密機械研究所のヤン・シャンルー博士のチームは、 CIQTEK FESEM SEM5000 彼らは革新的な隆起リング電極を設計し、リング数（0～4）が電極形態に及ぼす影響を体系的に調査し、リング数、溶接ナゲットの結晶欠陥、および電流分布の間の本質的な関係を明らかにしました。 結果によれば、隆起リングの数を増やすと、電流分布が最適化され、熱入力効率が向上し、溶接ナゲットが拡大し、電極の寿命が大幅に延びることが示されています。 特に、隆起リングは酸化物層の浸透を促進し、電流の流れを改善すると同時に孔食腐食を低減します。この革新的な電極設計は、電極の摩耗を軽減するための新たな技術的アプローチを提供し、自動車産業におけるアルミニウム合金RSWのより広範な適用のための理論的および実践的基盤を築きます。この研究は、 材料処理技術ジャーナル。 「 アルミニウム合金抵抗スポット溶接における電極表面形態の影響の調査。 ” 隆起リング電極設計のブレークスルー 電極の摩耗という課題に直面した研究チームは、電極の形態学的なアプローチからこの問題に取り組みました。従来の球形電極の端面に0～4個の同心円状の隆起リングを機械加工することで、革新的なニュートンリング電極（NTR）を形成しました。 図1. 実験に使用した電極の表面形態と断面プロファイル SEM分析により結晶欠陥と性能向上が明らかに 隆起リングは溶接性能にどのような影響を与えるのでしょうか？ CIQTEK FESEM SEM5000とEBSD技術 研究チームは、溶接ナゲットの微細構造を詳細に解析しました。その結果、隆起リングが溶接中に酸化アルミニウム層を貫通し、電流分布を最適化し、入熱量に影響を与え、ナゲットの成長を促進することが分かりました。さらに重要なのは、隆起リングと溶融金属との機械的

固体リチウム金属電池（SSLMB）は、高いエネルギー密度と優れた安全性を備え、電気自動車や大規模エネルギー貯蔵用の次世代電源として広く認識されています。しかし、固体電解質のイオン伝導率の低さと、電極と電解質間の固体‐固体界面における界面安定性の低さにより、商業化は長い間制限されてきました。イオン伝導率の改善は大きく進歩したにもかかわらず、高電流密度または低温動作下での界面破壊は依然として大きなボトルネックとなっています。 清華深圳国際大学院（SIGS）材料研究所のFeiyu Kang教授、Yanbing He教授、Wei Lü准教授、Tingzheng Hou助教授が率いる研究チームは、天津大学のQuanhong Yang教授と共同で、 延性固体電解質界面（SEI）の新しい設計コンセプト を提案し、この課題に取り組みました。彼らの研究は 「固体電池用の延性固体電解質界面」 と題され、最近発表されました 自然 。 CIQTEK FE-SEM による高解像度界面特性評価 本研究では、研究チームは CIQTEK 電界放出走査電子顕微鏡（ SEM4000X ） を 微細構造特性評価 に使用しました。CIQTEK の FE-SEM は 高解像度の画像化と優れた表面コントラストを提供し、 研究者は電気化学サイクル中の形態の変化と界面の完全性を正確に観察することができました。 延性 SEI：「強度のみ」のパラダイムを超えた新たな道 パラダイム 従来の無機物を多く含むSEIは、機械的には剛性が高いものの、サイクル中に脆性破壊を起こしやすく、リチウムデンドライトの成長や界面挙動の悪化につながります。清華大学のチームは、「強度のみ」のパラダイムから脱却し、SEI材料の重要な設計基準として「延性」を重視しました。延性の指標としてPugh比（B/G ≥ 1.75）を用い、AI支援スクリーニングを実施した結果、優れた変形性と低いリチウムイオン拡散障壁を備えた有望な無機成分として、硫化銀（Ag₂S）とフッ化銀（AgF）を特定しました この概念に基づいて、研究者らはAgNO₃添加剤とAg/LLZTO（Li₆.₇₅La₃Zr₁.₅Ta₀.₅O₁₂）フィラーを含む有機無機複合固体電解質を開発しました。電池の動作中、in-situ置換反応により脆いLi₂S/LiF SEI成分が延性のあるAg₂S/AgF層に変換され、「外側は柔らかく、内側は強い」という勾配のあるSEI構造が形成されました。この多層設計は、界面応力を効果的に分散させ、過酷な条件下でも構造的完全性を維持し、均一なリチウム析出を促進します。 図1. 固体電池サイクル中の延性SEIの成分スクリーニングと機能メカニズムの模式図。 �