Das Verständnis der Bildung radikalischer Zwischenprodukte ist entscheidend für die Kontrolle der elektrochemischen Reaktionsgeschwindigkeit und -selektivität. Diese kurzlebigen Spezies an der Elektrodenoberfläche bestimmen die Ergebnisse, und die alleinige Betrachtung der Endprodukte kann zu spekulativen Mechanismen führen. operando EPR Verwendung CIQTEK Tischgerät EPR200M Forscher können Radikale direkt vor Ort einfangen und deren Entstehungssequenz sowie strukturelle Fingerabdrücke kartieren, um robuste mechanistische Beweise zu erhalten. Eine kürzliche Zusammenarbeit zwischen der Technischen Universität Peking (Sun Zaicheng / Liu Yichang), der Tsinghua-Universität (Yang Haijun) und der Wuhan-Universität (Lei Aiwen) führte zu einem Roman 3D-gedruckte Elektrolysezelle maßgeschneidert für in situ EPR Die mit hochpräziser digitaler Lichtverarbeitung (DLP) hergestellte Flachzelle ermöglicht die reproduzierbare Integration in elektrochemische Systeme. Ihre Ergebnisse wurden veröffentlicht in Zeitschrift für Chemieingenieurwesen unter dem Titel Maßgeschneiderte Elektrolysezelle für Operando-EPR-Tests: Aufdeckung der Bildung und genauer Strukturen von Amino- und Phenolradikalen , demonstrieren Sie die Fähigkeit des Arbeitsablaufs, Radikalstrukturen in repräsentativen Reaktionen aufzudecken. Methodischer Durchbruch: 3D-gedruckte flache Elektrolysezelle für reproduzierbare Operando-EPR Hochdielektrische Lösungsmittel, die üblicherweise in elektrochemischen Zellen verwendet werden, reduzieren EPR-Signal-Rausch-Verhältnis Dies erschwert den Nachweis von Radikalen. Die flache Zellenkonstruktion reduziert dielektrische Verluste und erhöht den Gütefaktor des Resonators, wodurch die Detektion verbessert wird. operando EPR Leistung. Neben den physikalischen Gegebenheiten ist die Zelle auf Reproduzierbarkeit ausgelegt. Mithilfe des DLP-3D-Drucks werden Elektrodenkanäle, Positionierungsstrukturen und Kurzschlussschutz bereits während der Fertigung fixiert. Dies eliminiert manuelle Schwankungen, reduziert den Systemwiderstand und verbessert die Signalqualität bei gleichzeitiger Beibehaltung der mechanischen Festigkeit, der Lösungsmittelbeständigkeit und der Kosteneffizienz. Dieser Ansatz transformiert operando EPR in einen Arbeitsablauf "standardisierte Strukturkomponente + reproduzierbares Verfahren" Dadurch wird die Reproduzierbarkeit zwischen Teams und Systemen sowie der mechanistische Vergleich ermöglicht. Zeitaufgelöste Beweise verfolgen die Radikalbildung bei der C–N-Kopplung In-situ-EPR Die zeitaufgelöste Datenerfassung ermöglicht die Echtzeit-Kartierung von Radikalen und zeigt, welche Spezies zuerst auftreten und wie sie sich entwickeln. Dies liefert eine reproduzierbare Beweiskette auf der Zwischenebene und erweitert das mechanistische Verständnis über produktbasierte Schlussfolgerungen hinaus. Cycloadditionszwischenprodukte enthüllen die Reaktionsselektivität Durch den Vergleich substratspezifischer Spektren und die Berechnung der Spindichte, EPR-Signa...

Mit Unterstützung von CIQTEK Raster-NV-Mikroskopie (SNVM) Forschern der Tsinghua-Universität ist es gelungen, nanoskalige Spinzykloidenstrukturen im multiferroischen BiFeO₃ direkt sichtbar zu machen. Diese Arbeit wurde veröffentlicht in Hochleistungsfähige Funktionsmaterialien , liefert die fehlenden mikroskopischen Beweise, die Kristallsymmetrie, magnetische Struktur und anisotropen Magnonentransport miteinander verknüpfen, und hebt SNVM als entscheidendes Werkzeug für die Magnonik- und Spintronikforschung mit geringem Stromverbrauch hervor. Die Studie verwendete das CIQTEK Raster-NV-Sondenmikroskop (SNVM) Forschungshintergrund: Magnonentransport in multiferroischen Oxiden Magnonenvermittelte Spinströme können sich in magnetisch geordneten Isolatoren nahezu verlustfrei ausbreiten und sind daher für Spintronik-Bauelemente der nächsten Generation mit geringem Stromverbrauch äußerst attraktiv. In multiferroischen Materialien wie BiFeO₃ ermöglicht die Kopplung zwischen ferroelektrischer und antiferromagnetischer Ordnung die elektrische Steuerung von Magnonen – ein lang gehegtes Ziel der Spintronik. Trotz dieser vielversprechenden Ergebnisse ist der mikroskopische Ursprung des schwach anisotropen Magnonentransports in der rhomboedrischen Phase von BiFeO₃, allgemein als R-BFO bezeichnet, weiterhin ungeklärt. Um diese Herausforderung zu bewältigen, ist eine direkte Charakterisierung nanoskaliger magnetischer Strukturen im realen Raum erforderlich, die mit herkömmlichen Methoden lange Zeit nicht möglich war. Technischer Engpass: Fehlende direkte Beweise für die magnetische Struktur Theoretische Studien haben vorhergesagt, dass R-BFO eine zykloidale Spinstruktur aufweist, die eine entscheidende Rolle bei der Unterdrückung starker Anisotropie im Magnonentransport spielt. Eine experimentelle Bestätigung steht jedoch noch aus. Herkömmliche Charakterisierungsmethoden wie der magnetische Lineardichroismus im Röntgenbereich liefern räumlich gemittelte magnetische Informationen und können Spinstrukturen im Nanobereich nicht auflösen. Daher blieb der logische Zusammenhang zwischen Kristallsymmetrie, magnetischer Struktur und Magnonentransport aufgrund des Fehlens direkter mikroskopischer Magnetfeldabbildung unvollständig. CIQTEK SNVM Ansatz: Direkte magnetische Bildgebung im Nanobereich CIQTEK Raster-NV-Mikroskopie (SNVM) Diese Einschränkungen werden durch die Kombination von räumlicher Auflösung im Nanometerbereich mit Magnetfeldempfindlichkeit auf Elektronenspin-Ebene überwunden. Dies ermöglicht die nichtinvasive, quantitative Abbildung lokaler Magnetfelder, die durch komplexe Spinstrukturen in funktionalen Materialien erzeugt werden. In dieser Arbeit verwendeten die Forschungsteams unter der Leitung von Prof. Yi Di vom Staatlichen Schlüssellabor für Neue Keramikmaterialien und Prof. Nan Tianxiang von der Fakultät für Integrierte Schaltungen der Tsinghua-Universität CIQTEK SNVM Magnetresonanztomographie um die intrinsische magnetische Struktur von R-BFO direkt...

Die Kernfusion gilt aufgrund ihrer hohen Effizienz und der Erzeugung sauberer Energie als eine der wichtigsten zukünftigen Energiequellen. In Fusionsreaktoren werden häufig Wasserkühlsysteme eingesetzt, da diese technisch ausgereift, kostengünstig und leistungsstark sind. Eine große Herausforderung bleibt jedoch bestehen: Unter hohen Temperaturen und Drücken korrodieren Wasser und Dampf Strukturmaterialien stark. Während dieses Problem in Kernspaltungsreaktoren untersucht wurde, sind Fusionsumgebungen komplexer. Die einzigartigen, hochintensiven und ungleichmäßig verteilten Magnetfelder in Fusionsanlagen interagieren mit Korrosionsprozessen und schaffen so neue technische Herausforderungen, die detaillierte Forschung erfordern. Um diesem Problem zu begegnen, führte das Team von Associate Professor Peng Lei von der Universität für Wissenschaft und Technologie Chinas eine eingehende Studie durch, in der die CIQTEK Rasterelektronenmikroskop (REM) und Zweistrahl-Elektronenmikroskop Sie bauten Anlagen zur Hochtemperatur-Magnetfeld-Dampfkorrosion und zur Hochtemperatur-Wasserkorrosion. SEM-, EBSD- und FIB-Techniken Sie analysierten Oxidschichten, die sich auf CLF-1-Stahl nach 0–300 Stunden Dampfkorrosion bei 400 °C unter Magnetfeldern von 0 T, 0,28 T und 0,46 T sowie nach 1000 Stunden Hochtemperatur-Wasserkorrosion bei 300 °C gebildet hatten. Die Studie verwendete CIQTEK SEM5000X Ultrahochauflösungs-Feldemissions-REM und die FIB-SEM DB500 Die Studie ergab, dass die Oxidschichten eine Mehrschichtstruktur bilden, mit einer chromreichen Innenschicht und einer eisenreichen Außenschicht. Die Filmbildung erfolgt in fünf Stadien: anfängliche Oxidpartikel, dann flockenartige Strukturen, Bildung einer dichten Schicht, Wachstum von Spinellstrukturen auf der dichten Schicht und schließlich das Aufbrechen des Spinells in laminierte Oxide. Das Vorhandensein eines Magnetfelds beschleunigt die Korrosion signifikant, fördert die Umwandlung von äußerem Magnetit (Fe₃O₄) in Hämatit (Fe₂O₃) und verstärkt die Bildung von laminierten Oxiden. Diese Arbeit wurde veröffentlicht in Korrosionswissenschaft , eine erstklassige Fachzeitschrift auf dem Gebiet der Korrosion und des Materialabbaus, unter dem Titel: " Magnetfeldeffekte auf das Hochtemperatur-Dampfkorrosionsverhalten von ferritisch/martensitischem Stahl mit reduzierter Aktivierung " Charakterisierung von Oberflächenoxidschichten In Hochtemperaturdampf (HTS) zeigen CLF-1-Stahloberflächen im Laufe der Zeit unterschiedliche Korrosionsstadien. Auf polierten Oberflächen tritt die Oxidation im Frühstadium (nach 60 h) in Form kleiner, dispergierter Partikel auf. Das Fe/Cr-Verhältnis ist ähnlich dem des Substrats, was darauf hindeutet, dass die Oxidschicht noch nicht vollständig ausgebildet ist. Nach 120 h bilden sich flockenartige Oxide. Nach 200 h entsteht eine dichte Oxidschicht mit neuen Oxidpartikeln und lokalen Spinellstrukturen an der Oberfläche. Raue Oberflächen korrodieren schneller. Frühe flockenartige Oxide sind fein...

Mit dem rasanten Wachstum der neuen Energie-, Bergbau-, Metallurgie- und Galvanisierungsindustrie stellt die Nickelbelastung von Gewässern eine zunehmende Bedrohung für die Umweltqualität und die menschliche Gesundheit dar. In industriellen Prozessen reagieren Nickelionen häufig mit verschiedenen chemischen Zusätzen und bilden hochstabile organische Schwermetallkomplexe (HMCs). Bei der Nickelgalvanisierung wird beispielsweise Citrat (Cit) häufig eingesetzt, um die Gleichmäßigkeit und den Glanz der Beschichtung zu verbessern. Die beiden Carboxylgruppen des Citrats koordinieren jedoch leicht mit Ni²⁺ und bilden Ni-Citrat-Komplexe (Ni-Cit) (log β = 6,86). Diese Komplexe verändern die Ladung, die sterische Konfiguration, die Mobilität und die ökologischen Risiken des Nickels erheblich, und ihre Stabilität erschwert die Entfernung mit herkömmlichen Fällungs- oder Adsorptionsverfahren. Derzeit gilt die „komplexe Dissoziation“ als Schlüsselschritt bei der Entfernung von Schwermetallverbindungen. Typische Oxidations- oder chemische Behandlungen sind jedoch mit hohen Kosten und einem aufwendigen Verfahren verbunden. Multifunktionale Materialien mit sowohl oxidativen als auch adsorptiven Eigenschaften stellen daher eine vielversprechende Alternative dar. Forscher der Beihang-Universität unter der Leitung von Prof. Xiaomin Li und Prof. Wenhong Fan, benutzte die CIQTEK Rasterelektronenmikroskop (REM) Und Elektronenparamagnetische Resonanz (EPR)-Spektrometer eine eingehende Untersuchung durchführen Sie entwickelten eine neue Strategie unter Verwendung von KOH-modifiziertem Arundo donax L. Biokohle zur effizienten Entfernung von Nickel und Citronensäure aus Wasser. Die modifizierte Biokohle zeigte nicht nur eine hohe Entfernungseffizienz, sondern ermöglichte auch die Rückgewinnung von Nickel auf der Biokohleoberfläche. Die Studie trägt den Titel „Entfernung von Nickelcitrat durch KOH-modifizierte Arundo donax L. Biochar: Kritische Rolle persistenter freier Radikale“ wurde kürzlich veröffentlicht in Wasserforschung Die Materialcharakterisierung Biokohle wurde hergestellt aus Arundo Donax Blätter wurden mit KOH in unterschiedlichen Massenverhältnissen imprägniert. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen (Abb. 1) zeigten: Die ursprüngliche Biokohle (BC) wies eine ungeordnete, stäbchenförmige Morphologie auf. Bei einem KOH-zu-Biomasse-Verhältnis von 1:1 (1KBC) bildete sich eine geordnete, wabenartige Porenstruktur. Bei Verhältnissen von 0,5:1 oder 1,5:1 waren die Poren unterentwickelt oder kollabiert. Die BET-Analyse bestätigte die höchste spezifische Oberfläche für 1KBC (574,2 m²/g), die die der anderen Proben deutlich übertrifft. SEM- und BET-Charakterisierung lieferten eindeutige Beweise dafür, dass die Modifizierung mit KOH die Porosität und die Oberfläche dramatisch erhöht – Schlüsselfaktoren für die Adsorption und die Redoxreaktivität. Abbildung 1. Herstellung und Charakterisierung von KOH-modifizierter Biokohle. Leistung bei der Ni-Cit-Entfernung Abbildung...

Aluminiumlegierungen, die aufgrund ihres außergewöhnlichen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses geschätzt werden, sind ideale Werkstoffe für den Leichtbau im Automobilbau. Widerstandspunktschweißen (RSW) ist nach wie vor das gängigste Fügeverfahren im Karosseriebau. Die hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit von Aluminium in Verbindung mit seiner Oberflächenoxidschicht erfordert jedoch Schweißströme, die weit über denen für Stahl liegen. Dies beschleunigt den Verschleiß der Kupferelektroden, was zu instabiler Schweißnahtqualität, häufigem Elektrodenwechsel und erhöhten Produktionskosten führt. Verlängerung der Elektrodenlebensdauer Die Sicherstellung der Schweißnahtqualität hat sich zu einem kritischen technologischen Engpass in der Branche entwickelt. Um dieser Herausforderung zu begegnen, führte das Team von Dr. Yang Shanglu am Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics eine eingehende Studie durch, in der die CIQTEK FESEM SEM5000 Sie entwickelten eine innovative Elektrode mit erhöhtem Ring und untersuchten systematisch den Einfluss der Ringanzahl (0–4) auf die Elektrodenmorphologie. Dabei deckten sie den intrinsischen Zusammenhang zwischen Ringanzahl, Kristallfehlern im Schweißkern und Stromverteilung auf. Ihre Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung der Anzahl der erhabenen Ringe die Stromverteilung optimiert, die Wärmeeinbringungseffizienz verbessert, den Schweißpunkt vergrößert und die Lebensdauer der Elektrode deutlich verlängert. Die erhöhten Ringe verbessern insbesondere das Eindringen in die Oxidschicht, wodurch der Stromfluss erhöht und gleichzeitig Lochfraßkorrosion reduziert wird. Dieses innovative Elektrodendesign bietet einen neuen technischen Ansatz zur Minderung des Elektrodenverschleißes und legt eine theoretische und praktische Grundlage für den breiteren Einsatz des Widerstandsschweißens von Aluminiumlegierungen in der Automobilindustrie. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift veröffentlicht. Zeitschrift für Materialverarbeitungstechnik. unter dem Titel „ Untersuchung des Einflusses der Elektrodenoberflächenmorphologie auf das Widerstandspunktschweißen von Aluminiumlegierungen. „ Durchbruch im Design von Elektroden mit erhöhtem Ring Angesichts der Herausforderung des Elektrodenverschleißes ging das Team das Problem von der Elektrodenmorphologie aus an. Sie bearbeiteten 0 bis 4 konzentrische Erhebungen auf der Endfläche herkömmlicher sphärischer Elektroden und schufen so eine neuartige Newton-Ring-Elektrode (NTR). Abbildung 1. Oberflächenmorphologie und Querschnittsprofil der im Experiment verwendeten Elektroden. SEM-Analyse deckt Kristallfehler und Leistungsverbesserung auf Wie beeinflussen erhabene Ringe die Schweißleistung? Verwendung der CIQTEK FESEM SEM5000 und EBSD-Techniken Das Team charakterisierte die Mikrostruktur der Schweißpunkte detailliert. Sie stellten fest, dass die erhabenen Ringe während des Schweißens die Aluminiumoxidschicht durchdringen, die Stromverteilung optimieren, den Wärmeeintrag beeinflussen...