Abstract The effects of pre-filming potential on the electrochemical characteristics and structure of the passivation film of 2205 duplex stainless steel (DSS) in 3.5% NaCl solution were investigated by electrochemical technology and XPS methods. The results showed that when the pre-filming potentials were 0.1 and 0.6 V, the formation process of passivation film was first porous and then dense. However, when the potential rose to 0.9 V, the passivation film eventually underwent an additional porous process. The passivation films pre-formed at different potentials were all bilayer structures. The passivation film of 2205DSS was composed of an inner rich-Cr oxide and an outer rich-Fe oxide. When the pre-filming potential was 0.9 V, FeOOH appeared in the iron-rich oxide layer. The semiconductor properties of the passivation film were independent of the pre-filming potential. With the increase in pre-filming potential, the diffusion coefficient and diffusion flux of the cation vacancies increased, and the migration of cationic vacancies in passivation films became easier.

In the gravity-driven free-surface flow of grains, the mechanism of the segregation phenomenon in binary granular flow is mainly attributed to kinetic sieving and squeeze expulsion. Although much literature has delved into the penetration of small grains through random fluctuation sieving, independent research on the microscopic mechanism of squeeze expulsion remains insufficient. Our previous research found that squeeze expulsion is particularly prominent in quasi-two-dimensional binary disk grain flow. Based on this result, we used the discrete element method (DEM) and experiments to explore the mechanism of squeeze expulsion. The results show that the anisotropy of the contact force chain network and the velocity difference of the grains in different positions play a key role in the expulsion behavior of the grains. This expulsion behavior is influenced by the dynamics and instability of the force chains, manifesting itself as a probabilistic phenomenon. Through DEM simulations, we quantified the probabilities of large grains being expelled at different positions and under various slope angles. It was found that as the slope angle increases, the probability of large grains being expelled to the upper layer also increases, intensifying granular segregation. The probability of large grains being expelled is highest in the granular flow substrate layer. The revealed mechanism of squeeze expulsion in this study is crucial for understanding grain mixing and separation.

With the development of science and the progress of technology, novel and advanced rare earth ions doped luminescent materials with higher performance are demanded in the both emerging and traditional applications. Understanding the rules for tuning the spectroscopic properties of these materials is crucial for their development. However, achieving precise control over the optical properties of rare earth doped materials using traditional design and synthesis methods, such as altering dopants and their concentrations or modifying the preparative conditions, still remains challenging. This work aims to adjust the optical transition characteristics of Er3+ doped germano-tellurite glasses by changing the glass components. First, the Er3+ doped germano-tellurite glass series were synthesized using a high-temperature melt-quenching method at optimized melting temperatures. The tuning of band gap energy and refractive index of the glasses were revealed, and it was found that both of them can be monotonically and continuously tuned by changing the glass composition. The optical transition intensity parameters of Er3+ in the glasses were calculated in the framework of traditional three-parameterized Judd-Ofelt theory using the absorption spectra, and furthermore the corresponding optical transition parameters including radiative transition rates and intrinsic lifetimes for some interested levels were alsoconfirmed. The results demonstrated that the optical transition parameters could be efficiently modulated by changing the glass composition, indicating that the spectral properties of Er3+ doped germano-tellurite glasses can be tuned for the practical applications. The reliability of the deduced tuning rule was validated by comparing the theoretical and experimental transition rate ratios of 2H11/2 → 4I15/2 to 4S3/2 → 4I15/2. Furthermore, the tuning regulation of the phonon spectra in relation to the glass composition was discovered, showing a concordance between theoretical predictions and experimental results. From the above facts, it can be concluded that the optical transition properties of Er3+ in germano-tellurite glasses can be substantially adjusted by modifying the glass composition. This work provides a new perspective for designing and developing novel luminescent materials to meet specific application needs.

Heat transfer analysis for the compression hydrogen storage tank (CHST) during the charge–discharge cycle is necessary to ensure quick and safe refueling for fuel cell vehicles. In this paper, a dual‐zone dual‐temperature (DZDT) model for a CHST during the charge–discharge cycle process is established. The constant/variable mass flow rates and heat transfer coefficients (HTCs) are combined to form three methods. Method 1 uses constant mass flow rate and constant HTC. Method 2 uses variable mass flow rate and variable HTC calculated through the energy conservation equation. Method 3 uses variable mass flow rate and variable HTC calculated through the empirical equation. Then, these methods are applied to the DZDT model for heat transfer analysis in three cases. Research shows that for the charging process, the simulated hydrogen temperatures by Method 2 agree well with experiment data for three CHSTs. Method 1 has a maximum error of about 20°C for 19 L CHST, 15°C for 29 L CHST, and 25°C for 40 L CHST. The error of Method 3 is between Methods 1 and 2. The simulated hydrogen pressures by Methods 2 and 3 agree well with the experimental data, while Method 1 has a maximum error of about 5 MPa for 19 L CHST, 10 MPa for 29 L CHST, and 3 MPa for 40 L CHST. For the discharge process, the simulated hydrogen temperatures by Methods 2 and 3 have a relatively slight difference with the experimental data, while Method 1 has relatively significant differences for three CHSTs. Only slight differences exist between the simulated hydrogen pressures by Methods 1, 2, and 3 with the experimental data for three CHSTs. In short, Method 2 can simulate the hydrogen temperature and pressure well during the charge–discharge process. Method 3 can simulate the approximate hydrogen temperature and precise hydrogen pressure during the charge–discharge process. Method 1 can only simulate the hydrogen pressure during the discharging process. The conclusions of this article can inform researchers which analysis methods are more reasonable to choose in future hydrogen‐filling studies.