2024年中国稀土科技进展综合评述
摘要：本文简要综述了2024年我国学者在稀土光功能材料（发光、生物医用， 光学晶体）、催化、永磁、分子基材料、能源、陶瓷、抛光、金属及合金材料等十个典型材料领域，以及在稀土提取分离和循环利用等方面的主要研究进展，旨在总结过往、展望未来，为读者提供去年相关领域国内工作的基本导读。由于内容实在丰富，故综述中力求简述。
精品资源
镍基单晶高温合金/热障涂层体系的应用研究进展
摘要：随着先进航空发动机对于高推重比和高服役可靠性的追求，不断对涡轮叶片材料工艺选用提出更高的要求，采用以镍基单晶高温合金作为基体，叶身外表面涂覆热障涂层的涡轮叶片已成为先进航空发动机的典型特征。镍基单晶高温合金和热障涂层材料的研发、镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价是保障涡轮叶片工作安全性的关键，是当前航空发动机领域的研究热点之一。本文对涡轮叶片用镍基单晶高温合金、热障涂层材料的研究及应用情况进行了详细介绍，简要介绍了镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价及失效机理研究进展，并从单晶基体/金属底层界面匹配性、新型金属底层和陶瓷面层研发以及考核评价等方面阐述了涡轮叶片用镍基单晶高温合金/热障涂层体系的研究重点，以期为充分发挥镍基单晶高温合金/热障涂层体系使用潜力提供参考。
人工智能技术在油气开发压裂场景中的应用
摘要：压裂作为一项重要增产措施被广泛应用。人工智能技术能有效解决传统压裂技术所带来的风险，实现复杂储层条件下的精准参数优化，显著提升油气采收率和作业安全性。经济可采储量(EUR)是表述油气藏开发价值的重要指标，也是压裂施工参数设定的重要依据。由于页岩气流动机理复杂，传统估算存在较大的不确定性。为更精确地表征单井产量潜力并服务于压裂施工参数优化，提出“折算千米水平段经济可采储量”(“千米EUR”)作为统一指标，构建压前优化与逆向参数设计方法，建立地质与工程一体化特征体系，采用多元线性回归算法筛选影响千米EUR 的主控因子，基于极限梯度提升算法构建千米EUR 高精度预测模型，在工程约束下，采用随机森林算法对簇间距、排量、用液强度、加砂强度等关键参数进行反向推荐，形成“筛因子→做预测→反推参”的闭环流程，实现压裂方案源头降风险。现场验证显示，千米EUR 整体提升10.2%～18.1%，压裂成本降低6.8%～8.5%。该方法在设计阶段即可完成参数前置约束与方案优选，有助于降低卡砂、裂缝外逸、邻井干扰等风险，兼顾产能与经济性。
超硬磨料砂轮数字化设计及磨削关键技术研究
摘要：本文探讨了超硬磨料砂轮在精密加工中的数字化设计及磨削关键技术。通过三维建模、仿真分析及磨料可控排布技术,实现了砂轮设计的精确控制。研究了高速超高速磨削、砂轮修整及磨削过程监测与控制等关键技术,以提升加工精度、效率和砂轮寿命。同时,还开展了不同磨粒排布形式的磨削试验,发现磨粒有序排布下磨削温度及磨削力要比其他排布形式要小,磨削性能更优越。这些技术广泛应用于汽车、航空航天、风电等领域,展现了广阔的应用前景。未来,随着科技进步,数字化设计将更加智能,高速磨削技术将普及,砂轮修整与磨削过程控制将更加智能化,推动机械加工技术的进一步发展。
深海科技前沿探索与展望
摘要：深海是生命的秘境、资源的宝库和国家安全的屏障，是人类未来可持续发展的重要战略空间。建设海洋强国，必须要向深海进军。2025 年政府工作报告首次将“深海科技”纳入新兴产业领域。本文指出了依托“深钻、深潜、深网”技术的突飞猛进，中国已具备国际先进水平的“深海进入、深海探测、深海开发”技术能力，在深海钻探、深潜探索、深网观测等领域取得系列重要进展，“南海深部计划”更斩获低纬驱动等突破性成果。未来，南海探索将向南部海盆拓展，中国深海研究将进一步迈向全海深、全海域，推动深海与极地探索深度融合。深海蕴藏丰富宝贵资源，当前中国正面临从深海出发、创建地球系统科学“中国学派”的历史机遇，亟待以南海为基础，放眼大洋，加快布局深海科技，发展深海资源新质生产力，推动“深钻、深潜、深网”技术智能化融合与多学科协同，借助大数据等新技术与配套技术创新等，为建成海洋强国和世界科技强国提供支撑。
乙烷选择性金属有机框架材料的结构设计与分离应用
摘要：开发高效乙烯(C2H4)分离与提纯技术是化工节能降耗的重大需求, 研究的关键在于高性能乙烷(C2H6)吸附剂的设计与制备.具有高度可设计性与可调节性金属有机框架(Metal-organic framework, MOF)材料的出现, 极大推动了C2H6选择性吸附剂研发的进展. 通过活性位点的合理构筑与孔腔环境的精准调控,种类繁多的C2H6选择性吸附剂不断涌现, 但在面对实际分离体系和复杂工业应用场景时, 材料的性能仍有待提高, 对C2H6吸附机制构效关系的认知也迫切需要进一步系统研究. 此综述系统总结了近15 年来C2H6选择性吸附剂的研究进展, 深入探讨了C2H6选择性吸附剂的结构设计方法, 包括柔性开门效应、金属开放位点修饰、孔道表面电势调控等, 强调了C2H6吸附剂面对工业应用必须克服的关键挑战, 包括在循环稳定性、绿色规模化合成及新型分离工艺建立等, 以期为高性能C2H6吸附剂的精准构筑与分离应用奠定理论基础, 推动烯烃分离工业的技术创新与变革发展.
聚氯乙烯凝胶致动器的研究进展：材料、结构及应用
摘要：聚氯乙烯(PVC) 凝胶是一类能够在电场激励下产生收缩、弯曲、面内扩张等多种变形模式的高分子聚合物，具有响应快、成本低、质量轻、力电转换效率高等优点，是一种理想的人工肌肉。本文综述了PVC 凝胶近些年的发展现状，包括材料的组成、性能优化、制备工艺、新型构型设计及应用。重点介绍了通过掺杂功能添加剂来提升PVC 凝胶的机电性能，以及利用3D 打印、热熔成型等新型制备工艺实现PVC 凝胶材料的快速制备。在传统阳极吸附型PVC 凝胶致动器构型基础上，详细讨论了基于静电压缩和静电液力耦合驱动两种原理所设计的新型PVC 凝胶致动器。随后，系统介绍了PVC 凝胶致动器在柔性驱动、医疗和光学这三个领域的应用。最后，对PVC 凝胶材料现阶段所遇到的技术瓶颈及发展趋势进行了讨论。
