金纳米星的合成与应用

摘要:随着纳米技术的飞速发展,三维复杂结构的金纳米星已成为一种新型纳米材料。金纳米星具有独特的物理化学性质,如可调制的局域表面等离激元光学特性、表面增强拉曼散射效应、光热特性、较大的比表面积等,这些性质使其在纳米材料和生物医学领域具有极高的潜在应用价值。本文首先介绍了近年来国内外金纳米星的合成方法,主要包括种子介导生长法和一步合成法( 这两种制备方法均存在各自的优缺点) ,以及对金纳米星尺寸、枝杈的的调控研究; 接着对金纳米星性质中的等离激元特性进行展开描述,并对其理论基础进行解释; 本文对目前金纳米星在催化、SERS 检测和生物医学领域最新研究进展进行了总结,并展望了金纳米星未来的研究内容和方向。

耐极端烧蚀环境C/C复合材料研究进展

摘要:C/C 复合材料是空天飞行器热端部件关键的热结构材料,但高温易氧化烧蚀特性限制了其在极端环境下的应用。因此,如何提高C/C 复合材料的抗烧蚀性能尤为重要。系统综述了近年来国内外抗烧蚀C/C 复合材料的研究进展,围绕基体改性、涂层防护和基体改性-涂层一体化3 个方面展开阐述。在基体改性方面,基于组元特性差异将材料分为单相陶瓷、复相陶瓷、多组元及高熵陶瓷改性C/C 复合材料,揭示了陶瓷氧化产物的阻氧抗烧蚀机制。涂层技术重点剖析了单层涂层、多层梯度复合涂层、微/纳结构增韧涂层及嵌入结构界面涂层的设计原理与烧蚀行为,阐明了界面匹配优化对于缓解涂层热失配和抗烧蚀性能的作用机理。最后,面向极端烧蚀环境应用需求展望了C/C 复合材料在氧化烧蚀机理分析、复合材料的结构和组分优化、构件的功能设计及高效低成本制备工艺等方面的发展方向。

氢能源无人机关键技术研究进展

摘要:氢能源无人机作为新能源动力无人机中最具发展潜力的机型之一,其发展与绿色航空概念以及低空经济场景联系紧密。总结了氢能源无人机发展过程中涉及的关键领域和技术问题,并对相关研究进行了总结和梳理,旨在为氢能源无人机设计提供参考。首先对氢能源无人机的发展历史、技术优势、应用场景和常见机型进行了概述。然后以总体设计技术、结构设计技术、动力系统设计技术以及飞行控制技术4 大技术领域中涉及氢能源无人机的关键问题进行了分类探讨,分析了每个领域中所面临的技术前沿问题和国内外研究人员目前的相关研究。最后结合相关技术进展,对氢能源无人机的发展提出了建议与展望。研究表明,氢能源无人机的发展潜力仍未被完全发掘,需要多学科、多领域共同发力,发挥氢能在无人机增加续航时间、降低机载质量和助力绿色航空发展等方面的关键作用。

基于数据驱动的镁合金压铸件质量智能预测

摘要: 为实现镁合金压铸件质量的智能预测,降低人工下线检测成本,提升镁合金压铸产业智能化水平,通过收集镁合金大型薄壁压铸件“工艺参数-质量参数”大数据,采用随机森林模型建立工艺参数与铸件产生的缺陷种类间的关系,分析了工业数据中的标签长尾分布现象对机器学习模型预测性能的影响,通过“随机降采样+SMOTE 过采样”算法对数据集分布进行均衡化,最终获得了准确率为89.54%、受试者工作特征曲线(ROC)下面积为0.9838、平均真正率为87.65% 的准确预测模型,实现了极少数含缺陷样本的精准检出,并获得了镁合金压铸关键工艺参数重要性排序。

无添加制备超粗晶碳化钨工艺研究

摘要: 采用无添加方式经高温氢还原制备超粗晶钨粉,对还原过程和钨粉质量进行分析,探讨了工艺条件对钨粉质量的影响。将钨粉与炭黑均匀混合、压制后分别在2 100 ℃和2 300 ℃下进行碳化,对比不同温度所得碳化钨的微观组织。结果表明:在1 300 ℃以上和较高的水汽分压条件下能够产出平均粒度为30 μm 以上、粒度均匀且团聚少的钨粉。在较高温度下碳化能够产出成分单一、耐磨性好、缺陷少的超粗晶碳化钨粉。2 300 ℃下所得碳化钨制备的硬质合金平均粒度达到8.1 μm,比2 100 ℃下所得碳化钨制备的硬质合金具有更高的抗弯强度和抗冲击磨损性能。

稀土基低温磁制冷材料的研究进展

摘要:低温制冷技术在气体液化和储存、航空航天、空间探测及低温科研等领域发挥着极其重要的作用,基于磁热效应的磁制冷技术相较于传统气体压缩/膨胀制冷技术具有绿色环保、高效节能的优势,被认为是最具潜力的新型制冷技术之一。长久以来,探索并获得具有合适工作温区、大磁熵变、宽制冷温跨、大制冷能力以及大绝热温变的磁制冷材料是持续不断的研究目标。综述了应用于低温区的稀土基二元、三元金属间化合物及稀土基钙钛矿氧化物磁制冷材料的研究进展,并对低温磁制冷材料的发展方向进行了展望。

粉末冶金纳米颗粒增强钛基复合材料研究进展

摘要:钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs 相比,纳米增强TMCs 在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳定性等问题,材料的性能潜力尚未充分发挥。如何设计TMCs 的复合体系和制备途径引入纳米增强体,并在热加工与热处理过程中保持稳定性,一直是纳米颗粒增强TMCs 面临的严峻挑战。本文围绕粉末冶金纳米颗粒增强TMCs 工艺特点、制备方法、组织特征与力学性能等方面分析研究现状和进展,指出纳米增强体分散性、热稳定性等制约其发展的基础问题,提出未来研究的发展方向。未来应侧重的研究方向有:(1)碳纳米材料增强TMCs 的界面反应控制与热稳定设计;(2)纳米颗粒增强TMCs 粉体的批量化低成本制备技术;(3)纳米颗粒增强TMCs 专用热变形及热处理工艺研究;(4)纳米颗粒增强TMCs 组织构型化设计及强韧化机理研究;(5)纳米颗粒增强TMCs 材料其他关键力学性能研究。