氢储运技术的发展现状、挑战及未来方向

摘要:氢储运技术是氢能产业链中的一个至关重要的环节,可能成为未来新的百亿级产业。目前主流技术包括高压气态储氢、低温液态储氢和低压固态储氢,另外有机液态储氢也在应用示范阶段。文章总结了近年来氢储运技术的研发及应用进展,分析了面临的困难与挑战,展望了未来的研发方向。总体而言,氢储运技术发展前景广阔,但仍需在降低成本、提高效率、确保安全性和提高国产化率等方面不断突破,以推动氢能产业快速发展。

Mg掺杂氧化镓研究进展

摘要: 氧化镓( Ga2O3)材料具有超宽禁带宽度、高击穿电场强度,在电力电子器件和光电器件领域具有巨大应用前景。虽然氧化镓难以实现p型导电,但仍可以利用p型掺杂调控能带实现电学性能设计。实验上已验证的氧化镓p型掺杂杂质有Mg、Fe、N、Zn、Cu、Ni、Co 等,其中,Mg掺杂由于形成能最低、能级位置最靠近价带顶,以及掺入方法多而被大量研究。本文聚焦Mg掺杂,首先对Mg 掺杂氧化镓的受主能级的理论计算认识和实验测试结果进行综述; 接着总结了Mg掺杂氧化镓半绝缘单晶和外延层的各种掺杂方法、掺杂浓度,以及在热处理中Mg扩散等关键问题; 最后指出关于Mg掺入、激活及扩散机制还值得进一步研究,并对其未来进行了展望。

面向光学元件磨削加工的机器人力控系统研究

摘要:随着自由曲面光学元件加工需求日益增长,能短周期高柔性智能化成线的超精密磨削、抛光设备及工艺成为光学元件批量生产的关键。传统超精密磨削机床设计周期长、制造及投入成本高,难以满足中小批量定制的多样化市场应用。基于大工作空间、低成本且智能化、柔性化的六轴工业机器人,提出了机器人主动柔顺力控磨削方法,探究机器人力控磨削作业的运动控制,研究力控法兰特性从而掌握力控控制策略;基于力控磨削工艺实验求解建立稳定磨削力模型,实现通过控制力控期望力来实现机器人恒定磨削深度,粗磨阶段有效提升工件面形质量,相较于机器人无力控磨削,机器人力控磨削峰谷值(peak-to-valley,PV)提升了57.8%,均方根值(root mean square, RMS)提升了63.5%。

溅射用难熔金属靶材的制备及再制造工艺研究进展

摘要:【目的】为了探讨难熔金属靶材在半导体行业的应用现状,分析其制备工艺,并预测未来的发展趋势。【研究现状】梳理在靶材制备过程中,致密度、纯度、晶粒尺寸和结晶取向等关键因素对靶材性能的影响;总结粉末冶金技术(热压、热等静压、冷等静压、放电等离子烧结等)和熔炼技术(电子束熔炼、电弧熔炼等)在难熔金属靶材制备中的应用;阐述靶材回收技术和原位修复技术的研究进展和应用前景。【结论与展望】难熔金属靶材的未来发展正朝着以下几个关键方向迈进:追求更高的纯度和均匀性,实现更大的尺寸和更高的平整度, 开发新型制备技术,以及优化回收与再利用流程,这些进步将为半导体行业带来更高的效率,提供可持续的发展路径。

聚硼硅氮烷的合成、元素掺杂及其衍生SiBCN 陶瓷的应用

摘要:聚合物前驱体转化法推动了SiBCN陶瓷在高温结构材料、功能涂层、热管理材料和高温传感器等领域的应用发展。通过前驱体聚硼硅氮烷分子结构的设计改性可以实现对SiBCN陶瓷微观组分和结构的调控。本文综述了SiBCN陶瓷前驱体聚硼硅氮烷的合成方法、异质元素掺杂路线以及前驱体转化SiBCN陶瓷的成型和应用,探讨了前驱体分子结构、异质元素与SiBCN陶瓷微观结构之间的关系。最后,总结了聚硼硅氮烷及其衍生SiBCN陶瓷在现阶段研究中存在的问题,并结合未来需求展望了发展方向。

体外膜式人工肺材料研究进展

摘要:体外膜肺氧合作为体外生命支持的核心技术,其组件膜式人工肺在急性呼吸衰竭及心肺手术中发挥了重要作用。然而,当前膜式人工肺面临气体传递效率差、气体选择性低及血液相容性不足等难题。本文综述了近年来研究人员对膜式人工肺的改进工作,主要介绍了膜式人工肺材料的制备与结构调控以及表面改性,分析了热致相分离技术中绿色稀释剂及二元稀释剂体系的应用以及仿生涂层、多功能结构设计等在提升气体选择性及血液相容性上的优势。另外,指出了膜式人工肺在长时间使用中的血液相容性不足、气体传输与抗渗漏性能平衡等瓶颈问题,提出了通过材料改性与结构优化实现多功能一体化的解决方案。最后,展望了膜式人工肺在小型化、高效化及可持续化发展的方向。本文为膜式人工肺的高性能开发与临床应用提供了系统性参考。

氢化物基锂离子电池负极材料的研究进展

摘要:开发新型锂离子电池负极材料是进一步提升锂离子电池综合电化学性能的重要方向。基于转化反应机制的氢化物基锂离子电池负极材料,具有较高的理论比容量和良好的电化学反应动力学性能,受到了广泛的关注。然而,氢化物基负极材料在电池中服役时,存在充放电性能差、循环稳定性不足等问题。研究表明,这些问题与氢化物的放电产物分相、氢化物与电解质会发生副反应等因素密切相关。综述了氢化物基锂离子电池负极材料的研究进展,包括典型氢化物的结构特点和电化学性能,并探讨了进一步提高氢化物基锂离子电池负极材料性能的途径,如结构优化和纳米限域等。

宽禁带半导体碳化硅基核辐射探测器研究进展

摘要:碳化硅(SiC)半导体材料具有宽禁带、大晶体原子离位阈能及高电子空穴迁移速率等众多突出优势,基于其研制的SiC核辐射探测器具有耐高温、抗辐照、体积小、响应快等优点。高质量、大尺寸SiC晶体材料与外延生长技术及器件制备工艺的不断提升,极大地促进了SiC基核辐射探测器的发展。本文从SiC核辐射探测器的原理及性能评价指标入手,分析了辐射探测时SiC材料与各种辐射粒子相互作用的方式、主要性能指标,以及主要性能指标与SiC晶体缺陷等的关系,并基于SiC晶体的物理性质,总结对比了探测器级SiC晶体衬底制备和外延生长的方法,重点介绍了SiC带电粒子探测器、中子探测器、X/γ探测器的最新研究进展,分析了SiC基核辐射探测器发展面临的挑战,为提高SiC基核辐射探测器的性能提供了参考。