高熵合金粉体研究进展

摘要:【目的】为了推动高熵合金粉体领域的创新发展提供参考,对高熵合金的概念与分类、制备技术与应用现状进行总结和阐述。【研究现状】综述由4、5种或者更多金属元素以近等原子比例构成的混合熵高于1.6 R(R为气体常数)的高熵合金,也被称为多主元合金或复杂组元合金;与传统合金相比,高熵合金具有诸多性能优势,例如,优异的高、低温力学性能,良好的耐腐蚀性能和抗辐照性能等;概括高熵合金粉体制备技术,包括机械合金化、雾化法(水雾化、气雾化、等离子旋转电极雾化法)、射频等离子球化法、等离子电弧法、化学还原法等;总结高熵合金粉体在粉末冶金块体材料、增材制造、涂层(薄膜)、催化、储氢等领域的应用。【结论与展望】认为经过近10 a的发展,高熵合金粉体的制备和应用研究均取得了较好的进展,并已初步探索高熵合金粉体的市场化生产与应用的可行性;提出未来研究应聚焦于适用于难熔高熵合金粉体制备的新方法、新技术、批量化制备、性能优化与机制等问题。

输氢管线钢中氢脆行为研究现状

摘要:氢能作为未来能源结构中的关键组成部分,其高效输运方式对能源转型至关重要。目前,管道运输因具安全性和经济性,成为氢气长距离输送的首选方式。然而,输氢管线钢的氢脆现象是影响运输安全的主要因素之一,其涉及氢原子行为、位错运动等多尺度机制,现有的表征技术难以全面揭示其机理。本文综述了输氢管线钢中几种常见的氢脆机理,主要介绍了氢增强脱聚、氢促进局部塑性变形、氢吸附诱导位错发射等理论及其之间的相互作用,从化学成分、微观组织、析出相、夹杂和偏析等角度探讨了氢脆的影响因素。同时,针对氢在输氢管线钢中的跨尺度行为,总结了从宏观力学测试到微观结构表征的多维度表征方法。随着能源转型的需要,提高输氢管线钢的抗氢脆性能已成为氢能规模化输送领域的关键和研究焦点,针对这一问题,介绍了机器学习和跨尺度研究在开发抗氢脆材料设计中的创新应用,这种逆向设计思路为开发高强韧抗氢脆输氢管线钢提供了解决方案。最后,结合输氢管线钢现阶段研究现状,对未来输氢管线钢研究的重点进行了总结和展望。

激光精密加工降低取向硅钢铁损的研究进展

摘要:取向硅钢的发展对电力系统具有至关重要的影响。在国家“双碳”战略的驱动下,通过激光精密加工来实现对取向硅钢的磁畴细化,成为当前降低能耗的主要方法。阐述了磁畴结构为取向硅钢变压器损耗的关键因素,激光精密加工通过高能激光束在硅钢表面形成热应力区来细化磁畴结构,从而降低铁心损耗(以下简称铁损),综述了非耐热型和耐热型两种激光精密加工细化磁畴技术的研究现状,分析了不同的激光功率、激光斑点形状、刻痕速度、刻痕间距及深度等参数加工硅钢表面与其铁损的关系。

合成生物学的发展与展望

摘要: 合成生物学集合了传统生物学、工程学及数学的知识体系和方法,通过建立人工系统创造或改造生命体从而理解生命、应用生命。在可持续发展的背景下,合成生物学的绿色、可再生的优点使其成为21 世纪以来研究的热点。然而,合成生物学依然面临着许多亟待解决的问题,如设计过程中的不可预测性、规模化生产中成本较高、政策法规相对滞后等。本文在介绍合成生物学发展的基础上,重点介绍了合成生物学在高分子材料、化工、生物医药、食品以及能源领域的应用,分析了合成生物学目前产业化现状、所面临的问题以及未来发展的机遇。

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。