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单部件燃料电池的研究进展
摘要：传统固体氧化物燃料电池(SOFCs)需要保持较高的工作温度，不利于其不同组分的兼容和长期稳定性，这阻碍了SOFCs的商业化进展。若降低反应温度则会带来显著的界面阻力和反应动力学损失，使输出功率降低。最近，单部件燃料电池(SLFC)作为一种新型能源转换装置被提出，与传统三组分SOFCs不同，SLFC的特点是具有一个半导体-离子异质结构材料混合离子导电的均匀层，p-n异质结构和内建电场的存在可以实现电荷分离，提高了燃料电池的稳定性和耐久性，使其在低温下也具备良好的离子电导和电池性能，具有广阔的发展前景。本文对最近几年以来SLFC领域的研究进展做了一个简要的综述，回顾了SLFC中异质结与能带对准隔绝电子的工作原理，研究空间电荷区与晶格应变对界面离子传导的影响，总结了研究者在半导体-离子材料上做出的改进，并讨论了该燃料电池的优势和未来的发展方向。
钢中夹杂物的文献综述
摘要：本文详细论述了内生夹杂物和外来夹杂物的来源；按照夹杂物的形态、成分、变形能力、尺寸对夹杂物进行了分类；阐述了夹杂物对钢材疲劳性能、强度、延伸性能、切削性能、腐蚀性能、焊接性能以及氢致裂纹的影响；系统论述了夹杂物的二维检测、三维检测的多种检测方法，介绍了各种夹杂物的提取方式及夹杂物检测仪器，以及夹杂物的去除方法。
金刚石/Al复合散热材料界面调控及热导率研究进展
摘要：金刚石/Al 复合材料兼具低密度、高热导率和热膨胀系数可调等优点，近年来成为新一代热管理材料的研究热点之一。但是，复合材料制备过程中金刚石和Al 界面产物Al4C3 会严重影响复合材料的性能，增大金刚石-Al 界面热阻，并且其易水解的特性容易在使用过程中造成复合材料失效。本文从界面Al4C3 相的负面作用入手，详细介绍了目前抑制界面Al4C3 相的主要方法(包括界面调控、金刚石表面化学改性、金刚石表面改性涂层和基体合金化等) 对复合材料界面和热导率的影响，最后对未来金刚石/Al 复合散热材料的发展方向进行了展望。
超润滑薄膜研究进展及在航天领域的应用展望
摘要：固体润滑薄膜以其非挥发性和宽温域适应性，成为空间机构极端环境长效运行的核心保障。近年来，超润滑技术实现从基础研究到宏观尺度的突破，虽未达理论零摩擦，但其在航天领域的技术优势显著。本文聚焦航天领域特殊工况，系统分析过渡金属二硫化物（ＴＭＤｓ）和氢化类金刚石碳（Ｈ-ＤＬＣ）薄膜的超润滑机制，阐明实现宏观尺度超润滑的关键科学问题与技术挑战。ＴＭＤｓ 需满足原子级洁净界面、范德华主导机制及非公度接触三大本征条件，通过超晶格异质界面工程、多层梯度薄膜构筑等创新策略，使ＭｏＳ２ 在宏观尺度下也具备超润滑特性；Ｈ-ＤＬＣ 真空超润滑依赖碳原子氢钝化效应，通过氢含量调控、元素掺杂及多层复合结构设计解决氢脱附引发的失效问题。建议分阶段推进超润滑固体薄膜技术在航天工程中的应用，在技术发展初期阶段，首先选择一次性机构（压紧释放机构、展开机构），逐步拓展至长寿命连续运行机构，通过持续迭代优化，推动超润滑技术成为新一代航天器的核心支撑技术。
船舶大构件几何特征建模及装配干涉检测方法
摘要:船舶构件制造和装配中的制造误差与装焊变形影响肋板拉入装配的成功率和效率.提出了基于几何特征的船舶大尺寸构件快速建模及装配干涉检测方法.该方法先定义装配特征,再利用改进的ASPacNet准确识别装配特征,接着进行局部重建与拼接,最后通过时间域间断配合间隙计算方法检测装配干涉.实验显示,该方法在船舶大尺寸构件上的建模效率较传统方法提高66.01%,建模均方根误差为0.206mm,干涉检测准确率达98.81%,能有效减少试装,为船舶大构件高效装配提供新技术手段.
高强碳纳米管纤维的制备发展、性能强化及应用探索
摘要：碳纳米管纤维（CNTF）作为亿万单根碳纳米管（iCNT）组成的宏观体材料，曾长期受制于微观结构排布无序、松散等问题，其力学性能相较于单根CNT 产生几个数量级的衰减。近十年来，随着CNTF 制备技术的革新，不仅实现了工业级的连续批量生产，其成本也在规模效应下大幅下降至接近高性能商业纤维。而基于多种强化新技术的发现，高性能CNTF 得以兼具高强度、中高模量、高电导率、高热导率、高柔性、低密度等优异的综合特性，不仅实现了对标杆型商业纤维特征性能的赶超，也在航空航天多功能结构材料、多功能导电缆线和新型机械能收集领域开展了广泛的应用探索。本文总结了近十年来CNTF 三种制备技术的改良、后处理性能强化及其机理、多级结构失效机制以及应用探索等重要进展，旨在厘清从纳米尺度特性到宏观性能传递的关键瓶颈，并探讨未来CNTF进一步趋近单根卓越性能的可行路径以及广泛应用的前景。
面向集成电路先进制程的二维信息材料与器件
摘要：随着集成电路技术的发展至3 nm 节点,摩尔定律接近其物理极限,传统芯片制程面临材料到器件的理论和技术瓶颈。二维信息材料凭借原子层厚度、低功耗等特性被产业界认为是1nm 及以下节点的核心材料,将助力芯片制程延续摩尔定律以及平面到三维的发展,与我国集成电路先进制程长期规划紧密相关。基于国家自然科学基金委员会第343期双清论坛,本文从材料—器件—异质集成多层次回顾了二维信息材料与器件的发展历史,总结了领域内所面临挑战,凝炼了未来5~10年的重大关键科学以及亟需布局的研究方向,进一步提出顶层设计的前沿研究方向和科学基金资助战略。
锂离子电池富镍正极基础科学问题：材料失稳机制及改性策略
摘要：层状富镍锂过渡金属氧化物因其高容量、高工作电压等优势是长续航动力电池广泛采用的正极材料。然而，由于不稳定的晶体结构和较差的热力学性，富镍正极材料在反复Li+脱嵌过程中稳定性差，进而导致电池难以长周期服役。本文分析了富镍正极材料表面残锂、阳离子混排、气体释放、不可逆相变、微裂纹等各种导致材料失稳降解的机制，总结了近年来为解决上述问题而采用的元素掺杂、表面涂层、单晶化、浓度梯度结构设计和引入电解质添加剂等改性策略，并展望了未来材料改性策略的方向和应用前景。
