海洋环境下铝合金腐蚀与防护的研究进展探析

摘要:铝合金因具有较好的耐蚀性能和加工性能,并且本身也具有质量轻、强度好等优点,在海洋船舶和海洋工程装备等领域得到了非常广泛的应用。随着对海洋资源的探索,船舶及海洋工程装备领域迎来了快速发展时期。由于海洋环境的特殊性和复杂性,在深海或者极端环境下铝合金也有广泛应用的可能性,在深海油气勘探和极地航行船舶等设备中,铝合金可以作为结构材料,因其质量轻、耐腐蚀性能好,得到了广泛应用,但存在着诸多腐蚀铝合金的因素,给船舶及海洋工程装备的发展造成严重的影响。基于国内外最新相关研究进展,针对铝合金的种类、腐蚀类型、腐蚀监测技术以及腐蚀防护技术进行了综合分析,探究铝合金在海洋环境中的腐蚀行为以及不同的防腐技术,为将来铝合金在深海或极端海洋工程领域的应用以及改善和提高铝合金防腐技术研究提供借鉴。

聚酰亚胺类聚合物合成及其在涂层中应用研究进展

摘要:随着科技的发展,涂层领域对高性能聚合物的兴趣和需求增加。聚酰亚胺类聚合物作为高分子金字塔顶端的材料,理应在涂层领域发挥作用。聚酰亚胺类高分子涂层由于其结构的特殊性,常常用作热防护层、防水耐湿层、耐辐射层等隔离层,在航空航天、电子、机械制造以及建筑等行业具有广泛的应用。本文介绍了聚酰亚胺类聚合物(PI,PAI,PEI)的合成方法,着重阐述了高性能聚合物(PI,PAI,PEI)近几年在涂层方面的研究与发展,最后对聚酰亚胺类高性能涂层材料现阶段面临的问题与挑战以及未来的发展方向提出了看法。

高熵陶瓷材料的研究进展

摘要:高熵合金概念的提出不仅极大地丰富了金属材料体系,同时也打开了传统陶瓷材料的设计枷锁。近些年,随着高熵合金的快速发展,人们逐渐将多主元高熵化的设计思路扩展到陶瓷材料,开发设计出了一系列多主元高熵陶瓷材料。得益于其独特的结构以及与高熵合金相似的“四大效应”,高熵陶瓷材料表现出了一系列优异的力学、热学、摩擦学性能。从制备方法、结构特点和性能出发,主要介绍了高熵氧化物陶瓷、高熵碳化物陶瓷、高熵氮化物陶瓷和其他高熵碳氮化物、硼化物、硅化物、硫化物等的国内外研究进展,对不同体系表现出的性能特点做出分析与总结,最后对高熵陶瓷材料的发展前景进行了展望。

功能纳米涂层的制备、性能及应用综述

摘要:功能纳米涂层一直是近年来的研究热点。以纳米尺寸为组成单位为功能纳米涂层提供了良好的体积效应和表面效应,大大优化了涂层的力学性能、耐腐蚀性、抗氧化性和耐磨性等。功能纳米涂层的制备技术以及性能决定了涂层的应用范围。但是目前,多数综述集中于功能纳米涂层的某种性能、某种制备方法或者某种应用,缺乏对功能纳米涂层整体性的介绍。首先,简单介绍了功能纳米涂层的概念及分类;其次,详细描述了功能纳米涂层的制备技术,包括传统的化学气相沉积、物理气相沉积和溶胶-凝胶法,最新的等离子喷涂技术以及其他的制备技术,分析总结了各种功能纳米涂层制备技术的原理、优缺点以及涂层在材料中的应用;最后,从功能纳米涂层最新和热门的应用方面进行综述,展望了功能纳米涂层的应用前景和潜力。

超疏水防/除冰材料的基础理论和制备技术研究进展

摘要:在寒冷高湿环境下,冰和霜易凝结于飞行器、轨道交通、风电叶片、输电线路等设备表面,从而降低工作效率,影响设备使用,同时造成巨大的安全隐患。因此,如何有效延迟冰霜在固体材料表面的形成以及促进结冰的去除,成为当前高性能材料领域的研究热点。传统的机械除冰、化学除冰和热力除冰方式在很大程度上存在能耗高、除冰废液多、除冰效率低等问题,而且容易破坏机械设备表面,与“绿色环保、高效节能”的可持续发展理念相悖。受自然界生物启发,研究人员开发了新型被动超疏水防冰技术,该技术具有成本低、能耗低和防冰性能优异等优点,具有良好的应用前景。针对新型超疏水型防冰材料,综述了固体表面的超疏水润湿理论进展和固体表面结冰/防冰机理;总结了超疏水防冰表面的自上而下制备方法(激光刻蚀、化学刻蚀、模板法等)和自下而上制备方法(涂层技术、磁控溅射技术、溶胶-凝胶技术和电沉积技术等)。最后,对超疏水防冰材料的局限性进行了讨论,同时对其应用前景和发展趋势进行了展望。

氮化钼薄膜的制备、性能及其应用研究进展

摘要:氮化钼作为过渡金属氮化物的典型代表,具有良好的导电性以及优异的力学性能、电化学性能,在催化、储能、集成电路、保护涂层等领域有着广泛的应用前景。然而,目前国内有关氮化钼薄膜的综述较少。首先总结了氮化钼的分子结构及其物理性能和力学性能;其次总结了氮化钼薄膜的主要制备方法,包括溶液法、溅射法、原子层沉积法以及化学气相沉积法等,归纳了各种氮化钼薄膜制备方法的优缺点及其适用的场景;最后,对氮化钼薄膜的潜在应用前景进行了总结和展望。

贵州大气环境中耐侯钢在电网应用中的关键技术

摘要:大气腐蚀对电网输变电设备的安全运行的影响显著。目前广泛在电网输变电设备领域使用的钢材的耐大气腐蚀性能和防腐技术难以满足电网建设和长寿命服役要求。首先简述了输变电设备大气腐蚀现状,指明了环境参量中大气成分、大气相对湿度、温度和钢材的化学成分、组织状态对电网设备腐蚀速率和腐蚀机制的影响;结合贵州省大气环境条件,对耐候钢在贵州电网应用中亟需解决的关键问题进行了分析;最后,提出通过现场暴露试验、加速试验和发展在线监测技术,不仅能收集海量的腐蚀数据,实现腐蚀评级并建立完整的大气腐蚀等级图,还可结合大数据处理和机器学习等方法,获得耐候钢在特定大气环境中的腐蚀机制,为耐候钢在电网设备中替代普碳钢和相关设备的安全运行提供技术保障。

胶体体卤化铅钙钛矿量子点:从合成到应用

可控条件下制备的胶体半导体纳米晶体有助于对量子现象更好的研究和利用,并且可以扩大其生产规模用于商业用途。这些量子点材料在超高清显示、太阳能电池、量子计算、生物成像、光通信等产业有广泛的应用。在过去的十年中,卤化铅钙钛矿纳米晶体作为高效半导体迅速崭露头角。尽管大多数研究集中在弱到中等限制区域的大纳米晶体上,强限制区域(尺寸小于铅卤钙钛矿的激子玻尔直径,范围为4-12纳米)的量子点(QDs)提供了独特的机会,包括偏振光发射和在单一卤化物组成的钙钛矿中无法实现的区域内纯色且稳定的发光。基于此,本文第一作者Junzhi Ye博士(英国牛津大学),通讯作者Lakshminarayana Polavarapu教授(西班牙维戈大学)和Robert L.Z. Hoye教授(英国牛津大学)在Chemical Society Review上发表教程综述。

可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展

摘要:医用锌及锌合金有望成为新一代可降解骨植入物材料来促进骨缺损的修复。概述了可降解医用锌基材料的优势,包括较好的生物安全性和抗菌效果、能促进植入部位周围血管和新骨的生成以及骨相关基因的表达能力。在此基础上,从基底材料、细胞种类及实验结果等方面系统总结了近年来关于可降解医用锌基材料生物相容性和降解行为的研究。同时,归纳了可降解医用锌在临床修复骨缺损方面所面临的主要问题和挑战,包括较差的力学性能和较强的细胞毒性。可降解医用锌较差的力学性能可以通过合金化进行改善,概述了多种新型医用锌合金的力学性能及其生物相容性。表面改性是提高可降解医用锌基表面生物相容性和调控降解的有效手段。从基底样品、表面改性手段、使用的细胞或动物模型以及细胞相容性和降解行为等方面,综述了近年来可降解锌基骨植入材料表面改性的研究现状,提出了可降解锌基骨植入材料表面改性目前所面临的难点问题,包括传统表面改性手段加剧了锌离子的释放或在表面改性后可降解医用锌的生物相容性改善功效不足,以及未来的发展方向。

高性能功率器件封装及其功率循环可靠性研究进展

摘要: 半导体技术的进步使得功率器件面临更高的电压、功率密度和结温,这对功率器件的封装的可靠性提出了更高的要求。如何提高和检测功率器件的可靠性已经成为功率器件发展的重要任务。提升器件封装可靠性主要围绕优化封装结构、改进芯片贴装技术和引线键合技术3个方向研究。功率循环作为最贴近功率器件实际工况的可靠性测试方法,其测试技术、参数监测方法和失效机理得到广泛的研究。对功率器件封装结构、封装技术以及功率循环机理的相关研究进行了综述,总结了近年国内外的提升封装可靠性的方法,并介绍功率循环测试的原理和钎料层、键合线的失效机理,最后对于功率器件封装的未来发展趋势进行了展望。创新点: (1) 从封装结构、芯片贴装和引线键合3 方面讨论了提升功率器件封装可靠性。(2) 总结了功率循环的控制参数、策略、检测参数和失效判据方面的研究。