金属离子配位自组装氧化石墨烯涂层摩擦学特性研究

摘要: 氧化石墨烯(GO)涂层层间键合是影响其宏观摩擦学性能的关键因素之一. 本研究中在不同金属离子(Li+、Ca2+和Al3+)配位下可控制备了系列GO自组装涂层,并在大气、氮气和真空环境下考察了自组装GO涂层的摩擦学性能,探究GO涂层层间键合作用对摩擦学性能的影响. 研究发现GO涂层层间键合作用方式与大小和金属离子价态密切相关,进而影响涂层摩擦学性能. 结果表明:金属离子的引入与GO纳米片上含氧官能团配位可显著增加层间作用力和钝化表面缺陷,金属离子价态越高,GO涂层摩擦学性能改善越显著. 在大气、氮气和真空环境下,三价态GOAl3+涂层均表现出更优异的摩擦学性能.

基于神经网络的偏振体全息波导优化算法

摘要:针对近眼显示交叉型偏振体全息光波导二维出瞳扩瞳结构存在的出瞳能量与角度分布不均、成像质量高度依赖经验式人工调参且整体优化成本偏高等问题,在严格耦合波分析(RCWA)的物理约束下,提出一种融合能量与成像先验的出瞳扩瞳一体化优化方法。该方法将波导初始能量分布和成像结果作为先验知识,通过引入亚毫米网格化厚度场进行自适应控制,构建了由轻量神经网络引导的模拟退火优化框架。通过统一的多目标评价函数,综合度量出瞳能量与角度的均匀性、成像清晰度与亮度的均匀性,并将制造步进约束与低通平滑约束内嵌于厚度场的表示中。在自编译加速的一体化仿真平台上,实现了厚度、能量与成像的闭环优化。经所提算法优化,目标波导的出瞳均匀性提升了34.7%,能量分布均匀性提升了48.5%,在清晰度与锐度等成像指标同步改善的同时,将RCWA 与光线追迹的调用量压缩至约原来的30%,整体优化时间约为传统人工优化流程的1/24。

汽车高寒试验场发展现状及中国路径探索

摘要:汽车高寒试验场是验证车辆及其零部件在极端低温与冰雪环境下性能、可靠性与安全性的关键基础设施。系统梳理全球高寒试验场的集群式地理分布特征,对比全球知名试验场的技术参数与核心优势;详细阐述高寒试验的常用试验道路类型及其对应测试功能。针对中国汽车产业开发周期缩短与智能化、电动化转型的挑战,重点探索突破传统高寒测试中季节与环境限制的中国路径:建设室内全季节低温试验场,提供可控、可重复的试验条件;应用低温环境模拟舱进行静态与特定动态测试;大力发展智能网联高寒试验场,应对自动驾驶系统在冰雪环境中的感知与决策难题。

燃料电池金属双极板的研究进展与展望

摘要:质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板材料耐腐蚀与导电性能的协同优化是实现氢能高效利用的核心挑战。本文系统评述了铝合金、钛合金、奥氏体不锈钢及铁素体不锈钢等金属双极板的性能瓶颈和改性策略:铝合金和钛合金需依赖贵金属涂层(如Au/Ni-P、CrN)以平衡耐腐蚀性能与导电性能,这导致工艺复杂、成本高昂;奥氏体不锈钢通过Cr/Mo 协同优化可提升耐腐蚀性能,但其钝化膜增厚导致界面接触电阻超标;铁素体不锈钢虽然抗晶间腐蚀和点蚀能力提高,但延展性较差难以加工成型,且无涂层时其腐蚀电流密度较高。表面涂层(如CrN、导电高分子)技术虽能显著改善不锈钢双极板的耐腐蚀和导电性能,但工艺复杂且耐久性不足。本文回顾了上述各类型双极板材料的优缺点,探讨了通过高Cr 铁素体不锈钢的全新合金化策略,使得在改善其成型性的同时还能在无涂层状态下同步改善耐腐蚀和导电性能。最后,对PEMFC双极板材料未来的发展方向进行了展望。

烧结金刚石锯片发展对预合金粉应用的影响

摘要:预合金粉的应用是提高烧结金刚石锯片胎体性能的一个重要手段。文章总结了预合金粉在烧结金刚石锯片胎体中应用及发展的过程以及不同阶段的应用特点,并对烧结金刚石锯片的发展对预合金粉应用的影响进行了分析,探讨了预合金粉在未来的应用及发展趋势。

电子废弃物中贵金属回收技术研究进展

摘要:为总结电子废弃物中贵金属回收技术的研究现状,探索改进方向,以应对电子废弃物快速增长带来的资源与环境压力,本文对电子废弃物中贵金属回收技术的研究进展进行了系统综述,分析了当前面临的挑战,并展望了未来发展趋势。文献计量学研究结果表明,该领域的研究热点主要集中在工艺系统优化、循环系统改进、提取技术创新、绿色生物技术应用以及物理分离创新等方面,呈现绿色化、系统化、精细化发展趋势。火法冶金、生物冶金和湿法冶金三种主流回收技术分析结果表明:火法冶金受限于高能耗和环境污染等问题,但前沿的氢基熔炼系统工艺有助于其绿色转型;生物冶金具有低碳环保优势,通过菌种工程、纳米强化等手段,回收率和处理效率显著提升,但仍面临浸出时间长、浸出率低等挑战;湿法冶金因成本低、操作简便占据主流,但需应对剧毒物质管控难题,开发新型配位剂是其重要发展方向。此外,新兴的纳米材料、基因工程微生物等技术展现出广阔的应用前景,有望推动贵金属回收技术向精准、低碳、循环模式深度转型。电子废弃物中贵金属回收技术的发展正朝着绿色化、系统化、精细化方向前进,未来需强化多技术耦合与全生命周期分析,实现资源回收与环境保护协同发展,为可持续发展提供技术支撑。

煤系针状焦的制备技术、成焦机理与产业发展现状综述

摘要:煤系针状焦作为高功率与超高功率石墨电极及高端碳材料的重要原料,在我国“富煤、贫油、少气”的资源格局下具有显著的战略意义。本文系统综述了煤系针状焦的发展历程与国内外产业现状,重点总结了以煤焦油沥青为原料的主要制备工艺路线,包括延迟焦化、变温热聚及焦化– 煅烧一体化等技术,并对不同工艺的特点及工业化成熟度进行了比较分析。在此基础上,围绕中间相炭微球的成核、生长与融并过程,评述了传统理论、微域构筑理论及球形单位构筑理论等典型成焦机理模型,阐明了工艺参数对针状结构形成与各向异性发展的关键作用。同时,归纳了煤系针状焦的主要性能指标及其在石墨电极和锂离子电池负极材料中的应用现状。最后,针对当前煤系针状焦在原料净化、过程稳定性及产品一致性等方面面临的技术瓶颈,展望了未来在原料分子结构调控、工艺优化及高质量规模化制备方面的发展方向。

石墨烯增强聚硅氮烷基宽温域润滑涂层

摘要:文中针对宽温域下器件表面涂层润滑防护需求,通过分子结构改性策略构建了新型复合涂层体系. 采用端羟基聚丁二烯(HTPB)作为大分子增韧剂对聚硅氮烷(Polysilazane, PSZ)进行增韧改性,并进一步引入石墨烯(Graphene,GP)构建协同增强体系,成功制备出P@H(PSZ/HTPB)和P@H@GP(PSZ/HTPB/GP)这2种改性涂层. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征证实,HTPB与PSZ基体间通过化学键合实现了有效复合,力学性能测试表明,改性涂层展现出优异的综合性能,结果表明,2种改性涂层在摩擦学性能和磨损形貌方面均显著优于未改性的PSZ涂层. 通过室温(25°С)条件下的性能筛选,最终确定具有最优组分比例的P@H@GP涂层进行宽温域(25~400°С)和变载荷条件下的系统性评价. 测试数据显示,该改性涂层在从室温(25°С)到400 °С的宽温域范围内均保持稳定的低摩擦因数. 值得注意的是,P@H@GP涂层在中高温区(200~400°С)展现出更优异的减摩特性,这种新型复合涂层的成功改性有望为中高温度端发动机零部件的减摩抗磨提供解决方案.

基于视点照度分布的光场显示多视点图像生成方法

摘要:基于柱透镜阵列的光场三维显示系统具有观看角度大、结构简单等优点。然而,传统多视点图像生成方法在降低串扰、拓展显示深度范围方面缺乏自由度。为此,提出一种基于视点照度分布的多视点图像生成方法。该方法利用各视点在观察平面上的照度分布对显示效果进行仿真,以获取人眼接收到的实际光场。此外,通过降低实际光场与目标光场之间的差异,进而生成多视点图像,以改善三维显示效果。该方法充分考虑了系统中背光的发光特性,因此可适用于不同类型的背光结构。仿真结果表明,所提出的显示效果仿真方法与商业渲染软件得到的结果高度一致;同时,相较于传统方法,所提方法显著改善了大深度区域的三维显示效果。