电解海水制氢工艺及系统研究现状及未来趋势

摘要:氢能作为清洁高效的二次能源,是未来能源转型的战略支点,可替代化石燃料实现工业、交通等领域的深度脱碳。近年来,海水制氢技术因其可使用海水为原料,有望解决深远海风电消纳难题等优势,成为绿氢生产领域备受关注的新路线。然而,目前电解海水制氢的研究多局限于催化剂等材料层面,对系统与工艺层面的协同优化关注不足。为此,本文系统综述了电解海水制氢的工艺及系统的研究现状及未来趋势,将电解海水制氢系统拆分为电解槽、电源供应系统、气液分离系统及气体纯化系统4个部分,并对每个部分的研究现状进行介绍与总结。本文还对电解海水制氢在非催化剂层面的技术、方法创新进行了总结。最后,本文围绕电解海水制氢系统的未来方向与应用前景进行了展望。

智能缝制机器人的设计

摘要:本文旨在设计一种智能缝制机器人, 以解决现有设备在自动化程度、缝制精度和生产效率方面的不足。该缝制机器人的研究融合了多学科技术, 包括机械设计、机器人控制、电气设计、软件开发与机器视觉等。通过模块化结构设计、高精度视觉检测、动态协同缝制机制, 实现了对不同面料和工艺的高效适应性。牛仔裤后袋缝制实验结果表明:单件缝制耗时12s 左右, 效率较传统设备提升108.3%; 轮廓匹配误差小于0.15mm,质量合格率显著提高。

耐高温陶瓷基复合材料增材制造技术研究进展

摘要:耐高温陶瓷基复合材料(HT-CMCs)因其卓越的耐高温、高强度、低密度及良好化学稳定性,在航空航天、能源等极端工况领域应用前景广阔。传统制造工艺在制备复杂形状与高性能HT-CMCs 时存在局限,而增材制造(AM)技术以逐层堆积成形的独特优势,为复杂结构HT-CMCs 制造开辟了新路径。该技术凭借直接制造冷却通道等复杂内部构型的能力,显著提升了材料的功能特性及结构效率,并基于服役需求能够实现性能导向的精准调控与定制化生产,同时大幅减少材料损耗,有效降低了制造成本。本文聚焦于HT-CMCs 增材制造技术,介绍了其技术原理及应用现状,重点阐述了HT-CMCs 材料增材制造体系设计、成形技术、工艺优化等方面的国内外最新研究进展。此外,本文展望增材制造HT-CMCs 未来趋势:材料与工艺协同上,突破多材料打印界面瓶颈,开发复合工艺以实现多功能一体化与梯度结构;智能化体系构建上,建“数字控制-实时监测-参数优化”系统,借AI 调控参数降低试错成本;模块化与循环制造上,开发可切换标准化模块,创新陶瓷废料回收以提高材料利用率,旨在推动其前沿工程化应用。

增材制造析出强化型高熵合金非均匀组织、析出行为及力学性能研究进展

摘要:析出强化型高熵合金实现了强度-塑性的良好结合,具有广阔的工程应用前景。增材制造的快速凝固特性在合金中引入了独特的非均匀微观组织特征,而在析出强化型高熵合金中,这些特征组织会显著改变合金的析出行为并最终影响合金的力学性能。综述了增材制造析出强化型高熵合金的4 种典型组织特征:异形晶粒形貌、凝固偏析、原位生成第二相和位错网络;重点关注了这些组织对后续热处理过程中析出行为(形核生长及粗化)的影响机制;进一步阐述了该类合金的拉伸性能、强化机理和变形行为,总结了目前的研究进展并展望了未来的研究方向。

数据驱动的金属疲劳寿命模型研究进展

摘要:金属疲劳寿命模型是开展工程结构完整性和可靠性评估的基础. 传统的知识驱动模型关注疲劳机理和数理逻辑, 一般具有明确的物理意义, 并且可高度概括疲劳失效过程. 然而, 随着对结构安全性要求的日益提高以及新兴工程材料的不断涌现, 传统模型在预测能力、应用场景、工程适用性等方面都逐渐显现出局限性. 近年来, 由人工智能赋能的数据驱动模型在金属疲劳寿命研究领域受到了广泛关注, 相关研究成果正逐步应用于解决包括单轴疲劳、多轴疲劳、变幅疲劳在内的各类经典疲劳问题. 数据驱动模型能够在最小化人因误差的情况下, 从多变量作用中解析出对疲劳寿命的最优显\隐式表达, 可揭示传统方法难以发现的失效规律, 已然成为领域内新的研究热点. 本文综述了当前数据驱动模型在金属疲劳寿命预测方面的研究进展, 首先总结了纯数据驱动模型的一般应用流程及其应用现状, 其次归纳了各类知识-数据混合驱动模型的实现方式及应用优势, 最后对未来潜在研究方向及挑战进行了探讨与展望.

增强现实应用中的波导微型投影光机研究进展

摘要:综述面向增强现实(AR)应用的波导微型投影光机的关键技术与发展现状,系统介绍微型硅基有机发光二极管显示器、液晶硅基反射显示、微型发光二极管、数字光处理技术以及激光束扫描技术等的原理。重点比较分析不同类型光机在亮度、分辨率、色彩表现、响应速度及系统小型化等方面的性能优势与局限性。此外,总结当前微型波导光机在显示器件、光学系统设计和光源集成方面面临的主要技术挑战及潜在解决方案,为相关研究和工程实践提供参考。

机器学习驱动的航空增材制造技术典型应用与发展趋势

摘要:增材制造技术为航空航天领域复杂金属构件的一体化成形与轻量化设计带来了革命性机遇,该技术极为契合复杂轻量化结构、一体化成形功能部件以及快速迭代研发的迫切需求。以机器学习为代表的数据驱动技术,为解决航空增材制造的质量控制、工艺优化与创新设计难题提供了强大赋能。本研究系统综述了机器学习在激光增材制造过程在线监测与工艺参数优化中的技术路径,深入探讨了机器学习在冶金缺陷预测和力学性能评估方面的前沿研究,阐述了机器学习在多元合金开发与航空领域几何结构优化设计中的突破性应用。

先进表征技术在全固态锂硫电池正极中的应用与挑战

摘要:全固态锂硫电池(ASSLSBs)因其超高的理论能量密度(2600 Wh/kg)和安全性,被视为最具前途的下一代储能体系之一。目前其瓶颈问题主要集中于硫基正极在固态体系中的缓慢氧化还原动力学与机械降解。因此,发展先进表征技术以揭示基于固态电池的硫正极行为,对于优化设计,提升电池性能至关重要。本文综述了先进表征技术在全固态锂硫电池正极开发方面的最新研究进展。结合典型实例,详细介绍X射线、电子、光学和其他新兴技术对硫基正极缓慢动力学、降解机理等方面的揭示作用,为高性能正极开发提供指导意见。最后,展望了表征技术在全固态锂硫正极领域的未来的发展方向以及总结目前所面临的挑战,为今后的研究提供了借鉴和启示。

激光熔覆合金涂层抗空蚀和抗冲蚀性能研究进展

摘要:水力机械是水电站和泵站的核心装备,主要包括水轮机和水泵,而在水轮机上发生的空蚀和冲蚀是使过流部件失效的主要形式。自20世纪60年代以来,一直是困扰水力机械发展的关键难题。众多学者不断研究发现,在基体材料表面制备一层致密的涂层,可有效防止空蚀和冲蚀给水力机械带来的危害。激光熔覆技术作为一种新型表面改性方法,为涂层在工业上的应用拓展了新的领域。通过对现有研究归纳,本文将综合分析空蚀和冲蚀的作用机理、影响因素及预测方法,包括粉末成分和工况因素等对激光熔覆合金涂层抗空蚀和抗冲蚀性能的影响。在此基础上根据目前材料在空蚀、冲蚀性能上存在的弊端,总结了截至目前所存在的问题,展望了未来激光熔覆合金涂层材料的发展方向和趋势,为开发性能优异的激光熔覆涂层材料提供参考。