基于超构表面的多维光场调控机理及技术研究进展

摘要:相较于传统体光学元件,超构表面兼具小型化、轻量化及制备工艺与半导体CMOS(complementary metal oxidesemiconductor)技术兼容等显著优势,为构建紧凑型多维光场调控系统提供了理想的集成化平台,近年来引发了国内外广泛研究热潮。首先系统阐述基于超构表面的单维光场调控机制,重点探讨了多维度联合调控原理与方法;通过列举基于超构表面的多维调控光学器件的创新应用,展示了其在提升信息容量、安全性与系统集成度方面的潜力;最后对基于超构表面的多维光场调控技术进行了总结与展望。

聚合物固态电解质的制备及改性研究进展

摘要:目前商业化锂离子电池常用的有机液态电解质存在易燃、易泄露等安全隐患,而基于聚合物固态电解质的固态锂离子电池因具有高安全性和高能量密度而备受关注。本文阐述了聚合物固态电解质的基本结构和离子传导机制,重点介绍了聚合物链段迁移、表面扩散和离子跳跃三种模式。在制备方法方面,详细分析了非原位固化和原位聚合固化两种制备方法的原理、具体过程和优缺点,其中非原位固化方法工艺成熟,但存在界面接触性较差、厚度较大等问题,而原位固化法则能实现优异的界面接触,并能兼容现在的电池制备工艺。针对聚合物电解质室温离子电导率低、电化学稳定性较差等问题,本文总结了常见的几种改性策略,如采用聚合物分子结构设计、塑化剂添加、聚合物分子共混、纳米颗粒填充和多层结构设计等方法,以降低聚合物结晶度、构建快速离子通道、锚定阴离子并优化电解质与电极的界面。最后,指明聚合物固态电解质在规模化制备与固态电池应用方面的现状和发展趋势,为未来研究提供参考。

生物体内硒化氢气体递送及检测研究进展

摘要:硒化氢(H2Se)作为继NO、CO、H2S 后第四种被证实具有重要信号转导功能的内源性气体递质, 在生物体内具有多种重要的生理功能, 包括抗氧化、细胞信号传导和基因表达调控等. 然而, 由于其高毒性和不稳定性, 硒化氢的检测、供体合成及其在生物医学中的应用研究仍面临诸多挑战. 针对此问题, 已有文章报道多种基于水解反应或亲核反应的硒化氢供体, 同时利用硒化氢特异性反应设计合成多种不同识别位点的荧光探针, 通过细胞成像证明硒化氢供体能够显著增强细胞的抗氧化能力, 抑制炎症反应, 并在多种细胞模型中展现出良好的生物活性. 本综述主要针对硒化氢供体合成、释放机制、硒化氢的检测以及其在生物医学中的潜在应用等领域进行了归纳总结, 并对该领域的发展前景进行了展望.

GH4099高温合金激光粉末床熔融制备技术研究进展

摘要:GH4099 作为一种典型γ'相强化型镍基高温合金,因其优异的高温性能、热稳定性、耐腐蚀性以及良好的抗疲劳性能和断裂韧性,被广泛应用于航空、航天、核电等极端服役环境的热端部件。激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)技术通过计算机辅助设计及激光快速成型,有效地解决了传统制造工艺在复杂构件成型过程中存在的加工周期冗长、工序协同性不足、材料利用率低下及成本高昂等技术瓶颈。本文从技术原理、凝固缺陷、微观组织和高温力学性能4 个方面详细介绍了LPBF技术成型GH4099 高温合金的研究进展,重点探讨了粉末特性、工艺参数、后处理技术(包括热处理和热等静压技术)等因素对LPBF成型GH4099 高温合金缺陷调控及高温力学性能的影响规律,最后针对其在未来生产制造中的应用前景与发展趋势进行了总结与展望。

热成形钢的研究进展:强韧化,抗氧化与抗氢脆

摘要: 随着汽车工业对材料轻量化与安全性要求的不断提高,热成形钢因其优异的力学性能和良好的成形性已广泛应用于汽车关键结构件中。然而,当前热成形钢仍面临3 大关键挑战,一是强度和韧性的协同优化问题,二是成形后表面的氧化问题,三是氢致脆性开裂问题,这制约了热成形钢进一步的推广应用。为应对上述挑战,近年来众多研究围绕合金成分设计与工艺优化两大技术路径展开深入探索。在强韧化方面,热成形淬火-配分钢和中锰钢等新体系通过调控残留奥氏体含量与分布,其强塑积提升至20 GPa·%以上,并显著改善了材料的韧性。在抗氧化方面,除经典的表面镀层技术外,新型的铬-硅合金化无镀层热成形钢也被开发出来;同时,快速加热和预氧化处理等新工艺也被证明可有效减轻成形过程中的表面氧化问题。在抗氢脆方面,许多研究致力于阐明氢与镀层、晶界、析出物和残留奥氏体等的相互作用机制,通过微合金化添加铌、钛等元素,细化组织并在钢中形成氢陷阱,降低可扩散氢含量。本文系统性综述了近期在热成形钢强韧化、抗氧化和抗氢脆3 方面的研究进展,并重点从合金成分设计和工艺优化2 大技术路径展开讨论。随着人工智能技术在材料成分设计与工艺参数优化中的应用逐步深入,以及厚规格热成形钢在结构件领域需求的增长,未来热成形钢将朝着多性能协同、智能化研发的方向持续发展。

多孔聚合物涂层制备技术的研究进展

摘要:多孔聚合物涂层因其独特的轻量化特性与高功能性优势,在众多领域呈现出广阔的应用前景。本文综述了近5 年多孔聚合物涂层制备技术的研究进展,重点评述了相分离法、化学气相沉积法、致孔剂法、自组装法等主要的原位制备技术,详细阐述了各类方法的成孔机理和典型工艺,并归纳了现有技术普遍面临的挑战,如对有机溶剂依赖性大、设备要求高、成本高等。综合对比显示,复合法因其分步优化的模块化特性,有望突破现有技术的瓶颈,推动多孔聚合物涂层制备方法向绿色化、便捷化、低成本化方向发展。

激光选区烧结在铸造领域的应用现状与发展趋势

摘要:增材制造(3D打印)技术作为一种先进的数字化成形技术,正在深刻变革传统铸造行业。本文系统综述了增材制造技术,特别是激光选区烧结技术(Selective laser sintering,SLS)在铸造领域的应用现状。首先分析了传统铸造面临的挑战及与增材制造技术结合的必然性;然后重点阐述了SLS技术在熔模铸造、砂型铸造等方面的具体应用案例与显著成效,包括缩短制造周期、提升铸件精度与性能、实现复杂结构整体成形;最后,展望了该领域未来的发展趋势,重点探讨了多材料(含金属芯骨)砂型增材制造以及增减材复合制造具有随形冷却流道的压铸模具等前沿方向。研究表明,增材制造与铸造的深度融合是实现高性能复杂铸件高效、精密、低成本制造的关键路径,未来发展潜力巨大。

大跨度体外预应力钢梁施工技术研究

摘要:某会议中心观众厅的屋顶结构梁采用了双索实腹式预应力钢梁。借助有限元软件,对高空一次性张拉、地面一次性张拉以及分阶段张拉三种张拉施工方法进行了比较,同时针对张拉过程中可能存在的不同步张拉情况开展了敏感性分析。此外,还对预应力钢梁在施工阶段的全过程以及后期施工荷载作用下的应力和变形进行了分析,并与施工监测结果进行对比。结果表明:预应力张拉偏差在5% 以内,对钢梁的应力、变形及稳定性影响均能够有效控制;有限元分析结果与监测数据吻合较好;在整个施工过程以及后期施工荷载的作用下,结构的各项技术指标均在规范要求范围内。

论海洋工程结构制管焊接工艺

摘要: 海洋工程开发对保障能源安全和促进经济发展具有重要意义。在复杂而严苛的海洋服役环境中, 钢管作为海洋钢结构的主要承载构件, 其焊接质量直接关系到工程结构的安全性与服役可靠性。文中聚焦海洋工程结构制管焊接工艺, 分析了海洋工程用管的特点与焊接要求, 并对主要的焊接工艺进行了介绍。多种焊接工艺在保障项目施工中起到了重要作用。此外针对现有工艺在实际应用中面临的主要问题进行分析, 并对未来制管焊接技术的发展方向进行了展望。文中强调在海洋工程制管焊接中实现结构安全性与工程经济性的协同优化, 可为相关工程设计与施工提供技术参考。