盘点2023年全球碳纤维及复合材料领域新开发的10项新技术与新产品

在年末将至时,本文按照时间先后顺序汇总了2023年全球碳纤维及其复合材料领域取得10项新技术和新产品突破,在这10项新技术和新产品中,碳纤维领域包括德国SGL高性能大丝束碳纤维技术、日本东丽T1200型超高强度碳纤维技术、日本帝人基于生物基原料高性能碳纤维技术等等,复合材料领域则涉及东丽CFRP热焊接与快速成型技术、法国企业3D纳米复合材料;此外,还包括日本一家公司开发出CFRP可视化检测技术等。

我国科学家在锡基钙钛矿太阳能电池方面取得重要进展

我国科学家对锡基钙钛矿太阳能电池进行了设计,选用LUMO(最低未占分子轨道)能级较浅的富勒烯衍生物ICBA 取代常用的PCBM 作为电子传输层材料,提高了光照条件下的准费米能级位置,且ICBA 抑制了碘离子迁移带来的n 型掺杂,降低了传输层和锡基钙钛矿界面的载流子复合,最终实现了锡基钙钛矿太阳能电池0.94V 的开路电压和12.4% 的光电转化效率。

我国成功研发出密度低于水的液态金属

中国科学院理化技术研究所双聘研究员、清华大学教授刘静团队首次提出“轻质液态金属”的概念,研发出了密度低于水的液态金属复合材料,为打造液态金属机器人奠定了基础。该“轻质液态金属”是一种由空心玻璃微珠和镓铟共晶组成的非常规超轻材料GB-eGaln,其密度低于2.010g/cm³,甚至可达0.448g/cm³,比水更轻。经温度调节,该材料也可保持优异的适形性、导电性,可在完全柔软状态和坚硬状态之间自由切换。该材料可成型为薄片,也可构筑成三维立体结构,重复使用8 次后功能无明显损失,未来该材料可用于制造软体机器人及智能水下装置。(中科院网站)

碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为

摘要:采用腐蚀失重法、宏观形貌观察法、SEM、XRD、白光干涉及拉伸实验等分析手段对碳钢Q235和耐候钢Q450NQR1 在南沙大气环境下的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,Q235 和Q450NQR1 在南沙大气环境中的初期腐蚀比万宁及西沙等海洋大气环境中的腐蚀严重,2 种钢的朝天面都比朝地面腐蚀严重,朝地面的锈层更容易脱落。暴晒2 个月时,Q235 和Q450NQR1的腐蚀失厚相近。暴晒5 个月时,Q235 的腐蚀失厚明显高于Q450NQR1的腐蚀失厚。2 种钢在暴晒2 个月时,朝天面和朝地面的腐蚀产物都主要为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe3O4;而暴晒5 个月时,朝天面产物中出现了β-FeOOH,而朝地面β-FeOOH极少。朝天面的产物中Fe3O4相对含量少于朝地面,γ-FeOOH的相对含量多于朝地面。

海军装备腐蚀仿真技术现状、挑战和展望

摘要:海军装备腐蚀防护能够降低装备维护成本,减小腐蚀对装备安全和战备的影响。自然环境试验、实验室加速试验、模拟仿真试验是材料与装备腐蚀及其规律研究及预测的3 个最主要的手段,由于模拟仿真试验具有成本低、时间短、可应用于复杂系统等优势,越来越受到人们的青睐。国外已经发展了有限微分法、有限差分法、有限元法、边界元法等数值方法,建立了多种类型的腐蚀数据库。我国也开展了数十年自然环境腐蚀数据积累工作,已经在导弹、飞机、舰船等方面开展了腐蚀仿真研究,但是目前装备腐蚀仿真技术发展还缺乏全局规划和评价体系,仿真精度和可靠度有待提高。未来装备腐蚀仿真研究应该加强数据积累和相关规范、标准的建立,朝着全寿期、全尺寸、互操作性、可信性、重用性及大数据挖掘等趋势发展。

海洋工程用高强钢焊接技术研究现状及发展趋势

摘要:通过对国内外海洋工程领域用高强钢铁种类、性能的介绍,分析了国内海洋工程用高强钢焊接的现状及发展趋势,指出随着海洋工程向深海、极地发展,高强韧性、高抗疲劳性、高效性将是海洋平台用高强钢焊接研究的重点。

沿海环境中保温层下不锈钢管的开裂原因

摘要:沿海炼厂中保温层下的不锈钢管道表面出现裂纹,通过化学成分分析、断口形貌观察、硬度测试等,并结合其服役环境对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:管道裂纹起源于外表面,穿晶裂纹呈树枝状由外向内扩展;保温层下氯离子聚集引起了奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂,并提出了相应的预防措施。