太空往返式飞行器热防护材料研究概况

文摘:太空往返式飞行器在不同条件下所采用的热防护材料不同。综述常用的热防护涂层材料、热防护/结构一体化材料、隔热瓦、柔性热防护材料、蜂窝增强烧蚀材料五种热防护材料,总结其近期研究进展情况并对未来发展趋势提出建议。热防护涂层材料需要进一步提高树脂的耐高温能力;热防护/结构一体化材料在结构设计制造和失效机理等方面还存在挑战;隔热瓦需要提高高温力学性能,改良施工工艺;柔性热防护材料由于可折叠、可粘贴,未来具有多种应用前景;蜂窝增强烧蚀材料质量轻,是宇宙飞船大面积热防护的常用材料。随着航空航天装备的不断发展,热防护材料也迎来重大发展时期。

锂金属电池中的氟代功能电解液

摘要:锂金属电池由于其较高的能量密度而受到广泛的关注,但安全性和循环稳定性等问题成为限制其发展的重要原因。电解液是锂金属电池不可缺少的组成部分,发展高效的电解液体系是解决锂金属电池问题的有效手段和策略。由于氟原子的吸电子诱导效应可降低电解液分子的最低未占据分子轨道,促进锂金属负极表面富含氟化锂的固态电解质界面层(SEI)的形成,从而增强电解液与锂金属负极的兼容性并抑制锂枝晶的生长;同时,氟原子的取代可改变电解液分子的静电势分布,从而改变分子的溶剂化结合位点,起到调控溶剂化结构的作用;此外,氟代功能化还可显著改善电解液的阻燃性和高低温性能。本文详细综述了用于锂金属电池的氟代溶剂,从氟代溶剂种类、氟代度以及氟代位置几个方面分类总结了氟代碳酸酯、氟代醚、氟代羧酸酯、氟代硅烷、氟代腈等功能分子,重点阐述氟代功能分子对电解液溶剂化结构调控、SEI组成和形成机制以及电池性能表现的影响。最后,总结和展望了氟代溶剂在锂金属电池体系中的发展前景。

新型防火涂料在城轨车辆上的应用

摘要:某新型防火涂料具有优良的防火性能、高阻尼性能、便捷的施工性能。文章分析了该涂料的特点,介绍其各项性能指标,并通过制备样件等,进一步检测该涂料的各项性能。经验证,该涂料耐火、隔热、隔声等性能均符合相关行业标准和企业标准,具有环保安全低VOC、干燥快速的优点。目前,该新型防火涂料已成功应用在某市域动车组车辆底架及车内,环保、防火、轻量化等优势明显,解决了单一涂装体系同时实现车辆结构防火和降噪功能的难题,为城轨车辆防火和减振降噪提供了全新的方案。

燃气涡轮发动机用热障涂层和环境障涂层研究进展

摘要:热障涂层(TBC)和环境障涂层(EBC)是燃气涡轮发动机的关键技术。La2Zr2O7、YTaO4 等低热导率陶瓷材料展现出相变温度高、热膨胀匹配性好、抗CMAS(CaO−MgO−Al2O3−SiO2)腐蚀性能良好等特性,纳米晶γ'相涂层具有涂层−基体化学/力学相容性优异及体系应力低等优点,是下一代TBC 的重要发展方向。基于β−Yb2Si2O7 的高熵稀土硅酸盐,具有良好的热膨胀匹配性和抗CMAS 腐蚀性能、优异的抗水蒸汽腐蚀性能,以及显著低于YSZ 的热导率,是热环境障涂层(TEBC)的重要材料体系。双相陶瓷复合技术,可显著提高断裂韧性,并改善抗CMAS 腐蚀性能和隔热性能,是未来研究应重点关注的方向。

氧化锆增韧氧化铝陶瓷研究进展

摘要:氧化锆增韧氧化铝(zirconia toughened alumina,ZTA)陶瓷与单相Al2O3和ZrO2陶瓷相比具有优异的力学性能,在电子、生物医疗、半导体等高端工业领域显示出更广阔的应用前景。本文结合ZTA 陶瓷的增韧机制,梳理并总结了近期国内外关于ZTA 陶瓷的粉体制备、烧结方法和第三相引入等三方面的研究进展,重点分析了利用多种烧结技术和制备工艺在ZTA 陶瓷中引入第三相的作用,最后指出粉体的纳米化、先进烧结技术的精细控制以及探索第三相对微观组织的调控是未来研究的重点方向。

先进核能系统用氧化物弥散强化钢成分设计及制备工艺研究进展

摘要:核能是一种清洁能源,发展具有更高安全性和经济性的第四代核能系统是当下各国的研究热点。传统锆合金已经无法适应第四代核能系统苛刻的服役环境,开发具有优异综合性能的材料成为核能工程应用领域亟待解决的问题。氧化物弥散强化钢(oxide dispersion strengthened,ODS)因具有良好的综合性能被认为是第四代核能系统反应堆包壳的重要候选材料,是核材料领域的研究热点。氧化物弥散强化钢优异的性能源于其合理的成分设计及独特的显微组织,高数密度的弥散氧化物粒子极大地改善了合金的高温力学性能及抗辐照性能。尽管世界各国围绕氧化物弥散强化钢成分设计-性能-制备工艺开展了大量的研究工作,但是在批量生产方面仍然存在挑战,制约了氧化物弥散强化钢的工程应用。本文就国内外氧化物弥散强化钢的显微组织、成分设计及制备技术等研究工作进行总结和分析,对氧化物弥散强化钢在核能领域的应用前景和当下存在的问题进行总结和展望,为核级氧化物弥散强化钢的发展提供参考。

基因编码神经调质荧光探针的研究进展与展望

摘要:随着神经科学研究的深入, 基因编码神经调质荧光探针因其高灵敏度和选择性、高时空分辨率、高细胞特异性及低侵入性, 成为实时监测神经调质动态变化的重要工具. 本文总结了近年来基因编码神经调质荧光探针的设计原理、优化策略及取得的显著进展, 并展望了未来探针的发展方向, 为神经调质荧光探针技术的发展提供新的思路.

船用喷涂绝缘材料的性能研究与应用

摘要:针对传统船舶绝缘材料敷设存在的工序复杂、施工效率低、材料损耗多和保温性能差等问题,提出一种新型船用喷涂绝缘材料。简述该绝缘材料的组成和施工原理,重点从防火、保温、隔声、附着力、固化周期和安全性等方面进行分析。研究表明,相比传统绝缘材料,喷涂绝缘材料具有优异的耐火、保温和隔声性能,以及更高的性价比和施工效率,能有效节约船厂劳动力,实现减负增效。

人工智能驱动集成电路下一代互连材料设计:进展与挑战

摘要: 随着芯片在通信、汽车电子与高性能计算等领域的深入应用,低功耗、高性能的芯片需求持续上升。在摩尔定律推动下,器件微型化带来量子隧穿效应和布线电阻增加等挑战,尤其在5nm及以下工艺节点,芯片互连成为性能瓶颈。Cu 互连面临尺寸效应导致的电阻激增,推动对新型低电阻材料的探索。综述了集成电路互连在先进节点下的核心挑战,分析Co、Ru等替代金属及二元合金、拓扑半金属、二维材料的发展前景,并探讨人工智能在互连材料设计中的应用,为工业界开发新一代互连材料提供参考路径。