液氨合成、储运及应用全产业链技术发展现状及趋势

摘要: 【目的】氨作为零碳能源体系的核心载体与重要化工原料,其全产业链技术发展对推动能源结构转型、实现“双碳”目标具有重要意义。当前氨产业规模化发展面临合成技术转型瓶颈、储运安全风险突出、应用场景技术适配性不足等问题,通过梳理氨全产业链技术发展现状,剖析核心问题并提出突破方向,为氨经济可持续发展提供理论支撑与技术参考。【方法】采用文献梳理与技术分析相结合的方法,系统梳理了氨合成技术的演进路径,分析了液氨储存、运输环节的核心工艺、安全风险及防护技术,探讨了氨的多元应用场景与技术瓶颈,同时剖析了氨产业链规模化发展面临的安全、经济等核心问题。【结果】明确了蓝氨、绿氨、电化学直接还原氨等合成技术的优劣与适用场景,蓝氨碳捕集率达85%~95%,绿氨可实现全生命周期零碳排放,电化学合成氨的法拉第效率已达30%~40%;总结了液氨高压、低温储存、管道运输的技术特征与安全防控要点,储运环节需重点防控的风险及金属氨络合物、地下盐穴等新型储氨方式;梳理了氨在能源、工业等领域应用的技术原理与产业化潜力,氨价在3 000 元/t 以下具备冶金替代经济性,2025 年全球绿氨规划产能超4 200×104 t,其中中国占2 038×104 t,现阶段绿氨成本约4 500 元/t,为灰氨的2 倍以上。【结论】液氨储运技术已趋成熟,蓝氨为低碳过渡方案,绿氨是当前最具商业化潜力的零碳合成路径,预计2030 年绿氨可与灰氨平价。推动氨产业链规模化发展,需从技术研发、安全环保、产业政策3 个维度发力,突破核心技术瓶颈,强化全流程安全防控,并完善基建与标准体系。(图 5,表 3,参 45)

大孔水凝胶的制备方法与应用设计策略

摘要:大孔水凝胶凭借其开放连通的微观结构、优异的负载与传质能力以及可编程的仿生微环境,在药物递送、三维细胞培养及组织工程等领域展现出巨大应用潜力。本文系统梳理了大孔水凝胶的主要制备方法,包括固体模板法、气体发泡法、冷冻凝胶法、相分离法以及3D 打印法,重点总结了各类方法在孔径、孔隙率及孔间连通性方面的调控机理与实现途径。同时,结合典型研究案例,深入讨论了大孔水凝胶在模量调控、生物分子修饰以及大孔微环境设计等方面的应用设计策略,展示了其在构建仿生系统和推动生物医学前沿发展中的独特优势,为大孔水凝胶的结构设计及功能化应用提供参考。

弥散强化钼合金及第二相调控研究进展

摘要:第二相强化钼合金(ODS、CDS以及复合强化型)因其高强韧性、高耐热性和高的再结晶温度等特征,是一种很有前途的新型高性能耐热材料,在高温领域有广泛的应用前景,如高功率空间反应堆包壳及堆芯结构材料等。本文综述了加入不同氧化物和碳化物等第二相颗粒对钼合金微观组织和力学性能影响的研究结果。重点讨论了稀土氧化物La2O3和Y2O3、陶瓷氧化物Al2O3和ZrO2、难熔TiC和ZrC碳化物等单一或复合掺杂方式对Mo合金性能的影响。分析了第二相强化相的种类、大小、晶内/晶间分布情况以及与基体相界面关系对弥散强化钼合金性能的影响,讨论了不同掺杂技术获得高性能钼合金的特点。以期为通过添加第二相颗粒设计高性能钼合金的研究工作提供帮助,扩展钼合金的应用范围。

我国钢铁轧制技术进步及展望

摘要:近年来,我国轧制技术正处于从跟跑、并跑到领跑的快速发展阶段。在工艺与装备方面,我国在多模式无头铸轧制技术、宽厚板5600mm轧机技术、2680mm宽幅不锈钢热连轧技术、六机架六辊连轧机组生产高牌号硅钢技术、板带钢高精热处理工艺与装备技术、宽幅不锈钢超薄料关键生产工艺技术、热轧无缝钢管在线组织性能调控技术等一批工艺与装备技术创新与应用实践跨入国际领先水平。在钢铁产品方面,我国先进钢铁企业在汽车用钢、能源用钢、工程机械用钢、船舶及海洋工程用钢、低成本200MPa级超高强塑性钢和部分特殊钢的实物质量基本跨入国际领先行列。在超高强钢“强度-塑性-韧性”调控机理方面创新性提出了“位错工程+TRIP效应”协同机制、“马氏体拓扑学结构设计+亚稳相调控”协同增塑新机制。同时,在轧制过程数字化、智能化赋能轧钢工艺高质稳定化生产方面也达到国际先进水平。综合来看,我国在轧制工艺、装备、产品以及数字化、智能化赋能等方面进展巨大,成效显著,但与国际先进水平相比,在轧制核心工艺与装备核心、大型轧机控制系统以及高端高质化产品技术创新等方面仍存在一定差距,部分核心设备、控制系统仍需进口。结合我国钢铁行业发展趋势,提出在轧制核心工艺及装备成套技术,高端高质化产品技术创新,与前/后工序、产业链结合的连续化高效化关键技术,数字化智能化赋能等需要关注的技术创新与发展方向。

飞秒激光直写光纤光栅的制备技术与传感应用综述

摘要:综述了基于fs 激光的光纤布拉格光栅(FBG)制备机理、主要加工方法、面临的挑战及其在传感领域的最新研究进展。重点讨论了新型FBG 的实现及其在光纤激光器、生物医疗与机器人等蓬勃发展领域的应用。最后,展望了fs 激光刻写FBG 在人工智能辅助制造、三维表征、卷对卷大规模自动化制备方面的发展前景。

化学气相沉积在钙钛矿太阳能电池中的研究进展与产业化挑战

摘要:钙钛矿太阳能电池正加速迈向商业化, 但其工业化制造路径仍存在不确定性。化学气相沉积(CVD)技术凭借其成熟的工业化基础、优异的组分控制能力及低成本等优点, 在钙钛矿薄膜制备方面展现出巨大的产业化潜力。基于此, 首先介绍该领域内CVD 工艺路线及其相关设备的发展现状; 在此基础上, 分析以气-固反应为主导的钙钛矿薄膜生长机理研究, 论述前驱体扩散与气-固反应的协同作用。随后, 从反应参数优化、衬底筛选及前驱体设计3 方面系统总结薄膜质量优化策略,并讨论后处理在缺陷钝化中的作用。同时, 结合钙钛矿-硅叠层电池的应用进展, 从产业化应用视角讨论CVD 技术在促进钙钛矿薄膜产业化中的潜力。最后, 分析了该技术从实验室过渡到工业化生产面临的关键挑战, 并对其产业化前景进行了展望。

模块化钢结构关键构件与结构整体性能研究进展

摘要:模块化钢结构建筑作为一种新型建筑结构形式,是由工厂预制独立模块单元并在施工现场组装而成的。其标准化的生产流程和灵活的装配方式,在施工效率和可持续性方面优势显著,契合国家推动建筑行业工业化发展的政策方向,现已在现代建筑领域实现快速发展。国内外学者围绕该结构体系开展了广泛研究,但我国模块化钢结构建筑的研究整体仍处于初步发展阶段,尚存在若干关键问题亟待解决,如关键构件间拼合协同的传力机制尚不明晰,结构整体性能及抗连续倒塌能力的研究仍存在明显不足等。文中系统梳理了近年来关于模块化钢结构建筑体系的研究进展,按照“从构件层面递进至体系层面”的逻辑展开论述,以柱类构件(单柱、拼合柱)、叠合梁以及结构整体性能为研究重点,首先聚焦方钢管柱、复杂角形截面柱等单个核心构件,分析其独立受力性能;在此基础上,进一步研究拼合柱、叠合梁等拼合类构件,探究构件间协同工作机制与力学响应规律;最终延伸至结构整体性能层面展开分析。最后,在总结现有研究成果的基础上,提出未来值得深入探索的研究方向,以期为该领域的持续发展提供参考。

从“十五五”规划纲要看油气管网发展趋势

摘要: 【目的】“十五五”时期是中国初步建成新型能源体系、全面推进能源强国建设的关键阶段,油气管网作为国家战略性基础设施面临功能定位的根本性转变。基于此,从“十五五”规划纲要的顶层设计出发,系统梳理油气管网的发展方向,以期为科技研发与管理决策提供参考。【方法】基于“十五五”规划纲要及国家部委解读、行业发展规划与企业工程实践,结合油气管网与新能源的融合、数字化转型与智能化升级等技术发展,以及油气市场体系改革、进口税收优惠政策、标准体系建设等制度保障,系统分析并深入总结了油气管网在新型能源体系中的战略定位、布局优化及融合路径。【结果】“十五五”时期油气管网将呈现三大核心特征:①在战略定位上,从单一油气输送通道向多能源融合的综合性能源输送网络转型,成为现代油气产业体系的核心载体、新型能源体系的重要组成及能源安全保障的战略支撑。②在空间布局上,天然气干线“全国一张网”持续完善,原油、成品油管道以局部优化为主;储气调峰设施与天然气管网协同布局,并与电网、氢能管网等基础设施统筹规划,推动构建新型能源质能网,形成布局更优、覆盖更广、协同更强的能源动脉格局。③在发展路径上,天然气管道掺氢输送、成品油管道顺序输送甲醇、原油管道及储库多元化利用等技术路径加速突破;降低氢能输送投资需求紧迫,成为增强能源供应链弹性与韧性的重要依托;数字化转型与智能化升级作为核心驱动力,“人工智能+”将深度融入管网调度优化、故障预警、安全巡检等核心业务;与之相适应的市场机制、价格体系与标准规范同步完善,为管网高质量运营提供保障。【结论】“十五五”时期,中国油气管网将朝着多能融合、协同优化、智能管控、综合服务的方向演进,如期建成现代油气产业体系,需统筹规划、系统推进油气管网与上下游资源市场的协同发展,强化技术创新与制度保障双轮驱动,为能源安全与绿色转型提供必要支撑。

高真空垂直浮区熔炼制备5N级超纯铁

摘要:回顾了区熔法制备铁的发展史。基于此,设计并制造了适用于铁提纯的超高真空垂直浮区感应区熔设备,通过优化真空区熔工艺参数成功制备了纯度高达5N2( 99. 999 2%)的超纯铁。阐述了真空区熔法提纯铁的原理和方法,并系统总结了去除Fe 中不同杂质元素的机制。试验和模拟结果表明: (1) P、S、Ti、As、Zr、Nb 和Hf 等元素主要通过分凝效应去除; (2)H、Li、Be、B、C、N、O、F、Na、Mg、Cl、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Ga、Se、Br、Sn、Sb 和Pb 等元素主要通过蒸发去除; (3) Al、Si 和Ge 等元素可通过熔渣推移效应去除; (4) V、Cr、Co、Ni、Mo 和W 等元素难以通过真空区熔去除。在真空度达10-4 Pa 的条件下,以4 mm/min 的熔区移动速度区熔7 次,且熔区长度至少为70 mm,可成功制备5N2级超纯铁。