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我国硅能源材料产业高质量发展研究

我国硅能源材料产业高质量发展研究

摘要：硅能源是以硅材料为基础支撑、半导体技术为核心驱动的新型能源形态，硅能源材料是促进绿色低碳转型、高端制造业跃升的战略性基础材料，相关产业成为重塑全球能源与材料格局的重要力量。本文在全面梳理我国硅能源材料产业发展现状的基础上，从资源端、冶炼端、材料端、循环端出发精准识别了我国硅能源材料产业技术发展态势，进而剖析了我国硅能源材料产业发展的新形势与面临的新问题。研究认为，我国硅能源材料产业拥有可观的发展潜力，表现在资源禀赋雄厚、产业基础支撑牢固，产业布局优化、协同集聚效应显现，应用场景拓展、需求增长潜力良好；可针对性采取强化原料保障、构建多极支撑格局，协同“产学研用”、精准攻关行业关键技术，发挥绿色低碳引领、构建绿电循环体系，加快智能转型步伐、筑牢制造核心优势等产业提升路径。相关内容可为构建具有全球引领性的硅能源材料产业体系提供理论支撑，促进能源体系重构、制造体系升级和核心竞争力跃升。
新能源 2026年09月28日
为金属“量身定制”内部结构——异构金属材料的制备研究进展

为金属“量身定制”内部结构——异构金属材料的制备研究进展

摘要：金属材料的性能往往与其内部结构密切相关。通过有意识地设计并制备具有异构（即非均匀）微观组织的金属材料，可以显著提升其强度、韧性、疲劳寿命等关键性能，从而满足航空航天、新能源、高端装备等领域对材料性能的严苛要求。本文系统梳理了当前异构金属材料的主流制备方法，主要包括两大类：一是通过机械变形（如表面研磨、超声滚压、异步轧制等）在材料内部引入梯度结构或细化晶粒；二是借助物理化学手段（如粉末冶金、电沉积、增材制造等）实现成分与组织的跨尺度调控。文中详细阐述了各类工艺的原理、优势与局限性，并结合典型研究案例说明其实际应用效果。最后，对异构金属材料制备中存在的挑战与未来发展方向进行了展望，以期为相关领域的研究与工程实践提供参考。
新材料 2026年09月28日
油系针状焦生产技术、性能特征与应用研究进展

油系针状焦生产技术、性能特征与应用研究进展

摘要：针状焦作为战略性新兴材料，是生产锂离子电池负极材料和高功率石墨电极的主要原料，广泛应用于新能源汽车和冶金等领域。油系针状焦主要由催化裂化油浆、乙烯焦油等副产品深加工而来，作为高端石油焦的典型代表，对于充分利用石油资源、实现提质增效具有重要意义。本文聚焦油系针状焦的主要原料特性及生产工艺，重点分析了原料组成和工艺参数对针状焦结构与性能的影响规律，并总结了其在锂离子电池负极、高功率石墨电极和其它新兴领域的应用进展。最后，结合产业现状讨论了油系针状焦未来发展方向。
有机 2026年09月28日
用于难熔金属提纯的等离子体发生器设计优化

用于难熔金属提纯的等离子体发生器设计优化

摘要：高纯难熔金属是支撑先进电子信息产业发展的关键原材料,然而电子束熔炼、等离子弧熔炼等主流提纯方法普遍存在气体杂质脱除效果有限、电极易受污染等技术局限。感应耦合等离子体熔炼(ICPM)技术可有效克服上述缺陷,是一种高效洁净的提纯技术。等离子体发生器作为ICPM 装备的核心部件,其结构设计的合理性直接决定ICPM 提纯过程的稳定性与连续性。因此,本文首先借助Fluent软件开展数值模拟,对发生器的关键结构参数进行优化。结果表明,当中心进气孔数量为8个、进气孔入射角为8°、冷却气进气槽直径为6mm 时,发生器内部可形成稳定对称的涡流区与均匀冷却的最优流场。进一步采用COMSOL软件构建磁-热-流多场耦合模型,探究线圈功率、中心气流量、冷却气流量等工艺参数对等离子体温度场与流场的影响规律。研究发现,提高线圈功率与中心气流量,可显著增强等离子体射流强度并提升其温度;而冷却气流量存在临界阈值,超过该阈值后继续增大流量,反而会导致等离子体射流强度与温度下降。试验验证结果显示,本文所设计的等离子体发生器可实现稳定运行,且等离子炬的实测形态与模拟结果吻合度较高。本研究可为ICPM 装备等离子体发生器的工程化设计提供科学依据与技术支撑。
稀有 2026年09月28日
低碳齿轮钢带状组织研究进展

低碳齿轮钢带状组织研究进展

摘要：本文对低碳齿轮钢带状组织出现的原因进行了归纳，总结了带状组织产生的根本原因是金属流线的遗传以及碳与碳化物的均质化扩散。控制凝固相变的金属流线、夹杂物诱导形核，以及金属延展变形可以控制金属流线遗传从而控制带状组织，采用高温扩散、奥氏体冷却相变以及后续热处理等手段控制碳及碳化物均质化是控制带状组织的有效方法，其中冷却速度是带状组织控制的关键因素。
钢铁 2026年09月28日
高原服役环境混凝土耐久性研究与性能提升综述

高原服役环境混凝土耐久性研究与性能提升综述

摘要：随着社会与经济的发展，人类社会经济活动范围逐渐扩大，高原复杂环境下的基础设施建设技术取得长足进步。青藏高原铁路的建成势必会加速高原地区的经济发展并推动更多基础设施的建设。越来越多的混凝土工程需要在高原环境中服役，这对混凝土的耐久性提出了更高的要求。混凝土的耐久性关乎工程结构服役阶段的安全与稳定，同时也决定了建筑结构的使用寿命。本文分析了混凝土在高原环境下的劣化过程与机理，总结了相应的改善措施，并分类讨论了辅助性胶凝材料、化学外加剂和施工养护防护制度等因素对混凝土材料的水化硬化过程、微观结构和孔结构发展以及宏观性能的影响，为未来的研究和工程建设提供参考。
建筑 2026年09月28日
基于石墨烯/MoS2/III-V族半导体管状异质结构的双模式线偏振光探测器

基于石墨烯/MoS2/III-V族半导体管状异质结构的双模式线偏振光探测器

摘要：通过立体组装技术研制具备全向探测能力的线偏振光探测器在空间目标探测及识别领域具有重要意义，但此类器件目前仅能工作在单一模式下。为此，设计并制备一种基于石墨烯/MoS2/III-V 族半导体管状异质结构双模式线偏振光探测器。通过在III-V 族半导体卷曲管状异质结构中引入两层不同的二维材料，结合共面三电极结构，成功在管状器件中实现双模式线偏振光探测。该器件的光谱响应范围覆盖300~950 nm（ 紫外到近红外），尤其在638 nm红光照射下，综合性能表现优异：在光伏模式（零偏压）下，二向色比为1.51，响应度达125 mA/W，开关比达300，归一化探测率为2.74×1011 Jones（1 Jones=1 cm·Hz1/2/W），上升时间和下降时间分别为360 和610 μs ，并具备自驱动线偏振成像能力；在光电导模式（1 V 偏压）下，二向色比为1.22，响应度达288 A/W，归一化探测率为1.5×109 Jones，同时可模拟光电神经突触功能。研究突破管状线偏振探测器单模式工作的局限，凸显管状异质结构在多功能光电器件中的应用潜力，有望为偏振成像、军事伪装识别、光通信与光计算等关键领域提供新的器件平台。
光电 2026年09月28日
碳捕集与碳转化关键材料发展研究

碳捕集与碳转化关键材料发展研究

摘要：二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术作为我国实现碳中和目标技术组合的重要组成部分，不仅是我国化石能源近零排放的必由之路，也是钢铁、水泥等难减排行业深度脱碳的现实选择。发展高效低成本CCUS技术是实现碳中和目标的关键路径，关键材料的性能直接决定了碳捕集与碳转化技术的效率、经济性和适用性，开发具有高效分离与催化转化功能的新型材料是当前技术迭代与产业化的核心任务。本文围绕碳捕集与碳转化技术机理、关键材料的结构特征、应用场景与技术发展路径四个维度展开研究，针对吸收剂、吸附剂、分离膜等碳捕集材料体系，以及热催化、电催化、光催化等碳转化材料体系，系统梳理了国内外工业应用示范项目的研究进展与面临的技术瓶颈，指出材料性能提升与成本控制并重是产业化推广的关键挑战。同时分析了关键材料结构设计单一、工艺集成复杂、产业链协同不足、政策支持力度欠缺等共性问题。基于此，提出分领域实现材料体系创新突破、开展颠覆性技术的规模化示范、加强产业链上下游协同联动、完善政策支撑体系等发展建议，以推动碳捕集与碳转化关键材料的规模化应用，加速低碳流程再造与负碳体系构建，为实现碳中和目标奠定坚实基础。
新能源 2026年09月28日
深度学习预测异质结构金属材料力学性能

深度学习预测异质结构金属材料力学性能

摘要：针对异质结构金属材料（heterostructured metallic materials, HMMs）设计中强度-韧性倒置关系难题，文章提出一种融合深度学习与多目标进化算法的智能设计框架，即基于微观结构参数与力学响应的复杂映射关系，构建了结合双向长短期记忆网络（bidirectional long short-term memory, Bi-LSTM）、注意力机制与物理约束的混合神经网络模型。通过有限元模拟数据集训练验证，该模型对极限抗拉强度（ultimate tensile strength, UTS）和韧性的预测决定系数R2 分别为0.896 6 和0.967 2。进一步集成非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm II, NSGA-II），建立了以微观结构参数为变量的多目标优化框架。研究结果表明，该模型可切实捕捉微观结构与性能的映射关系，为异质结构金属材料的智能预测找到了新途径。
新材料 2026年09月28日
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