纳米材料复合水凝胶及气凝胶在摩擦电纳米发电机中的研究进展

摘要:摩擦电纳米发电机(TENG)自2012 年由王中林团队提出以来,其因成本优势和广阔应用前景,在能源领域备受关注。TENG的电极系统作为能量转换核心,由摩擦层和导电传输层组成。近年研究聚焦纳米材料等新型电极材料以提升输出性能,但是目前研究较为分散,缺乏系统总结。本文基于TENG工作原理,系统总结了纳米材料、水凝胶及气凝胶等复合材料的性能优势及在TENG 中的应用,通过对比不同策略对导电性、比表面积等参数的提升效果,提出优化水凝胶及气凝胶型TENG性能的关键方向,并展望未来发展趋势,旨在为研究者提供参考。

高氮奥氏体不锈钢的研究进展及展望

摘要:高氮奥氏体不锈钢强韧性高,耐磨耐蚀性强,同时,具有非铁磁性及良好的生物相容性。在海洋工程、能源化工、国防航空、生物医疗等诸多领域获得了广泛的关注。然而,其在制备过程中仍面临增氮水平控制不精确、高氮钢液凝固过程氮气易析出形成气孔,以及热加工过程中粗大氮化物析出等一系列问题与技术挑战,在一定程度上限制了其大规模发展与应用。本文系统性地阐述了高氮奥氏体不锈钢的发展现状、制备工艺及强化机理。首先,综述了高氮奥氏体不锈钢的国内外发展历史和研究现状;其次,对高氮奥氏体不锈钢的生产制备工艺进行了总结,概括了熔铸法制备工艺,如大熔池法、加压感应熔炼、加压钢包吹洗、加压电渣重熔以及加压等离子弧熔炼,并对其优缺点进行对比分析;此外,针对高氮奥氏体不锈钢粉末冶金制备工艺进行概述,包括机械合金化法、氮气雾化法、等离子旋转电极雾化法以及固态粉末渗氮法,并围绕粉末热等静压、放电等离子烧结、注射成型、热压烧结、冷压成型以及增材制造等成型工艺进行了总结。最后,探讨了氮在奥氏体不锈钢固溶强化、细晶强化、应变硬化、沉淀强化等强化机制方面的作用机理,并针对当前高氮奥氏体不锈钢在发展过程中存在的主要问题进行了探讨及展望。

反应堆水化学对锆合金耐腐蚀性能影响研究现状

摘要:锆合金由于其良好的综合性能在压水反应堆燃料包壳领域得到广泛应用,在反应堆运行过程中,高温水腐蚀是导致锆合金包壳失效并决定燃料服役寿命的主要原因。一回路水环境作为锆合金包壳的服役环境,需要起到传递热能、抑制腐蚀产物沉积等作用,水化学的优化是提高反应堆经济性与安全性的重要措施之一。锆合金的耐腐蚀性能受到水化学环境显著影响,本文综述了几种水化学参数对锆合金耐腐蚀性能的影响研究进展,探讨了不同水化学参数对锆合金腐蚀的影响机理,为反应堆水化学改善以及锆合金腐蚀行为研究提供参考,并对未来反应堆水化学以及锆合金材料的研究方向作出展望。

我国电加工机床行业的发展与装备应用趋势

摘要:电加工机床是工业母机的重要组成部分,其技术及装备的发展与应用对我国制造业发展发挥积极的重要作用。基于2024 年度我国电加工机床行业重点企业的统计数据,分析了我国电加工机床行业的发展和装备应用情况, 重点介绍了2024 年电加工机床行业的总体经营情况和出口情况;通过近四年的分季度销售情况对比,分析了2024 年的市场变化与特点;通过各类电加工机床的销售量和销售额占比解析了市场需求,并展望了发展趋势。

基于β-异靛蓝骨架的圆偏振发光材料的发现、发展与展望

摘要:圆偏振发光(circularly polarized luminescence,CPL)材料因其独特的手性光学特性,在3D显示、生物成像、数据存储和自旋光电子器件等领域展现出广泛的应用潜力,近年来备受科研人员关注。然而,当前的研究主要集中在紫外/可见光区,具有近红外CPL特性的分子材料却非常稀少。相较于可见光波段,近红外光具有穿透能力强、背景散射小等优点,在生物成像、探测和加密通信等领域具有显著优势。作为靛蓝的异构体,β-异靛蓝具有丰富的结构修饰和配位模式,为开发近红外CPL分子材料提供了理想的骨架。本文系统阐述基于β-异靛蓝骨架的CPL分子材料的有趣发现过程,以及如何在此基础上简单高效地实现近红外CPL分子材料的制备。最后,展望基于β-异靛蓝骨架的近红外CPL分子材料的未来发展,预测该骨架将成为近红外CPL领域一类重要的明星骨架材料。

InP量子点发光材料:从合成到器件应用的研究进展

摘要:量子点(Quantum Dots, QDs) 作为一种新型纳米材料,具有优异的光学性质。随着研究的深入,量子点已在光电器件、生物成像、太阳能电池、显示技术等领域发挥重要作用。磷化铟(InP) 量子点因其低毒性、高光效,被视为镉基量子点的潜在替代品而受到广泛关注,其发光光谱覆盖整个可见光区域,光致发光量子产率(PLQY)、光电性能上与镉基量子点相当。然而,InP 量子点在前驱体材料、生长机制、核壳晶格匹配性等方面与镉基量子点相比存在显著差异,这些差异在一定程度上影响了其光学性能,从而制约了在显示器件中的应用。综述了InP 量子点材料及其量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes, QLED) 的发展现状。首先,系统地介绍了InP 量子点的基本特性,重点从色纯度提升和缺陷态消除等角度深入探讨了其光学性能的优化与改进。随后,详细分析了量子点结构设计(电荷传输层和界面工程) 对InP QLED 器件性能的影响,并综述了近年来InP QLED 的研究进展及其在相关领域的应用成果。最后,概述了InP 量子点体系的发展以及面临的主要挑战,并提出了对InP 量子点体系未来发展的期望,旨在为InP 量子点体系的进一步研究和应用提供启示与方向。

水泥及地聚物疏水复合材料的研究现状及分析

摘要:混凝土的长期耐久性问题是其面临的主要问题之一,造成耐久性破坏的主要原因是水在混凝土多孔结构中的迁移,使有害离子更容易进入基材内部。采用超疏水材料对水泥及地聚物进行改性复合处理,赋予其超疏水特性,避免水分在其孔隙中的传输,从而防止有害离子的迁移及侵蚀,增强混凝土的耐久性。本文总结了目前研究当中对于水泥及地聚物胶凝材料超疏水改性方法,包括整体改性和表面改性两种;归纳了整体改性方式中超疏水改性剂加入到水泥及地聚物混凝土中的改性机制及与无机物基体中的连接键合方式;概括了目前研究当中表面改性常用的改性方法,包括喷涂法、浸渍法、模板法等,并分析了表面改性机制。与表面改性所得到的超疏水复合涂层相比,整体改性的水泥及地聚物基复合材料在实际应用场景当中具有更大的优势。此外,分析了疏水改性后对复合材料润湿性、防水性、抗压性能及防腐性能的影响规律,发现其抗压强度降低了约20%~60%。最后,阐述了水泥及地聚物复合材料疏水改性研究中存在的一些问题并对未来的研究方向进行了展望,建议从体积型超疏水、提高抗压强度、成本控制及疏水外加剂在材料内部实现均匀化分散等方面进行研究。

空间流体润滑材料研究进展

摘要:空间有效载荷的核心传动机构通常没有备份,一旦失效将造成有效载荷功能的丧失。这种单点失效模式使得流体润滑材料成为保证空间活动机构可靠运转的重要材料,因此提升现有空间流体润滑材料的综合性能与开发新的空间高效流体润滑材料,是推进新一代空间载荷活动机构研制的重要途径。本文介绍了目前空间领域广泛应用的流体润滑材料的种类及结构特性,综述了各类型空间流体润滑材料性能的改进提升方法与应用现状等,对现有空间流体润滑材料面临的难点及未来发展方向和趋势进行了展望,以期为高性能空间活动机构的研发与润滑设计提供参考。

航空氢发动机轴承所面临的挑战及机遇

摘要:氢能作为一种理想的清洁能源,对助力航空工业脱碳有着重要潜力。探讨了航空氢发动机中轴承面临的典型问题,重点分析了氢脆、氢致开裂/剥落、氢鼓泡、应力腐蚀等氢损伤行为对轴承性能的影响,以及临氢/涉氢轴承的材料选择、设计参数、润滑方式和工况适应性等技术挑战。通过对不同轴承抗氢损伤设计的研究结论和技术手段进行对比分析,指出氢分布均匀化、应力均匀化及损伤均匀化是提高航空氢发动机轴承氢环境适应能力与运行稳定性的重要策略,并进一步展望了未来研究的方向以及航空氢能发展所带来的机遇。