钢的高性能化理论与技术进展
摘要：高强度化始终是钢的发展主题，同时还需要解决高强度化后导致的韧塑性降低、疲劳破坏和延迟断裂敏感性增加等问题。在获得高的力学性能之后，实际应用时还需要材料具有良好的工艺适应性与服役性能，达到合适的材料生产-零件制造-服役评价的技术匹配。本文以耐候钢、合金结构钢、紧固件用钢、高氮奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢为案例，回顾并展望了与耐腐蚀、高强度、高品质等相关的材料发展动向。
精品资源
碳纤维增强铜钨电触头材料:现状分析及展望
摘要：电触头是断路器等开关设备的核心部件，现役高压开关触头以Cu-W 合金材料为主。断路器在开断故障电流或在无功补偿投切时会产生强烈的电弧，导致触头熔焊甚至过早失效，电触头材料的性能直接影响电力系统运行的稳定性与安全性，对其进行改性增强十分必要。合金元素、化合物颗粒等传统增强方式存在增强相与基体相容性差、界面结合强度弱等缺陷；碳纳米管增强使触头材料在极端环境下的性能优异，但制备难度大。而采用高强度、高硬度以及良好自润滑性的碳纤维来增强铜钨电触头材料具有明显的优势。在上述背景下，从Cu-W 电触头材料的增强需求与常用方法出发，分析了碳纤维增强Cu-W 电触头材料的机理与优势，介绍了碳纤维增强Cu-W 电触头材料的制备方法，总结了制备碳纤维增强Cu-W 电触头材料的难点并展望了解决措施。
锶铁钼基双钙钛矿材料在固体氧化物电池中的应用
摘要：钙钛矿材料作为一种结构可调、易于合成的氧化物体系，根据其晶体结构特征可分为单钙钛矿、双钙钛矿和Ruddlesden-Popper 结构钙钛矿等结构类型，在电化学能量转换与存储器件中发挥着重要作用。其中，典型双钙钛矿结构材料Sr2Fe2-xMoxO6-δ(SFM)因特殊的晶体结构和可调控的化学组成，展现出优异的热稳定性、离子/电子混合导电性和催化活性，近年来在固体氧化物电池(Solid oxide cell，SOC)电极材料领域受到广泛关注。本文系统综述了SFM 基双钙钛矿材料在SOC 领域的应用及研究进展。首先综述了SFM 双钙钛矿的晶体结构及理化性质，随后重点分析了其在SOC 电极（燃料电极和空气电极）中的应用研究进展，深入探讨了SFM基电极在不同工况下的电化学反应机制及性能优化策略。最后，针对当前SFM 基电极材料在SOC 应用中面临的挑战，提出了未来的研究方向，旨在为高性能SOC 电极材料的设计与开发提供理论依据和技术参考。
天然氢气资源分布特征、勘探开发技术现状与挑战
摘要：传统化石能源的使用影响可持续发展，而天然氢气因热值高、零排放、价格低，被视为理想的清洁能源，目前已在多地发现天然氢气。但天然氢气藏专属勘探开发技术尚未成熟，系统性钻探实践较为有限，制约了中国天然氢气资源商业化开发利用。为此，分析了天然氢气藏的成因与分布、国内外勘探开发技术发展现状与挑战，展望了中国天然氢气藏勘探开发前景。研究结果表明：①天然氢气主要源于地核地幔脱气、蛇纹石化、水的辐解等地质作用，经断层裂缝向上扩散并聚集、形成天然氢气藏，是消耗- 补充的动态过程；②天然氢气藏勘探需结合遥感、地球化学、地球物理、测井等技术，在传统油气勘探方法基础上改进，研发更高灵敏度的传感器等以提高探测精度和效率；③天然氢气藏安全钻探需开发新型抗氢脆钻杆、井口装置、套管等全套钻具，以及专用钻井液添加剂和体系，并结合随钻录井技术实时分析地层特性和氢气显示，建立实时井控与钻井优化方法。结论认为：中国具备天然氢气成藏地质环境，通过对天然氢气成藏机理、分布特征的深入认识和勘探开发技术的创新，有望较快实现天然氢气资源商业化开发利用。
低密度高强可焊铝合金的开发设计思路及展望
摘要: 随着航空航天和交通运输等领域对材料轻量化与高性能的迫切需求, 低密度高强可焊铝合金逐渐成为研究热点。传统高强铝合金虽然在强度和耐蚀性方面表现优异, 但普遍存在密度较高、焊接性能差的问题。因此, 探索兼具低密度、高强度和优良焊接性的铝合金体系, 成为当前铝合金研究与应用的关键课题。针对这一需求, 基于合金成分调控、组织及相结构优化以及与先进的焊接工艺相结合的方法路径, 提出了低密度高强可焊铝合金的开发设计思路与发展展望。在合金成分方面, 通过大幅度提高低密度Mg 元素含量来降低整体合金密度。在组织及相结构方面, 通过加入Zn 元素形成T-Mg32(Al,Zn)49 相来抑制低密度高强可焊铝合金中有害β-Al3 Mg2 相出现, 同时形成的T-Mg32(Al, Zn)49 相弥散细小, 不仅可以细化组织, 还可以进一步提高基体强度。在焊接工艺方面, 通过采用搅拌摩擦焊这类先进的加工技术, 可以解决低密度高强可焊铝合金的焊接问题。除此之外, 对低密度高强可焊铝合金中应力腐蚀开裂敏感性问题进行了分析并提出了合理的解决方案, 以实现低密度高强可焊铝合金的密度、强度、焊接性和耐蚀性的全面平衡, 进而推动其在高端装备制造领域的工程化应用。
氢气在锆表面和体相吸附扩散过程的第一性原理研究
摘要：为解决氢在锆表面和体相吸附扩散机制尚不明晰的问题，文章基于第一性原理，对锆吸氢过程四个步骤（氢分子解离、氢原子吸附、氢原子表面扩散和渗透和氢原子在锆体相中的扩散）进行研究。利用攀爬轻推弹性带方法，计算得到氢沿特定扩散路径的能垒和不同路径对应的扩散系数。计算结果表明氢分子的解离过程存在约0.07 eV 的能垒，解离后的氢原子倾向于吸附在锆表面的密排六方位点。氢原子从锆表面密排六方位点向面心立方位点扩散的能垒为0.31 eV，从表面面心立方位点向次表面的八面体位点扩散的能垒为0.85 eV，在体相中的四面体位点向八面体位点扩散的能垒为0.43 eV。对比发现，氢原子从锆表面向体相渗透的步骤是限制锆吸附氢的限速步骤。文章为锆基材料吸氢过程提供原子尺度的见解，为高性能吸气剂材料研发和核反应堆包层材料氢化控制提供理论参考。
化学法制备稀土永磁材料的研究进展与挑战
摘要：稀土永磁材料（如Sm-Co，Nd-Fe-B，Sm-Fe-N等）是高性能磁性材料的核心组成部分， 广泛应用于新能源、电子信息及国防领域。相较于物理法，化学法在制备稀土永磁材料中具有原子级混合、形貌可调控及低温合成等独特优势，逐渐成为研究热点。本文系统综述了溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、热分解法以及新兴合成法等化学制备技术的研究进展，分析了其微观结构调控机制与磁性能优化策略，并探讨了当前面临的挑战与未来的发展方向。
海上风电腐蚀与涂层防护技术研究现状与展望
摘要：随着全球可再生能源需求的持续增长，海上风电作为清洁能源领域的重要组成部分，其开发与建设的步伐显著加快。然而，海上风电服役环境恶劣，长期遭受高盐雾、高湿度、长日照以及微生物等多种因素的侵蚀，极大增加了风电结构的腐蚀风险进而严重缩短其使用寿命。因此，腐蚀与防护问题已成为确保海上风电长期稳定运行的关键。从影响海上风电腐蚀的因素入手，详细阐述了风电表面常用的各类涂层保护技术，并对未来研发耐蚀性能更全面的新型绿色涂层材料提出展望。
增材制造技术在轨道交通行业中的应用与展望
摘要：随着轨道交通行业的快速发展，零部件损坏、钢轨磨损等问题日益突出，传统的零部件供应方法因成本或加工周期等原因，并不总能达到预期效果。增材制造技术相比于传统制造技术具有设计更加自由、成形效率更高等突出优势，为实现轨道交通领域的快速制造和修复提供了广泛的可能性。首先对增材制造相较于传统制造的技术优势进行总结，随后重点阐述了增材制造技术在轨道交通领域中的应用现状以及面临的主要挑战，最后展望了增材制造技术在轨道交通行业中的未来发展趋势。
