激光粉末床熔融制备热作模具H13钢的研究进展

摘要: 近年来,激光粉末床熔融( laser powder bed fusion,LPBF) 作为一种先进的增材制造技术,已吸引了广泛的关注和研究。利用其高自由度的成形方式,可以设计制造出合适的冷却流道来对热作模具进行控温,从而提高模具的冷却效率及使用寿命。因此,LPBF 技术在热作模具的成形制造中得到了广泛应用。H13 钢具有高强度、高硬度、良好的耐回火性等优点,是热作模具最常用的工具钢之一。关于LPBF 技术在H13 钢中的应用一直是该领域的研究焦点,也已取得显著进展。基于此,首先阐述了LPBF 制备H13 钢的成形性能,分析了打印工艺参数对成形缺陷的影响,介绍了控制打印开裂的方法; 其次,对沉积态与热处理态的LPBF 成形H13 钢的微观组织和力学性能进行介绍,详细论述了打印成形及后续热处理过程中的组织演化,在此基础上分析了微观组织对强度、硬度、塑性等方面的影响; 同时也对LPBF 成形H13 钢在热作模具中的服役性能进行了总结,沉积态的LPBF 成形H13 钢具有良好的抗回火软化及抗热疲劳性能。最后,对具有随形冷却流道的LPBF 成形H13钢热作模具在实际中的应用情况进行了总结分析,指出随形冷却流道在提高冷却效率、延长模具使用寿命等方面的显著优势。

钠离子电池的机遇与挑战

摘要:随着新能源汽车的快速发展和大规模储能的应用,锂离子电池面临资源短缺及价格波动等市场风险。相比之下,钠离子电池因其资源丰富等优势而迎来了全新的发展机遇,有望在大规模电化学储能和低速电动汽车领域与锂离子电池形成互补。然而,尽管钠离子电池研究热度呈爆发式增长,商业化步伐在国内外已经起步,具备了一定的市场和技术条件,但与成熟的锂离子电池体系相比,依旧存在诸多挑战。本文主要从商业化角度出发,简要概述了钠离子电池的发展历史与产业现状。基于现有的储钠电极材料体系,重点分析了当前钠离子电池关键的正/负极材料、成本及应用前景。最后,对未来的发展机遇与挑战进行了展望,旨在为钠离子电池产业的进一步发展提供参考。

化学动力学疗法的反应机制及其抗肿瘤应用

摘要:化学动力学疗法(CDT)是指利用金属离子介导的芬顿/类芬顿反应催化过氧化氢生成高细胞毒性的羟基自由基杀伤肿瘤细胞的方法,具有肿瘤特异性、副作用小,以及治疗过程仅由肿瘤内部物质如过氧化氢、谷胱甘肽引发,无需外部刺激等优点。然而肿瘤微环境中高浓度的谷胱甘肽、内源性过氧化氢不足及乏氧等阻碍了CDT的治疗效果。为了提高CDT的疗效,研究人员探索了多种金属离子介导的芬顿/类芬顿反应,进而实现CDT与其他疗法的联合治疗。本文综述了CDT的反应机制及其与多种疗法协同抗肿瘤应用的研究进展。首先讨论了不同金属离子介导的CDT的催化反应机制,深入分析了各种离子催化芬顿或类芬顿反应时的优势和不足。进而,分别详细描述了光热疗法、化疗、光动力疗法等多种疗法与CDT的联合治疗应用于抗肿瘤治疗中的最新研究进展。最后,提出了CDT未来发展的研究方向,以及进一步推动该疗法进行临床应用需要考虑的关键问题。

四川盆地深层—超深层油气钻井提高机械钻速关键技术进展与展望

摘要:四川盆地天然气资源总量居全国首位,其中超过70% 的天然气产量来自深层—超深层,但该盆地普遍具有高温、高压、高含硫及复杂地质构造(“三高一复杂”)特征,导致天然气钻井过程中面临钻具振动失效频发、高陡构造防斜与提速矛盾突出、难钻地层破岩效率低等世界级难题的挑战。为此,全面系统阐述了四川盆地深层—超深层油气钻井提速面临的关键技术挑战,以全井钻柱动力学理论为基础,综述了四川盆地深层—超深层天然气钻井提速关键技术进展,并针对特深层油气资源的安全高效勘探提出了应对策略。研究结果表明:①全井钻柱动力学评价与主被动减振技术融合,实现了振动与疲劳的协同控制,显著提升了钻具安全性;②通过钻具组合结构创新、垂直钻井调控与动力学仿真,缓解了高陡构造条件下防斜与提速的协同矛盾;③以定制化钻头和提速工具为核心,促进了岩石临界破碎能量的高效转化,提升了钻头破岩效率。结论认为,该技术体系不仅为四川盆地超深层油气资源的低成本高效钻探提供了理论依据与关键技术支撑,也为全球类似地质条件下的超深层油气钻井提供了可借鉴的技术路径,对推动中国深层—超深层油气资源规模效益开发、保障国家能源安全具有重要意义。

超塑成形压机热系统关键技术

摘要:超塑成形压机广泛用于航空航天制造领域, 伴随航空技术高速发展, 对超塑成形结构件和工艺也提出了更高的要求。传统超塑成形压机存在平台热位移无补偿、炉温匀性差、气液耦合手动控制精度低和换模效率低等问题。针对上述问题, 采用线性膨胀方法补偿平台热位移; 采用新型保温炉门结构与独立控制的分区加热方式, 提升炉温均匀性; 采用气液耦合自动控制方式, 提高超塑成形的效率和精度; 设计适用高温下自动换模装置, 实现高温模具的自动更换。研究结果表明: 所提出的分区独立加热控制策略, 使炉温均匀性≤±5 ℃, 有效提升了超塑成形过程的稳定性和成形质量; 所提出的气液耦合自动控制方式, 使液压力跟随误差≤±20 kN。

聚集诱导延迟荧光材料及其有机光电器件

摘要:热激活延迟荧光(TADF)材料凭借无需贵金属即可实现单重态与三重态激子高效利用的显著优势,已进入蓬勃发展的新阶段。然而,目前传统的TADF材料普遍存在聚集诱导猝灭(ACQ)现象,严重限制了其发展和应用。相比之下,聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料具有独特的聚集诱导荧光增强现象,从而在有机电致发光领域备受关注。在本综述中,我们对有机发光二极管(OLED)领域相关的AIDF分子进行了总结,重点综述了2021年以来的AIDF分子设计及其在非掺杂OLED领域的研究和应用进展,通过基于分子结构的分类依据,分别从二苯甲酮、三嗪、喹喔啉以及其他受体等方面进行分析和讨论,对所述化合物进行结构拆解和性质汇总,深入探讨其结构与性能之间的构效关系,并对该领域的发展做出展望。

热障涂层材料与技术发展综述

摘要:热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)被广泛应用在燃气轮机及航空发动机的热端部件上,为高温合金部件提供有效隔热防护。随着发动机工作温度的不断提高,现役氧化钇稳定氧化锆(YSZ)涂层在高温时效过程中出现烧结、相变及热生长氧化物(Themally Grown O xide,TGO)等问题。因此,探索具有更高热膨胀系数的新型热障涂层材料与制备技术一直是材料科学家的关注热点。本文详细介绍了可用于高温热机热防护材料的研究进展、热传输机理、制备工艺与失效机制,并介绍了新型的潜在热障涂层材料体系。

基于搅拌摩擦的钢铁材料固相增材再制造技术综述

摘要:在基础设施与装备制造领域,钢铁材料有着广泛的应用,随着部件服役年限的逐渐延长,不可避免地产生磨损、裂纹、腐蚀等损伤,进而引发材料性能衰退乃至结构失效等问题。增材再制造技术,由于其快速成形、材料利用率高、修复精度可控等特点,为修复与延寿提供了新方法。基于搅拌摩擦的增材制造以搅拌摩擦焊为原理,利用摩擦热和塑性变形实现材料的逐层堆积,具有热输入低、致密度高、残余应力低、力学性能优、效率高、绿色环保等优势,并且避免了熔融增材制造中的气孔、裂纹和元素烧损等缺陷,是一种新型固相增材制造技术。因此,在金属材料部件的修复与再制造中得到越来越多的关注。该文首先阐述了基于搅拌摩擦的固相增材制造技术原理、特点与工艺分类,并综述了用于钢铁材料增材制造的研究现状,最后探讨了针对修复与再制造的工业应用场景与技术发展方向。

钨青铜纳米材料的制备及其在电致变色领域的研究进展

摘要:电致变色是指在外加电场作用下,材料发生可逆光学性质变化的一种现象,基于该技术的电致变色器件在智能窗、节能显示等领域具有广阔的应用前景,可助力我国“双碳”战略目标的实现。钨青铜纳米材料因其原料丰富、开放的框架结构、丰富的离子传输路径和晶体结构,是一种极具潜力的电致变色材料。基于该材料制备的电致变色器件具有对比度高、光谱调制范围广、响应时间快和循环稳定性优异等特点,在智能窗和建筑节能领域展现了巨大的潜力。本论文综述了钨青铜纳米材料的结构特点和制备合成工艺,总结了近年来钨青铜纳米材料在电致变色领域的国内外研究进展,并对其未来发展方向和应用前景进行了展望。