航空发动机中介圆柱滚子轴承抗倾斜能力分析及优化设计

摘要:针对某航空发动机中介圆柱滚子轴承由于内、外圈倾斜而导致滚子与内圈滚道出现剥落的问题,提出采用内、外圈许用倾斜角评价圆柱滚子轴承的抗倾斜能力,基于该方法分析得到轴承许用倾斜角随着滚子凸度和内圈滚道有效宽度增大而增大,故提出将滚子凸度增大到原结构的3.2倍,内圈滚道有效宽度比原结构增加6%的改进措施,改进后的轴承许用倾斜角提升到优化前的4~9倍,仿真和试验结果表明优化后的轴承能够避免滚子与内圈滚道一端出现应力集中。

钙钛矿电池如何引领光伏技术迭代

摘要:相比晶硅,钙钛矿转化效率天花板更高,量产成本更低。钙钛矿单节/叠层电池理论转化效率达到33%和45%,相比晶硅电池具备更高的天花板;成本方面,我们预计钙钛矿单节组件远期成本在0.5~0.6元/W,明显低于晶硅组件,可以显著降低光伏发电度电成本,是未来光伏技术的重点发展方向。目前钙钛矿电池产业化应用还在早期阶段,但是晶硅和非晶硅企业纷纷入局,各路资本也相继进入,产业化进程受到市场广泛关注。钙钛矿目前还处于早期阶段,需要解决稳定性及工艺问题实现规模化量产。目前钙钛矿产业化还处于前期,企业产线还在小试/中试阶段,寿命(稳定性)和转化效率是钙钛矿产业化的主要阻力,需要各膜层材料以及工艺的相互配合提高产品稳定性。其中,阻水阻气材料、提高稳定性的添加剂、钝化膜层以及相关设备是产业化推进的重要核心,上述环节的突破会解决行业矛盾,加速产业化推进,分布式光伏以及2C端产品的包容性会率先成为钙钛矿电池的应用场景。

全固态电池即将迎来量产元年-2024年中国全固态电池产业研究

摘要:全固态电池作为一种新型电池技术,它具有更高的能量密度和安全性,技术路线主要分为氧化物、硫化物、聚合物三中类型。预计到2030年,中国全固态电池地产规模将超过1000亿元。全球范围内,全固态电池技术也受到了欧美、日韩地区的重视,各地区根据自身特点发展出不同的模式。全固态电池技术正处于发展初期,面临材料、界面接触和生产制造等挑战。硫化物全固态电池需要克服空气稳定性差、界面易反应和高制造成本等问题,恩力动力为代表的制造商正通过材料研发和工艺改进来解决问题。氧化物技术路线的挑战在于材料的易脆性、接触不良和特殊工艺要求,太蓝新能源等制造商正在通过技术攻关来克服难题。而聚合物路线则需要解决电解质的低导电率、化学和热稳定性差以及低机械强度的挑战,欣旺达等制造商正在通过材料创新和工艺改进来应对挑战。全固态电池因高安全性好强环境适应性有望在科研和新型科技领域率先应用。随着规模化生产的实现,预计成本将降低,性能将提升,应用将逐渐扩展至传统电子化电动载人工具场景。预计全固态电池技术成熟后,成本将显著下降,全固态电池有望应用在对成本敏感且对安全性要求高的工业和储能场景。

NiTi 形状记忆合金的功能特性及其应用发展

摘要:NiTi 形状记忆合金(shape memory alloys, SMAs)作为一种智能材料,具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性,被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状,且其远大于常见金属可恢复的弹性应变。形状记忆效应则是温度激励下奥氏体和马氏体两相的相互转变,根据宏观变形分为单程、双程和全程形状记忆效应。而NiTi SMAs 的生物相容性体现在低弹性模量和低生物毒性等方面,可应用于正畸、矫正、心血管支架等医疗器件。为充分发挥NiTi SMAs 的功能,研究者们不断开发NiTi SMAs 相关的智能结构。本文简要综述了近年来研究和发展 NiTi SMAs 的不同功能特性及其对应的智能结构典型应用,详细介绍和讨论了NiTi SMAs 的功能特性、关注问题和应用领域。同时,也对 NiTi SMAs 阻尼性能和储氢特性进行了阐述。最后,展望了NiTi SMAs 在各领域应用上尚需重点关注的问题:利用增材制造技术调控微观结构实现超弹性的稳定性提升;通过建立本构模型为形状记忆效应的稳定应用提供理论指导,并进一步优化结构实现形状记忆效应的宏观放大;提高NiTi SMAs 在生物环境里的耐腐蚀性和医疗应用推广。因此,推动NiTi SMAs 在不同应用领域的个性化和功能定制化,尚需大量的跨学科研究。

轴承钢中夹杂物调控的冶金技术现状及智能化展望

摘要:随着我国高铁、航空航天、风电等重大装备的应用与建设,对轴承钢提出了高品质、长寿命和高可靠性的要求。通过介绍国内外高性能轴承钢中夹杂物调控现状,分析国内特殊钢企业在夹杂物调控领域的水平与差距,提出高性能轴承钢中夹杂物智能化调控的技术展望。通过非铝脱氧钢中夹杂物调控、低氧稀土钢中夹杂物调控、镁对钢中夹杂物调控和热处理对钢中夹杂物调控生产出高性能轴承钢,为国内相关特殊钢企业提供研发思路和参考。

耐热铝合金导线的研究进展

摘要:耐热铝合金导线是一种性能良好的特种导线,在现有输电走廊增容改造、大容量线路建设等领域具有技术优势与广阔应用前景。综述了耐热铝合金导体材料的技术水平及发展趋势,介绍应用了高性能加强芯的新型耐热铝合金导线的种类及性能特点,并提出了未来耐热铝合金导线的研究方向。

建筑装饰材料智能修复涂层制备方法探析

摘要:随着社会经济的发展,建筑装饰材料的使用不可或缺,其长久性和稳定性受自然环境腐蚀的考验。施加涂层是有效的防腐手段,解决自修复涂层稳定性和长久性的问题也是防腐科学研究和实际应用的前沿。综述了几种常见的自修复涂层的制备及防腐机制:外援型自修复涂层,在涂料中添加含成膜物质/缓蚀剂的微胶囊,当涂层受到机械冲击后胶囊随之破裂并释放成膜物质/缓蚀剂,形成保护膜或抑制电化学反应保护金属基底;本征型自修复涂层,其涂层基质对环境因素敏感,在环境刺激下通过恢复涂层基质聚合物网络中内在化学键和/或物理构象而修复涂层,其主要包括动态键型和形状记忆型自修复涂层;多重自修复涂层,通过将含有成膜剂/缓蚀剂的微胶囊掺进可恢复涂层基质聚合物中,使其兼顾外援型和本征型自修复涂层的性能。总的来说,自修复涂层的防腐机制主要是通过在涂层中添加缓蚀剂/成膜物质或使涂层恢复活性来抑制涂层下的金属电化学腐蚀,目前建筑装饰用的自修复防腐涂层已逐步应用到建筑防腐工程中,但仍需要在多个方面进行更加深入的研究,多重自修复涂层是未来自修复涂层研究和应用发展的方向,其长效稳定性及制备工艺是主要的科学问题。

空间辐射屏蔽材料研究进展

摘要:银河宇宙射线、太阳宇宙射线、辐射带等辐射环境会对元器件、航天员等产生各种空间辐射效应,威胁航天器的正常工作以及航天员的生命健康。材料屏蔽是目前最有效的辐射防护措施之一,对保障航天任务的顺利进行有着重要的作用。本文针对元器件、航天员以及飞行器平台防护3 类典型对象,梳理不同场景下空间辐射屏蔽材料研究进展,并对金属复合材料、聚合物材料等空间辐射屏蔽材料的发展方向进行探讨。

我国深海装备技术发展研究

摘要:深海装备是深海安全保障、深海资源开发、深海科学研究的“脊梁骨”,成为全球海洋装备竞争焦点。着眼我国深海装备与技术未来发展布局,梳理主要海洋国家深海装备相关发展战略规划,分析当前深海装备研究热点,围绕深海探测作业通用装备、深海资源开发装备、深海安全保障装备、深海科学研究装备等4 个领域总结世界深海装备发展现状以及我国存在的问题,研究分析包括推动深海探测作业通用装备谱系化研发、加快深海资源开发装备研制、加强深海安全保障装备研发、夯实深海科学研究装备研发应用等4 个方面11 项重点任务方向,并提出顶层设计、资金投入、协同发展、人才培养、技术合作等方面的对策建议,以期为我国深海装备发展布局提供参考。