高纯钽铌原料研究进展

摘要:钽铌金属广泛应用于集成电路、航空航天、汽车、超导等领域,是不可或缺的战略材料。首先,介绍了钽铌资源分布、湿法冶金和高纯材料制备的内容,分析了国内外现状。文章指出世界钽铌资源主要分布在巴西、加拿大、澳大利亚和非洲地区等国家,中国钽铌资源品位低难利用,高度依赖进口。钽铌的湿法冶金方法分为碱法、酸法和氯化法,碱法有碱熔法和碱性水热法,酸法有硫酸法和氢氟酸法。而高纯氧化物的制备须经历浸出、萃取、分离提纯、过滤洗涤和煅烧过程。其次,阐述了利用真空电子束熔炼制备高纯钽铌和金属中杂质元素去除的方法,该法可使钽纯度在 5 N(99.999%)以上,铌纯度在 4 N(99.99%)以上。最后,对高纯钽铌原料在集成电路、人工晶体生长等领域的应用及需求进行了介绍,对高纯钽铌制备技术及产品的国内外企业进行了分析对比,指出了未来高纯钽铌原料发展方向。

电解锰渣无害化与资源化处理技术研究进展

摘要:电解锰渣(EMR)因富含重金属(Mn、Cr、Pb)及氨氮(NH3-N)等污染物,已成为制约锰冶金行业绿色发展的重要难题。详细阐述电解锰生产工艺中电解锰渣的来源、理化性质及其对生态环境的危害,并系统综述电解锰渣无害化与资源化处理技术的最新进展。针对污染控制的需求,胶凝固化、高温固化及化学固化技术通过多机制协同实现电解锰渣中重金属与氨氮的稳定化与建材化利用,但长期环境风险与碳排放问题需要进一步的研究。浸出工艺方面,化学浸出、生物浸出及电场强化浸出等技术通过选择性提取有价组分实现无害化与资源化双重目标,但面临酸耗高、周期长及残渣毒性残留等瓶颈。未来研究需聚焦多源固废协同处置、浸出液短流程回用,推动电解锰行业向“资源-环境-经济”均衡发展的可持续模式转型。

掺杂型近红外屏蔽节能玻璃研究进展

摘要:全球能源危机与“双碳”目标推动节能材料向高效化、长寿命方向发展。在建筑与交通领域的能耗损失中,窗玻璃传热占比超50%,开发高性能节能玻璃成为关键。传统有膜节能玻璃(如Low-E镀膜玻璃、钨青铜(MxWO3)贴膜玻璃等)虽能实现近红外(NIR)屏蔽,但存在涂层易老化、附着力差、工艺复杂及成本高等局限,难以满足长期稳定应用需求。掺杂型节能玻璃通过将功能离子(如亚铁离子Fe2+)或功能单元(如MxWO3)均匀分散于玻璃基体,实现玻璃本体功能化,兼具高可见光透过、宽波段NIR强屏蔽、优异稳定性及低成本制备等优势。本文系统综述了掺杂型节能玻璃的研究进展,聚焦于Fe2+掺杂与MxWO3掺杂两类体系。最后展望了掺杂型节能玻璃的发展方向,提出需进一步优化组分设计以适配浮法生产工艺,并拓展其在汽车玻璃、建筑幕墙等多场景的应用,为高效节能玻璃的工业化应用提供参考。

机器学习在生物炭生产及吸附领域中的应用研究进展

摘要:随着“双碳”战略的深入推进,生物炭因其独特的碳封存能力和功能性应用,已成为环境科学与材料工程领域的研究热点。机器学习(ML) 技术的快速发展为生物炭高效吸附性能的开发提供了创新性研究方法。本文系统综述了ML 在生物炭制备工艺优化及吸附性能预测领域的最新研究进展: 首先阐释了ML 技术的基本算法原理及其在生物炭研究中的适用性特征; 其次对ML 在生物炭制备过程建模,特别对热解产物分布与生物炭特性预测中的主要影响因素进行了分析; 在吸附性能评估方面,深入探讨了ML 在预测重金属离子、新兴污染物及气态污染物去除效率中的建模方法与应用成效; 最后就ML 驱动生物炭成本效益进行了一定的分析。通过对现有文献的分析,本文总结了ML 在生物炭研究中的技术优势,指出了在数据质量、模型可解释性及跨尺度预测等方面存在的技术瓶颈,并提出融合多组学数据与物理引导ML 的前瞻性研究方向。本文可为环境功能材料设计与污染控制技术的智能化发展提供理论参考。

3D打印聚合物转化SiOC(Fe)陶瓷及其结构性能

摘要:将聚合物前驱体转化SiOC(Fe) 陶瓷技术与光固化3D 打印技术结合,成功开发出一种乙烯基二茂铁(VcFe)改性的聚合物前驱体光敏树脂。该树脂兼具较低黏度、高光敏性和良好固化强度,能够成形具有复杂几何结构和微纳特征的前驱体模型。在1000 ℃ 氩气气氛中裂解,获得形状完整、收缩均匀的SiOC(Fe) 陶瓷部件(质量保留率为45.27%,密度为1.89 g/cm3,线收缩率为32.94%)。同时系统研究裂解过程中的物相演变规律与体积收缩规律特性,并表征陶瓷产物硬度(1000 ℃ 裂解后硬度达5.93 GPa)。本研究验证光固化3D 打印技术结合聚合物前驱体转化陶瓷技术制备复杂结构SiOC(Fe) 陶瓷的可行性,为该技术的应用提供指导。

陶瓷轴承的性能短板与应用限制

摘要:陶瓷轴承具有非常优异的材料性能与使用特性,在高性能领域的应用越来越广泛。但陶瓷材料也存在一些显著的性能短板,如低韧性、高脆性、裂纹敏感性强,因而在重载荷、复杂载荷条件下,陶瓷轴承可能面临较大的断裂或碎裂破坏风险,难以满足高可靠性尤其是高安全性的要求。另外,陶瓷轴承在基础研究、制造检测、运用维护及经济性等其他方面仍存在一些难题,也对其形成了应用限制。只有客观全面地给出正、反两方面的完整信息,扬长避短,才更有利于陶瓷轴承的技术研发、用户选用与市场拓展。

氧化铝纳米纤维的制备及其应用研究进展

摘要:氧化铝纳米纤维作为一种重要的无机纳米材料,因其具有优异的热稳定性、高熔点、低导热性和高化学稳定性等优点,引起科研人员广泛关注。文章主要介绍氧化铝纳米纤维的3种制备方法,包括静电纺丝法、溶液吹纺法和离心纺丝法,并分别对比这3种制备方法的优缺点。当前,静电纺丝法仍是氧化铝纳米纤维最主流的制备方法,特别是多针头与无针头静电纺丝技术的发展,有效解决氧化铝纳米纤维产量不足的问题,而溶液吹纺法和离心纺丝法在一些满足产品特定需求的应用场景有望取代静电纺丝法。此外,文章还重点介绍近几年氧化铝纳米纤维在高温隔热、储能和催化等领域的应用研究进展。最后,对氧化铝纳米纤维制备技术与应用领域的未来发展趋势进行展望。

微波介质陶瓷测试技术及相关体系研究进展

摘要:随着通讯技术的快速发展,微波介质陶瓷作为其中的核心材料,其性能参数一定程度上决定了应用前景。实际应用中的微波介质陶瓷要求适当的介电常数以满足各种应用场景,较低的介电损耗以提高信号传输效率,谐振频率温度系数近零以确保在不同环境中的稳定性。了解不同频率范围内的介电特性对于表征不同实际应用的介电材料非常重要。介电性能的精确测量是预测器件性能以及新体系开发的关键。国内外学者对微波介质陶瓷性能参数的测量提出了多种测试方法,但是这些测试技术均存在一定的限制。因此,详细了解各种测试技术的测试原理以及应用范围和注意事项,对于性能参数的准确测量尤为重要。微波介质陶瓷根据介电常数不同分别对应于不同的应用场景,充分了解现有体系的研究进展,为开发高性能微波介质陶瓷提供指导。本文简要概述了微波介质陶瓷的主要性能参数,并系统描述和比较了各种微波介质陶瓷测试技术,最后综述现有体系,为高性能微波介质陶瓷的研究提供借鉴参考。

等静压石墨发展近况的研究进展

摘要:等静压石墨因其优异的耐热性、各向同性、高强度、抗热震性及化学稳定性,被广泛应用于半导体、光伏、航空航天和核能等高技术领域,是当前特种石墨材料中发展最为迅速、应用层级最高的品类之一。本文系统梳理了等静压石墨在全球及我国的发展现状,重点分析了其在光伏G12+ 热场、大尺寸碳化硅半导体器件及第四代核反应堆等前沿领域的应用需求与技术演进趋势。在此基础上,深入比较了我国与国际先进水平在基础理论研究、产品综合性能、高端产品体系、大规格制品制造及绿色生产工艺等方面的差距。最后,对等静压石墨向高纯度、大规格、低成本及绿色制造方向的发展趋势进行了展望,指出加强产学研协同、突破关键装备与核心工艺瓶颈,是实现国产化替代和产业升级的关键路径。

无机非金属类红外透明导电薄膜的研究进展

摘要:无论在军事领域还是民用领域,3~5 μm 和8~12 μm 波段在红外探测成像、空间光通信以及红外传感等关乎国家发展、国防安全、民生改善等技术领域具有重要的应用前景。飞行器红外探测制导前端的整流罩既要高红外透过率又需要高电导以实现电磁屏蔽,同时红外光调制器需要低损耗导电薄膜以制备高效、低能耗且尺寸小的调制器单元,因此,发展红外波段的透明与导电薄膜材料具有重大意义。本文系统阐述了薄膜红外透明与导电性能之间的矛盾与协同原理,随后回顾了该领域具有代表性的研究进展,最后对这类功能薄膜材料的未来发展方向及应用前景进行了总结与展望。