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高温超导电缆应用场景与产业发展

高温超导电缆应用场景与产业发展

摘要：高温超导电缆具有容量大、损耗低、自限流、环境友好等突出优点，是解决城市电网升级难题、实现高效率电力传输、赋能大容量电力应用的新兴解决方案，探讨相关产业发展兼具基础研究与工程应用价值。本文剖析了高温超导电缆的技术特点与应用要素，凝练了超级开关站、大电流专线、数据中心供电、基于新能源的电解铝与电解水制氢、集中型充电站、城市轨道交通、大容量直流电网等高温超导电缆的应用场景；从国际、国内两方面总结了高温超导电缆的研制及应用进展，尤其是全面梳理了我国的关键产品研制、关键技术研究、工程项目实施情况。进一步探讨了加强运维技术、攻克大型制冷机技术、降低工程整体造价、与传统电网设施的耦合、形成收益共享机制等高温超导电缆产业未来发展挑战，并针对性地提出了发展建议。相关内容可为高温超导电缆产业高质量发展研究提供参考。
新材料 2024年11月19日
相变储能材料研究进展

相变储能材料研究进展

摘要：当今社会高速发展，化石燃料资源枯竭带来的能源供需缺口不断增大，亟需开发具有可再生能力的清洁能源。相变储能材料是解决热能供需矛盾、缓解能源危机最合适的材料之一。本文回顾了相变储能材料的分类方法，介绍了代表性相变储能材料的熔点及储热性能。同时分析讨论了通过封装及复合载体材料提升相变储能材料储热性能和稳定性的一些策略。此外，介绍了相变储能材料在食品工业、路面系统、空调系统及建筑领域的应用现状。
新材料 2024年05月06日
难熔高熵合金力学性能的研究进展

难熔高熵合金力学性能的研究进展

摘要：相比传统合金，高熵合金在力学性能方面表现出色，是近年来合金研究的一个热点方向。难熔高熵合金主要由难熔金属元素组成，其强度高、耐高温，因而在极端环境下应用的潜力巨大。但目前难熔高熵合金还存在着强塑性不匹配、加工性能差等问题，调控难熔高熵合金的微观结构进而改善其强塑性是研究的重点。综述对比了近年来难熔高熵合金的不同制备方法对其性能的影响；探讨了调控金属元素和非金属元素对其微观组织和力学性能的影响，并调研了热机械加工工艺对难熔高熵合金的力学性能影响。
新材料 2024年09月27日
脉冲激光辅助激光增材制造研究进展

脉冲激光辅助激光增材制造研究进展

摘要：针对辅助脉冲激光作用在固相区的情况，分别论述了非同步式表面、非同步式层间以及同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺特点，分析了增材制造构件组织、成形缺陷以及应力分布的调控机理，并系统对比了非同步式和同步式脉冲激光辅助激光增材制造的调控效果，总结了同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺优势。针对辅助脉冲激光作用在熔池区的情况，研究了脉冲激光功率密度、频率对熔池热动力学行为的作用机理（Marangoni 对流、超声波搅拌空化、冲击波效应等），进而明晰了辅助脉冲激光冲击熔池对增材制造构件组织、成形缺陷的影响机理。最后，对脉冲激光辅助激光增材制造技术的研究进展进行了总结，并对下一阶段的发展方向进行了展望。
新材料 2024年11月11日
激光技术在材料加工领域的应用与发展

激光技术在材料加工领域的应用与发展

摘要：激光因其具有方向性强、能量密度高、时间和空间控制性好等特点，在航天航空、汽车制造、电子电器和生物医疗等领域获得广泛应用，尤其在材料加工领域。简要介绍了激光加工技术的原理及优势，主要从组织性能研究、工艺开发与优化、数值模拟等方向综述了激光技术在切割、焊接、增材制造和表面改性4个加工领域的研究进展和应用现状，表明超短超快激光技术的发展进一步促进了激光技术在材料加工领域的纵深应用，并对激光技术未来发展进行展望。
新材料 2024年05月06日
共晶高熵合金成分设计的研究进展

共晶高熵合金成分设计的研究进展

摘要：近年来，共晶高熵合金由于优异的铸造性能以及优良的强塑性匹配受到了广泛关注，然而，目前存在着开发共晶高熵合金效率过低的问题，共晶高熵合金的成分设计始终是一项挑战。针对这一项挑战，国内外学者开发了多种共晶高熵合金的成分设计方法来加快共晶高熵合金的开发速度，由最初的试错法，发展到后来的d轨道能级法、简单混合法、混合焓法、相图计算法以及机器学习辅助的方法等等。每种方法各有特点和局限性，本文对共晶高熵合金的成分设计方法进行了全面评述。
新材料 2024年09月06日
高熵稀土氧化物热障涂层材料研究进展

高熵稀土氧化物热障涂层材料研究进展

摘要：热障涂层（Thermal barrier coating,TBC）材料在航空发动机和燃气轮机的热防护中具有保护高温合金基底免受氧化及腐蚀，并降低高温合金的工作温度的重要作用。新型热障涂层材料中存在许多高熵稀土氧化物，能够实现比单一主成分稀土氧化物更优异的热学、力学、高温相稳定性以及抗烧结、耐腐蚀等性能。但是目前对高熵稀土氧化物的研究仍然停留在初步阶段，其中稀土元素对材料性能的作用尚未完全明确，且没有形成统一标准。简要概述了热障涂层的基本结构，并重点总结了高熵锆酸盐、铈酸盐、铪酸盐、钽酸盐和铌酸盐等５种高熵稀土酸盐的晶体结构、热物理性能与力学性能。对比分析了其与相应的单一组分稀土酸盐的差异，并探讨了影响其性能优劣的多种因素。相比于单一组分稀土氧化物，高熵稀土氧化物的热导率、热膨胀系数和相稳定性均有明显改善。最后，展望了未来高熵稀土热障涂层的发展方向。
新材料 2024年11月05日
增材制造技术制备高熵合金的研究现状及展望

增材制造技术制备高熵合金的研究现状及展望

摘要：高熵合金是近年来发现的一种新型合金，因其独特的设计理念、组织结构以及优异的性能，短短数年内获得了大量科研工作者的关注。由于高熵合金高成本的特点，采用传统制备工艺制备高熵合金结构件造成了一定浪费，尤其是在高精密复杂零部件方面。而增材制造是根据零件的三维数据直接制造出实体零件的技术，能够在很大程度上解决高熵合金在复杂零部件方面制备浪费的问题。同时，增材制造技术具有精确制造、快速凝固的特点，比传统制备工艺更能够保证合金的组织均匀性，也更有利于合金的组织细化，可以进一步发挥高熵合金性能的潜力。然而，高熵合金和增材制造都属于发展时间较短的新型研究方向，针对增材制造高熵合金的研究也尚处于起步阶段。本文介绍了高熵合金最常使用的几种增材制造技术，重点阐述了用增材制造技术制备的高熵合金的组织演变规律、力学性能、耐腐蚀性这几方面的研究进展，并对高熵合金复合材料的研究现状进行了归纳，同时对增材制造高熵合金的进展及优缺点进行了总结，并对增材制造技术制备高熵合金的研究提供了一些思路。
新材料 2024年05月06日
高熵合金涂层的研究现状

高熵合金涂层的研究现状

摘要：综述了高熵合金的概念与特性，介绍了高熵合金涂层的设计和制备手段。重点讨论了激光熔覆、磁控溅射和热喷涂这3种制备高熵合金涂层的技术手段的原理、特点及国内外的研究现状，展望了高熵合金涂层的研究和应用前景。
新材料 2024年05月07日
激光诱导石墨烯的制备、改性与应用

激光诱导石墨烯的制备、改性与应用

摘要：激光诱导石墨烯(Laser induced graphene，LIG) 是一种新型的石墨烯制备技术，该工艺是通过高能束辐照含碳基底实现三维网络结构石墨烯的快速生成。与传统的石墨烯制备工艺相比，LIG 制备技术具有快速制备、可图案化、环境友好、微观形貌可控和成分可控等特点，因此受到了广泛的关注。本文总结了LIG近年的研究进展，包括前驱体的成分调控、光源的选择和LIG 的微结构控制。同时也探究了近年来LIG 的原位和非原位的修饰改性方法，阐述了LIG 在柔性储能电极和传感器领域的应用，并对LIG 在集能源、传感和检测一体化设备方向的发展进行展望。
新材料 2024年10月30日