纳米颗粒强化高温合金研究进展

摘要: 航空发动机推重比与重型燃气轮机功率的不断提升, 对先进高温合金的性能与稳定性提出了更加严苛的要求。纳米颗粒具有高强度、高硬度与优异的热稳定性, 因此在高温合金中引入纳米颗粒可有效强化高温合金使其满足日益增长的性能需求。然而, 如何选取合适的纳米颗粒类型、纳米颗粒的引入方式及成形工艺, 以克服纳米颗粒易团聚、难均匀弥散分布问题, 提高纳米颗粒与合金基体的界面结合强度以及提升纳米颗粒的高温稳定性, 是当下纳米颗粒强化高温合金发展的关键。从纳米颗粒类型、引入方式及成形工艺等方面概述了国内外研究现状, 展望了未来纳米颗粒强化高温合金在优化第二相、绿色制备以及增强界面结合等方面的发展方向。

柔性吸波材料的研究进展

摘要: 柔性吸波材料是一种能够有效吸收电磁波且兼具柔韧性的功能材料, 在隐身技术、电磁防护和可穿戴电子等领域有重要应用价值, 其吸波机理包括介电损耗、磁损耗以及两者协同损耗机制。针对薄膜型、泡沫型和织物型3 类柔性吸波材料的制备方法和研究现状进行详细阐述, 通过分析材料组分优化、结构设计和界面调控等策略探讨提升材料吸波性能、力学性能和柔性的有效途径, 同时总结了柔性吸波材料性能评价方法, 未来柔性吸波材料研究将朝着智能化响应、环境友好型和多功能集成方向发展。

1kA 级高温超导电流引线的结构优化设计及制备研究

摘要: 为解决中小型1 kA 级高温超导电流引线在高通流条件下自场衰减严重、利用率低的问题, 在理论分析、数值仿真及实验验证基础上, 对传统堆叠密排式结构进行了结构优化设计。首先, 采用一维解析模型和COMSOL 有限元仿真对换热器段的热传导性能进行系统分析, 确定最优长度截面比; 其次, 提出10×2 阵列式分散排布结构设计, 基于FR-4 材料构建外支撑骨架, 完成高温超导段样品制备; 最后, 在77 K 液氮环境下对优化结构和传统结构进行通流测试, 结果表明优化结构的自激发场强度较传统堆叠密排式降低60.8%, 对应临界电流保持率由55%提升至80%(其中“临界电流保持率”指在运行磁场下超导带材保持的临界电流与无磁场下临界电流的比值); 同时, 该设计兼顾引线的紧凑体积(Φ44 mm×362 mm)、高效散热及易维护性, 展现出优异的电输运稳定性和高可靠性, 具有广泛应用前景。

非晶合金催化降解污水:现状、影响因素与改性策略

摘要:随着人类社会的快速发展,各类污水的排放量逐年增多,水污染等环境问题日益严重,寻求有效的污水处理方法已成为一种迫切需求。由于非晶合金是一种具有良好的表面活性、较低的氧化还原电位和优异的催化降解性能的亚稳态金属合金,被视作是解决以印染污水为主等各种污水的有效催化剂,目前已经在含有染料、农药等有机污染物和含有重金属、酸碱盐等无机污染物的污水处理方面开展了广泛研究,但其降解机制因污水的种类和非晶合金体系的不同而存在很大的差异,致使降解速率高低不同,因此选择合适的非晶合金成分和恰当的材料改性方法在实现污水高效降解上具有重要意义。本文就污水处理的常规技术,非晶合金的特性、潜质及其在污水处理中的应用、存在的问题等进行了总结,同时还系统介绍了各种化学参数等因素对非晶合金催化性能的影响和各种材料改性方法,以期能够为新型催化剂的研究提供有价值的参考。

增材制造金属材料典型缺陷研究进展

摘要:增材制造是一种通过逐层沉积材料实现三维实体制备的近净成形技术,因其在制造复杂结构金属零件方面具有独特优势,已在航空航天、生物医疗和高端模具等关键领域获得广泛应用。然而,增材制造特有的成形过程也带来了与传统制造方法不同的缺陷特征,这些问题严重制约了成形零件的服役可靠性,成为该技术亟须解决的核心问题之一。本文系统总结了中国航发增材制造技术创新中心在增材制造金属材料缺陷方面的研究成果,重点阐述了孔洞、未熔合、夹杂及裂纹等典型缺陷的形貌特征、形成机制及其对力学性能的影响规律,并进一步分析了热等静压处理对缺陷闭合及力学性能的改善作用。针对当前研究存在的不足,本文建议从揭示缺陷形成机理与工艺映射关系、开发增材制造专用金属材料、建立面向零件服役要求的缺陷验收标准和研究智能化在线监测与闭环控制技术等方面开展研究,以进一步推动该领域的进步。

“两个全过程”成就材料强国

摘要:评述了先进材料在人类社会文明史中的划时代意义,强调材料的应用科学范畴,研究的目的在于应用。“两个全过程”赋予材料极限固有性能与极限服役性能,形成“材料科学与工程”学科。这是成就材料强国的必由之路,并提出材料强国的5 个制高点,即理论制高点、技术制高点、性能制高点、产业制高点和体系制高点。

用于新型冠状病毒检测的纳米材料及生物传感技术

摘 要: 新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)疫情大流行引起全球对此重大突发公共卫生事件 的高度关注。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)经过多次突变, 出现传染速度加快、免疫逃逸、隐匿性传播等特性, 令防 控形势至今仍异常严峻。对患者的早发现、早隔离仍然是目前最有效的防控措施。

面向新兴产业和未来产业的新材料发展战略研究

摘要:新材料是新兴产业和未来产业发展的根基,是抢占科技和经济发展制高点的重要领域,也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势,发现新材料联用或与其他学科、领域的深度融合正在成为新材料发展的重要特点;系统分析了我国新材料产业在规模、技术创新能力、企业和集群等方面的发展现状,总结了新材料产业发展存在的关键原材料依赖进口、核心装备尚未实现自主可控、高端产品自给率不高、部分重点产品缺乏应用迭代、标准和评价体系不完善等问题;提出了面向新兴产业亟需发展的9 个重点方向以及面向未来产业亟需布局的7 个重要方向。为推动新材料产业的高质量发展,研究建议:着力筑牢新材料产业发展根基,扎实提升新材料产业链水平,营造良好的产业发展生态环境,完善产业发展配套政策。

高熵合金材料研究进展与展望

摘要:随着世界科技水平的不断提升以及国民经济建设对高性能合金材料需求的不断增加,传统单一主元合金越来越不能满足人们与日俱增的使役需求。高熵合金因其独特的物理、化学以及力学性能,极大地拓展了金属材料成分设计范围,有望在国防、航空、航天、海洋、核能、医疗、新能源等重大工程领域发挥重要作用。本文结合各领域对先进高熵合金材料的具体需求,梳理了高熵合金材料的特征和内涵,分析了高熵合金材料发展的整体形势与前景,厘清了国内外高熵合金的发展现状。在此基础上,指出了我国高熵合金领域存在的差距和不足,高熵合金部分基础原材料依赖进口,严重威胁产业链安全;高熵合金“产学研用”体系尚未健全,工业化应用方面的研发投入有待提高。研究建议,加强高熵合金材料研发的顶层设计,完善产业政策;加强企业和科研机构的对接和沟通;完善高熵合金材料标准、测试、表征、评价体系;推进人才队伍建设;降低材料成本,打造高附加值产品,促进我国先进高熵合金材料产业朝着体系化、绿色化、高端化、智能化方向发展。

浅析高温超导直流电力电缆在海上风电场的应用前景

摘要:针对海上风电场中海底电力电缆如何提高传输距离和容量、降低导体损耗、减少通道占地面积等问题,结合国内外对高温超导电力电缆的研究与应用成果,与传统海底电力电缆进行了对比。分析了高温超导直流电力电缆的应用优势,阐述了高温超导电力电缆失超对整个系统造成的影响及失超监测和保护的措施。展望了高温超导直流电力电缆在海上风电场中的应用前景。