材料高通量制备与表征技术研究进展

摘要:材料基因组(MCI)技术是近年来出现的一种材料科学研发新理念,代表着当今世界材料科学研发领域的前沿趋势。通过构建快速响应的材料研发新模式,材料基因组技术可大幅度提高新材料研发效率、减少研发成本、推动材料的工程化应用。作为材料基因组技术的关键组成部分,材料高通量实验技术日前已形成了一系列具有代表性的材料高通量制备与表征技术。阐述了高通量实验在材料基因组技术中的地位与作用,回顾了高通量实验的研究发展历程,介绍了薄膜、块体、粉体材料高通量制备技术以及光学、电磁学等材料性能的材料高通量表征技术。最后指出了在新型材料高通量表征设备开发方面的不足,并结合数据与人工智能对材料高通量实验技术的未来发展方向做出展望。

金属纤维多孔材料的应用和研究现状

摘要:金属纤维多孔材料是近年来受到广泛关注和研究的一种复合的结构功能一体化材料,具有良好的导电性、导热性、孔形稳定、可加工、可焊接、容尘量大等优势。综述了金属纤维多孔材料的制备方法,主要介绍了不锈钢、钛及钛合金金属纤维多孔材料在过滤分离、吸声降噪、生物医学、氢能装置等领域的应用和研究现状。

非晶合金焊接研究进展

摘要:非晶合金具有良好的物理和化学性能,但尺寸问题限制了其实际应用,而焊接技术可以突破其应用瓶颈。非晶合金焊接方法可分为液相焊接和固相焊接,两类方法焊接过程中非晶接头形成方式不同,有效避免晶化是获得高质量接头的关键,本文就非晶合金焊接领域的研究进行了系统全面的梳理与归纳,综述了非晶合金/非晶合金焊接、非晶合金/晶态金属焊接的研究现状,重点阐述了不同焊接方法获得完全非晶态焊件的特点与局限,同时本文还综述了非晶合金作为钎料的研究现状,分析了非晶钎料的应用前景,并总结了提高非晶钎料钎焊接头力学性能的方法,继而对非晶合金焊接研究及发展提出了展望。

铁粉的发展现状与建议

摘要:对目前铁粉行业发展现况进行了相关介绍。对产品品种结构、质量状况和存在的问题进行了分析,着重分析了铁粉在粉末冶金行业的应用情况,并为今后发展提出了建议。

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。

增材制造技术制备金属梯度功能材料的研究进展及展望

摘要:增材制造技术因其采用“离散-堆积”原理进行逐层沉积的方法制造零件,便于实现在单个零件不同部位进行组织与性能调控,为金属梯度功能材料制备开辟了全新路径,相较于传统工艺,具有极好的应用前景,已成为当前的研究热点。从激光选区熔化增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造、路径规划与材料织构等4个方面综述了国内外学者在金属梯度功能材料增材制造技术方面的研究成果,最新研究进展情况,对未来的研究方向和重点做了展望。

硫化纳米零价铁研究进展: 合成、性质及环境应用

摘要:纳米零价铁(nanoscale Zero-Valent Iron, nZVI)是水环境修复领域研究最广泛的材料之一, 但易团聚和氧化、电子选择性差等缺点制约了其实际应用. 对nZVI表面进行硫化制备成硫化纳米零价铁(Sulfidated nanoscale Zero-ValentIron, S-nZVI), 能够提高纳米颗粒的分散性能、增强稳定性, 提高电子选择性, 已成为目前研究热点. 本综述以“合成方法—理化性质—应用性能”为主线展开论述, 首先总结了不同的硫化方法对S-nZVI理化性质的影响, 重点阐释通过调控合成条件(硫化顺序、硫化剂种类、硫铁比等)以调节S-nZVI的微观结构和界面元素化学形态(实际S/Fe、硫分布、FeSx 形态等), 从而改变其宏观性质(亲疏水、析氢、导电性等), 最终实现对有机污染物与金属污染物的定向去除. 此外, 详细综述了S-nZVI用于去除卤代有机物、硝基苯有机物和重金属等污染物方面的研究进展, 并对未来的研究方向进行了展望.

稀土电催化剂研究进展

摘要:稀土金属为电子结构相似、化学性质相近的17种化学元素,其中镧系元素有独特的4f电子层排列方式,具有丰富的电子能级和氧化价态,能与配体形成多种配位结构,在催化领域受到广泛关注,展现出巨大的应用潜力。本文整理了近年来稀土材料在电催化反应中的应用实例,包括水分解(Overallwatersplitting)、析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)、二氧化碳还原反应(CO2RR)和氮还原反应(NRR)。系统介绍了稀土催化剂在不同电催化体系中的设计特点,并讨论了提高和改进稀土电催化剂活性、稳定性方面的一般设计思路。最后,对稀土电催化剂的未来发展进行了总结和展望。

增材制造技术国内外应用与发展趋势

摘要:全面介绍7大类3D打印技术和增材制造工艺,重点介绍采用激光作为热源的金属增材制造技术,即激光粉末床熔合(LPBF)和激光定向能量沉积(LDED)。综述了近几年国内外激光3D打印和增材制造的设备开发和商业化的发展历程。展示了国内外金属激光增材制造应用的状况,特别是在航空航天、汽车制造、生物医药、模具制造、家电,以及珠宝首饰、文化创意、创新教育等领域的应用成果和未来趋势。阐述了目前增材制造技术存在的困难和面临的挑战。总结了增材制造的最新发展,包括采用绿光或紫外激光打印铜、铝、金、银、铂和铱等高反射材料,超快激光打印高密度、耐火、难熔金属合金,以及3D打印玻璃和陶瓷等。展望未来几年的发展趋势,特别是激光增材制造在空间系统和卫星制造中的应用,以及在太空中进行激光增材制造的前景。

材料科技前沿及相关颠覆性技术发展态势分析

摘要:材料是人类社会生存和发展的物质基础,近年来材料科技加速发展,新材料不断涌现,应用更迭加速,材料种类、创新和应用需求从速度、广度、深度及影响都呈现爆发态势。材料在经济社会发展中的作用逐渐从基础性、支撑性向颠覆性、引领性转变,成为面向未来产业取得竞争优势的关键性领域。总结材料领域颠覆性技术发展经验,分析发展态势,对于应对传统产业颠覆性重构,前瞻部署变革性技术研发,加快实现前沿技术创新应用,取得更加有利的国际竞争优势具有重大意义。