高熵合金基复合材料的研究进展

摘要:高熵合金自2004年被提出以来,由于其表现出比传统合金更为优异的综合性能,在航空航天、石油化工等领域具有潜在的应用前景,逐渐成为金属材料领域的研究热点。在高熵合金基体中引入合适的增强相形成高熵合金基复合材料(HEAMCs),已成为改善高熵合金综合性能的方法之一。本文综述了近年来国内外关于高熵合金基复合材料的研究现状,就其增强相选择、制备工艺、相结构和组织进行系统的介绍,并归纳了包括强塑性、硬度以及耐磨耐蚀性等高熵合金基复合材料性能的演变规律以及强化机制,最后指出了当前高熵合金基复合材料面临的挑战并展望了未来的研究方向:增强相和基体之间的润湿性严重影响大尺寸复合材料的制备及性能,寻找一种高效简易的方法制备大尺寸复合材料是目前高熵合金基复合材料需要解决的一个问题;增强相颗粒会导致塑性下降,金属基复合材料强度与塑性之间的平衡也有待研究。

高熵陶瓷材料的研究进展

摘要:高熵合金概念的提出不仅极大地丰富了金属材料体系,同时也打开了传统陶瓷材料的设计枷锁。近些年,随着高熵合金的快速发展,人们逐渐将多主元高熵化的设计思路扩展到陶瓷材料,开发设计出了一系列多主元高熵陶瓷材料。得益于其独特的结构以及与高熵合金相似的“四大效应”,高熵陶瓷材料表现出了一系列优异的力学、热学、摩擦学性能。从制备方法、结构特点和性能出发,主要介绍了高熵氧化物陶瓷、高熵碳化物陶瓷、高熵氮化物陶瓷和其他高熵碳氮化物、硼化物、硅化物、硫化物等的国内外研究进展,对不同体系表现出的性能特点做出分析与总结,最后对高熵陶瓷材料的发展前景进行了展望。

高熵合金纳米电催化剂的合成

摘要: 相较于单金属和双金属催化剂,高熵合金(HEAs)催化剂因具有多种活性位点而表现出优异的协同效应和催化活性,当其粒径细化至纳米尺度时, 纳米尺寸效应与多元活性位点赋予了高熵合金纳米颗粒(np-HEAs)催化剂较低的过电位,近年来在电化学领域逐渐成为研究热点。目前,np-HEAs催化剂的合成方法有脱合金法、热冲击法、低温液相共还原法、机械合金法、激光烧蚀法及溅射沉积法等。综述了近年来np-HEAs催化剂合成的研究现状,总结了提高其催化活性的策略及措施,并展望了np-HEAs催化剂的未来发展方向。

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。

石墨烯增强相对镍基复合镀层的强化作用及镀层制备

摘要:为促进石墨烯基复合材料的制备和应用,利用电沉积的方法在碳素钢基体表面分别制备了石墨烯/镍复合镀层及纯镍镀层,利用扫描电镜(SEM)对镀层的形貌进行了观察分析,利用X射线衍射仪(XRD)对镀层的物相进行了分析,利用硬度测试仪对镀层进行了力学性能的评价。研究表明: 在相同的制备条件下,对于石墨烯/镍复合镀层,石墨烯的引入使镍基晶粒细化,且由于石墨烯导电性能比镍好,在电沉积过程中,镍离子优先在石墨烯片上沉积形成包状凸起; 而未添加石墨烯的纯镍镀层在沉积过程形成的是较为光滑平整的纯镍镀层,晶粒较大。XRD检测结果显示,整个电沉积过程无相变发生,石墨烯的引入使得沉积镍的晶粒细小,组织更致密。Raman检测结果显示沉积电流越小,沉积的石墨烯的2D峰与G峰的强度比值越大,分散效果越好。添加石墨烯的镍镀层硬度明显高于未添加石墨烯的镀层,最高硬度可达约530HV4.9N。以上结果表明:利用电沉积技术将石墨烯作为第二相引入到金属基体中,是一种有效制备高性能石墨烯/金属复合材料的方法。

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。

除尘脱硝一体化高温陶瓷过滤材料研究进展

摘要:本文主要介绍了除尘脱硝一体化高温陶瓷膜材料的工作原理、不同膜材料催化剂的负载工艺及一体化膜材料市场应用情况,分析了目前存在的问题,并对今后的发展趋势进行了展望。

强电用超导材料的发展现状与展望

摘要:超导材料具有常规材料不具备的零电阻、完全抗磁性等宏观量子现象,是典型的量子材料。在强电应用领域,使用超导材料可以实现常规技术无法实现的超强磁场、大容量储能等诸多颠覆性技术,因此,强电用超导材料制备技术一直是国际高技术竞争前沿。本文通过梳理国内外强电用超导材料及其制备技术的发展现状,系统分析和阐明了包括低温超导材料NbTi、Nb3Sn和高温超导材料YBCO涂层导体、Bi-2223带材、Bi-2212线材以及MgB2线材等实用化超导材料在强电应用领域的发展趋势。分析我国强电用超导材料发展存在的问题,我国需要以开发出面向不同强电应用需求的高性能超导材料体系为基础,实现超导材料和强电应用产品的协同发展,推动强电用超导材料制备技术和应用技术的创新水平提升和产业化规模。研究建议,通过国家层面组织“产学研用”联合攻关,实现低温超导材料产业升级,突破高温超导材料批量化制备关键技术的发展思路,实现强电用超导材料的快速发展和应用。

“122”体系铁基超导线带材研究进展

摘要  简单介绍了“122”体系铁基超导材料的物理性能及优点,详细综述了“122”体系铁基超导线带材的研究进展,如制备方法、临界电流密度影响因素,并展望了“122”体系铁基超导线带材今后的研究方向。关键词  铁基超导材料 粉末套管法 制备方法

发光纤维的研究现状及应用

摘要:随着环境污染和能源危机的日益严峻,发光纤维的研究与应用引起广大科研人员的关注。发光纤维不仅具有普通纤维良好的机械性能,还具有可发光、环境友好性、生物相容性、抗老化性、以及可持续发光等诸多优点。发光纤维主要分为荧光纤维和夜光纤维两类,而夜光纤维又可以进一步分为自发光和蓄光纤维。发光纤维可以通过吸收外界能量-储存能量-散发出光子这一周而复始的过程实现发光。发光纤维的使用可缓解资源匮乏的问题也符合我国节能减排的需求。通过对发光纤维的分类及发光机理、制备方法以及应用等方面代表性文献进行了梳理和总结,以期为发光纤维的深入研究提供一定的理论支持。