REBCO超导块材制备技术研究进展

摘要:REBa2Cu3O7-δ(REBCO,RE=Y,Gd,Sm,Nd等)超导块材具有较高的强磁场捕获能力、无阻载流能力和良好的自稳定磁悬浮特性,在微型高场永磁体和超导磁悬浮等高新技术方面有着广泛的应用前景。但是,REBCO高温氧化物超导体在生长过程中涉及到凝聚态物理、晶体结构和化学成分的变化,工艺过程比较复杂,技术上难以控制。为避免超导块材存在的空隙和裂纹等微观和宏观缺陷,以及捕获场较低等问题,国内外学者们相继提出了多种制备工艺并不断改进。本文介绍了REBCO超导材料的晶体结构和超导电性,分析了目前常见的REBCO超导块材的制备技术,总结了影响REBCO超导块材捕获场的主要因素以及提高方法。

以高熵合金为黏结相的金属陶瓷研究进展

摘要:近20年,许多研究者针对以高熵合金为黏结相的金属陶瓷开展了大量的研究,取得了许多有益的成果。本文系统综述了用作金属陶瓷黏结相的高熵合金制备方式,以及高熵合金黏结相金属陶瓷烧结制备技术,评价了烧结温度、烧结时间、碳含量、黏结相成分、黏结相含量等工艺参数对高熵合金黏结相金属陶瓷微观结构、力学性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响,可为高熵合金黏结相金属陶瓷的研究提供参考。

黑色光热涂层的研究进展

摘要: 在经济与技术的飞速发展下,对涂层的要求越来越高,具有较高吸收率与发射率的黑色涂层在航空航天、精密设备等方面发挥着重要的作用。综述了常见黑色涂层的种类和制备方法的优缺点。黑色涂层包括金属复合涂层和碳纳米管复合涂层两大类,碳纳米管复合涂层具有优异的吸光能力,但耐磨性较差,相较而言,金属复合涂层综合性能更好,应用场景更为广泛。制备金属复合涂层的方法有:电沉积法、化学沉积法、喷涂法、微弧氧化法,其中电沉积法可以通过控制工艺参数来对涂层的结构进行调控,从而改善涂层的性能,且电沉积法工艺简单、无污染,是一种优异的制备方法。黑色涂层最基本的性能是光的高吸收率和热辐射性能,就目前来看,涂层的性能已不能满足日益增长的应用需求,是目前的研究瓶颈。影响涂层性能的因素主要有工艺参数、电解液组成和涂层结构,文章综述了常用的黑色涂层、涂层制备方法和影响涂层性能的因素,以提高涂层的综合性能。最后,提出了黑色涂层未来的发展方向,包括不断提高的吸收率与发射率及涂层的耐久性,不断扩大涂层的应用场景。

凝胶体系中的凝聚态化学:从制备和结构到物理化学性质与材料应用

摘要:凝聚态化学具有丰富的内涵概念和广泛的外延空间,能为化学学科多个领域的理解和认识提供全新的视角和思路。虽然凝聚态化学在固态和液态体系中的应用已经得到一定的阐述,但其在更多化学相关研究领域及物质状态的拓展仍有待进一步加强。凝胶作为一类介于液态和固态之间的物质,具有多层次网络结构、丰富的物理化学性质以及广泛的应用前景,是凝聚态化学研究的理想候选体系。本文从凝聚态化学角度出发,通过对凝胶体系中基本概念和研究内容展开探究,系统阐述和说明凝胶体系中的凝聚态化学问题以及二者的相互印证关系。具体内容包括凝聚态化学思想在凝胶制备策略中的灵活运用以及由此产生的结构变化、凝胶从微观的原子、分子排列,到介观的纳米尺度结构,再到宏观的材料整体构型的多层次结构及相互之间的关系、凝胶研究中的表征方法与技术及其与凝胶结构之间的关系、利用凝聚态化学的思想理解凝胶的物理化学性质及凝胶体系中化学反应的途径和机制、凝胶材料的结构与性能的关系以及复杂体系中各组分之间的相互作用、凝胶材料在组织工程、药物递送、人机接口和环境领域的典型应用。通过对以上方面内容的阐述和总结,将加深凝聚态化学在凝胶体系中应用的理解,并为高效凝胶材料的设计与优化提供理论支撑。

聚合物超声波塑化成型技术的研究现状及发展趋势

摘要:在工业、医疗与电子等领域对微型零件需求日益增长的背景下,传统微成型技术因效率低、能耗高、精度不足等问题亟待突破。超声波塑化成型技术通过高频超声振动实现聚合物熔融与成型,具有塑化能耗低、材料浪费少、成型精度高等优势,为聚合物微部件制造提供了新路径。综述了超声波塑化成型技术研究进展,梳理该技术方法、设备原理、产热机理与工艺参数影响规律,并对其应用潜力进行了介绍。现有研究指出该技术的产热机理包括界面摩擦生热、粘弹性生热和超声波空化效应,但三者协同作用机理有待进一步研究。超声波塑化成型质量涉及超声振幅、成型时间、注射压力、模具温度等多参数耦合作用影响,目前多以经验试错的方式对工艺进行优化,尚缺乏系统的多物理场仿真工具开展工艺优化。该技术已在精密药物输送装置、微流控设备、智能定制植入物等领域展现出良好应用潜力,未来亦在纤维增强聚合物制备方面有强大发展潜力。

氧化纪钡铜(YBCO)高温超导带材在超导储能装置的应用

摘要: 高温超导磁储能系统具有功率密度大、响应快和寿命长等优势,在新能源电网和新能源电动船舶等领域具有潜在的应用前景。二代高温超导带材具有优越的载流能力、较高的工作温度以及相对较低的制备成本,在超导储能装置得领域到了广泛应用。对氧化钇钡铜(YBCO)高温超导带軔特性介绍的基础上,分析储能装置对其的性能要求,阐述代高温超导储能磁体研究现状,并结合10MJ储能磁体的设计进行具体案例分析。

机器学习在高熵电催化材料中的研究进展

摘要:高熵材料(high-entropy material, HEM)是一类具有良好性能的新型材料, 以其较好的催化潜力、耐腐蚀性能等特点受到广泛关注。传统的高熵催化剂研究大多局限于各自的知识体系,难以兼容合并,不利于更优异的催化剂的后续研发。 机器学习(machine learning,ML)作为一种基于大数据集来建立数理模型、进行研究推理的新兴学科,正逐步成为人们重点关注的人工智能科学分支。通过机器学习建立大数据库可以有效改善传统的研究状况,使研究效率大为提高. 机器学习能用于识别定量的组分-结构-性能关系,通过从历史数据中学习而无需通过显式编程来加速电催化剂的设计。对机器学习算法、高熵材料进行了介绍,并阐述了机器学习在设计高熵电催化剂中的应用,讨论了机器学习在高熵电催化剂筛选和预测方面的发展前景。

可生物降解塑料研究进展

摘要:面对传统塑料难以降解造成的白色污染问题,介绍了可生物降解塑料的降解机理及影响因素,综述了几种主流可降解生物塑料的当下研究进展,包括淀粉、PHA、PLA、PBAT、PCL,对可生物降解塑料在包装、医疗和农业领域的应用进行简述,最后对可生物降解塑料的发展前景作出了展望。

新型高温高熵合金材料研究进展

摘要:高熵合金是一类新型金属材料,对其研究目前已发展成为涉及材料、物理、化学、力学和计算科学等多学科交叉融合的前沿方向,尤其是近10年来出现的具有高强度、高硬度、高耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等性能特点的高温高熵合金,在推动高温防护领域的材料科学创新发展与工程化应用方面具有重要意义。综合阐述了高温高熵合金材料研究领域取得的一系列科技成果,包括高温高熵合金材料的定义、形成机理、材料体系设计和综合性能等;分析了高温高熵合金材料极端服役环境的复杂性、材料计算设计及其性能的相关性,总结提出高温高熵合金材料研究领域的十大科学问题,为高温高熵合金材料的未来发展提供参考。

Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展:新型粘结相

摘要: Ti(C,N)基金属陶瓷是由金属粘结相和陶瓷硬质相组成的复合材料,具有出色的硬度和韧性组合,在高速切削、表面精加工和耐磨部件等领域广泛应用。使用新型粘结相(金属间化合物、高熵合金、Fe 基合金、Ni基合金)来代替传统的Ni、Co、Fe及其复合粘结相时,Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能和高温抗氧化性能等均有改善,其使用寿命得以延长。本文综述了国内外采用不同新型粘结相制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织、力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能及抗氧化性能等方面的研究进展,总结了新型粘结相提高金属陶瓷性能的机理,并在此基础上展望了Ti(C,N)基金属陶瓷新型粘结相的未来研究发展方向。