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铷、铯金属的制备、提纯和检测技术研究进展及应用展望

铷、铯金属的制备、提纯和检测技术研究进展及应用展望

摘要：中国铷、铯资源储量丰富，但由于成本问题无法有效开发利用。而铷、铯金属因其优异的物理化学特性可广泛应用于战略性新兴产业，为提升资源综合利用价值，开发高附加值的铷、铯金属产品是重要途径之一。目前，铷、铯金属制备技术主要有电解法、热分解法和热还原法，其中电解法因温度高、效率低以及氯气污染问题仍处于实验室研究；热分解法产率低，难以工业化；热还原法工艺简便，最具产业化潜力，但还需对机理、工艺和设备进行研究。提纯技术主要有蒸馏法和偏析法，蒸馏法效率高、金属损耗少但温度高，对设备要求严苛；偏析法温度低、操作简单但金属损耗高。为制备高纯金属，通常需组合应用多种还原、 提纯技术。值得注意的是，现有的检测技术存在成本高、操作复杂和检测效率低等问题，很难满足高纯金属的检测需求，亟需发展快速、精准的杂质元素同步检测方法，建立相应的检测标准。在能源、量子和检测等高端应用领域的推动下， 高纯铷、铯金属的需求持续增长。然而，当前可控核聚变和激光器等研究多处于实验室阶段，其产业化受限于原料成本。因此，未来技术发展应聚焦于建立标准化质量体系和开发热还原- 提纯宏量化生产技术。
稀有 2026年06月05日
用于难熔金属提纯的等离子体发生器设计优化

用于难熔金属提纯的等离子体发生器设计优化

摘要：高纯难熔金属是支撑先进电子信息产业发展的关键原材料,然而电子束熔炼、等离子弧熔炼等主流提纯方法普遍存在气体杂质脱除效果有限、电极易受污染等技术局限。感应耦合等离子体熔炼(ICPM)技术可有效克服上述缺陷,是一种高效洁净的提纯技术。等离子体发生器作为ICPM 装备的核心部件,其结构设计的合理性直接决定ICPM 提纯过程的稳定性与连续性。因此,本文首先借助Fluent软件开展数值模拟,对发生器的关键结构参数进行优化。结果表明,当中心进气孔数量为8个、进气孔入射角为8°、冷却气进气槽直径为6mm 时,发生器内部可形成稳定对称的涡流区与均匀冷却的最优流场。进一步采用COMSOL软件构建磁-热-流多场耦合模型,探究线圈功率、中心气流量、冷却气流量等工艺参数对等离子体温度场与流场的影响规律。研究发现,提高线圈功率与中心气流量,可显著增强等离子体射流强度并提升其温度;而冷却气流量存在临界阈值,超过该阈值后继续增大流量,反而会导致等离子体射流强度与温度下降。试验验证结果显示,本文所设计的等离子体发生器可实现稳定运行,且等离子炬的实测形态与模拟结果吻合度较高。本研究可为ICPM 装备等离子体发生器的工程化设计提供科学依据与技术支撑。
稀有 2026年09月28日
基于能量的金属疲劳断裂熵综述

基于能量的金属疲劳断裂熵综述

摘要：金属疲劳过程本质上是金属损伤的过程, 金属损伤是一种不可逆的能量耗散过程。通过能量法表征疲劳损伤程度对于了解金属疲劳过程具有重要意义, 且更能从本质上研究疲劳程度。疲劳断裂熵作为能量不可逆的度量, 逐渐被学者用来表征疲劳过程中的不可逆损伤过程, 并以此来进行寿命预测分析。概述了现有的疲劳断裂熵相关计算统计方法以及基于此类方法的寿命预测分析。对不同条件下的疲劳断裂熵进行了统计意义上的分析, 得到了疲劳断裂熵产作为金属疲劳损伤指标的变化规律, 说明了疲劳断裂熵评估疲劳损伤的有效性, 总结了疲劳断裂熵恒定以及随加载条件变化的具体试验范围规律。疲劳断裂熵对于统一牛顿力学和热力学以及表征疲劳损伤过程都有重要意义。
稀有 2026年09月24日
防腐耐磨高熵合金涂层研究进展

防腐耐磨高熵合金涂层研究进展

摘要：在过去的20年里，作为高熵合金材料的研究热点，高熵合金涂层因比传统涂层表现出更为独特的物理化学特性，如优异的耐腐蚀性、耐磨性和良好的机械强度，而在材料科学领域引起广泛关注。本综述旨在总结当前防腐耐磨高熵合金涂层的研究进展，主要介绍高熵合金的基本概念与常用定义，分析热力学相形成准则，探讨不同制备技术（如激光熔覆、热喷涂、磁控溅射等）的工艺特点及其对高熵合金涂层微观结构和性能的影响。相对于高熵合金块体材料的制备技术，高熵合金涂层的制备方法更易实现快速冷却，使涂层倾向于形成固溶体或非晶相而具备更为优异的综合性能。通过调整合金成分和优化制备工艺参数，可显著提高高熵合金涂层的防腐和耐磨性能。最后，综述了高熵合金涂层在耐腐蚀、耐磨以及磨蚀性能方面的研究现状，分析了当前面临的机遇与挑战，并对未来研究方向及应用前景进行了展望。
稀有 2026年09月23日
超细晶硬质合金强韧化影响因素及机理解析

超细晶硬质合金强韧化影响因素及机理解析

摘要：超细晶硬质合金在工业领域应用非常广泛。本文对影响超细晶硬质合金强度、韧性和强韧性协同的因素和机理进行了综述分析，阐明了硬质相晶粒和晶界、硬质相与金属粘结相的界面、硬质相和金属粘结相内的晶体缺陷、晶粒长大抑制剂、颗粒增强相等对硬质合金力学性能的影响，提出了从以往关注影响硬质合金性能的个体因素到以“性能基元”交互作用为研究对象，是未来研发高综合性能硬质合金的重要趋势。
稀有 2026年09月23日
机器学习辅助耐磨耐腐蚀高熵合金设计的现状与展望

机器学习辅助耐磨耐腐蚀高熵合金设计的现状与展望

摘要：高熵合金（HEAs）具有高强度、高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性等优异的性能，广泛应用于石油工程和航空航天等领域。但是高熵合金的成分空间复杂，设计难度极大。以往高熵合金的设计主要依赖试错法和模拟计算法等，这些方法既耗时又浪费资源。近年来，机器学习（ML）作为研究高熵合金的强大工具逐渐崭露头角，通过训练模型和识别关键特征来推动研究。本文首先介绍了机器学习的基本原理，之后在广泛收集了机器学习辅助高熵合金设计的研究成果的基础上综述了机器学习在高熵合金设计中的最新应用，特别是相结构、耐磨性以及耐蚀性方面的研究。最后，强调了机器学习在高熵合金中面临的重大挑战和展望，为以后的持续发展提供了见解。
稀有 2026年09月22日
柔性镍基碳化钨金属布真空钎焊工艺研究

柔性镍基碳化钨金属布真空钎焊工艺研究

摘要：将NiCrBSi粉末、碳化钨粉末及粘结剂按比例混合后，通过研磨、球磨和辊压制备出柔性镍基碳化钨金属布。柔性金属布被裁剪成适当尺寸，包覆于Q235低碳钢表面，并借助真空钎焊技术制备了镍基碳化钨耐磨涂层。研究了不同碳化钨含量（30%～70%，质量分数）对剪切强度、涂层硬度和耐磨性的影响。结果表明：碳化钨含量从30%提高至70%时，涂层的剪切强度从486.6MPa显著下降至8MPa。由于碳化钨含量为60%和70%的镍基碳化钨涂层与钢基体之间的冶金结合力太低，无实际应用价值，因此分析碳化钨含量从30%提升到50%的镍基碳化钨涂层硬度及耐磨性。碳化钨含量从30%提升到50%时，涂层硬质层的平均硬度从817HV10提高至929HV10，其硬度是基体的6～8倍，这说明碳化钨颗粒作为硬质相能显著提升涂层的硬度。此外，摩擦系数从0.5降低至0.44，摩擦磨损损失量则从0.0052g减少到0.0024g，表明碳化钨的加入有效提高了涂层的耐磨性，它在磨损中起到了显著的支撑和抗磨作用。因此，当碳化钨含量为50%时，涂层的硬度和耐磨性达到最佳，同时剪切强度仍能保持较高水平。本研究结果为耐磨涂层设计的优化和工业应用提供了重要参考依据。
稀有 2026年09月22日
高熵合金材料合成策略以及催化应用进展

高熵合金材料合成策略以及催化应用进展

摘要: 高熵合金(HEAs) 作为一种由多元素构成的新型材料, 凭借其高熵效应、迟滞扩散效应、晶格畸变效应和鸡尾酒效应等独特性质, 在催化领域展现出巨大潜力. 本文系统梳理了HEAs 的合成策略以及在催化领域的应用, 深入探讨了HEAs 在电催化、光催化及其他催化中的优异表现, 分析了其良好的催化活性、稳定性及抗中毒性能的机理, 强调了多元素协同作用对优化中间体吸附能、d 带中心、电荷分离与转移效率的关键贡献. 最后, 总结了HEAs“合成-结构-性能”的关联性, 指出了开发高效、稳定、低成本催化材料的重要性, 并对HEAs 的规模化制备、多元素协同机制的深入解析及HEAs 的工业应用等方面进行了展望.
稀有 2026年09月20日
氢气在锆表面和体相吸附扩散过程的第一性原理研究

氢气在锆表面和体相吸附扩散过程的第一性原理研究

摘要：为解决氢在锆表面和体相吸附扩散机制尚不明晰的问题，文章基于第一性原理，对锆吸氢过程四个步骤（氢分子解离、氢原子吸附、氢原子表面扩散和渗透和氢原子在锆体相中的扩散）进行研究。利用攀爬轻推弹性带方法，计算得到氢沿特定扩散路径的能垒和不同路径对应的扩散系数。计算结果表明氢分子的解离过程存在约0.07 eV 的能垒，解离后的氢原子倾向于吸附在锆表面的密排六方位点。氢原子从锆表面密排六方位点向面心立方位点扩散的能垒为0.31 eV，从表面面心立方位点向次表面的八面体位点扩散的能垒为0.85 eV，在体相中的四面体位点向八面体位点扩散的能垒为0.43 eV。对比发现，氢原子从锆表面向体相渗透的步骤是限制锆吸附氢的限速步骤。文章为锆基材料吸氢过程提供原子尺度的见解，为高性能吸气剂材料研发和核反应堆包层材料氢化控制提供理论参考。
稀有 2026年09月17日
球形粉制备技术及其在贵金属领域中的应用

球形粉制备技术及其在贵金属领域中的应用

摘要：金属增材制造技术作为一种新兴的材料制备技术正快速发展，粉末作为金属增材制造的关键原料，其性能对增材制造成形件的质量和应用具有至关重要的作用 。贵金属球形粉的制备是贵金属增材制造技术的研究热点，本工作聚焦分析金属球形粉的国内外研究现状，介绍当下制备金属球形粉的制备工艺，包括雾化法、球化法等，简要总结这些技术的优缺点及讨论其在贵金属材料上的应用。低制备成本、球形度高、损耗率低、杂质含量少及粒径小的贵金属球形粉制备技术会是未来贵金属球形粉的重要发展方向。
稀有 2026年09月15日