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。

半导体用难熔金属靶材研究现状与展望

摘要:半导体是国家的支柱产业和战略基础,随着第三代半导体技术的发展,芯片集成电路的制造与材料供应成为制约产业发展的关键。钨、钽等难熔金属靶材是制造半导体集成电路的关键材料,通过溅射制备的各种功能薄膜已应用到电子信息产业的各个领域。我国拥有丰富的难熔金属资源和较大的产业规模,但高端靶材仍然依赖进口。近年来,国内企事业单位从原材料提纯、制备加工以及性能调控等方面持续改进和提升难熔金属靶材质量,已突破高纯原料的制备和高性能靶材的加工,在高纯钨、钨钛合金靶材、钨硅合金靶材以及高纯钽靶等领域取得了显著的进步。本文分析了近年半导体用难熔金属靶材的研究现状,介绍了国内在高纯难熔金属靶材方面的技术进展,并对未来发展提出了建议。

钛、钒熔盐电解提取及纯化研究进展

摘要:钛和钒作为重要的战略性金属,其传统火法或湿法提取和纯化工艺存在效率低、能耗大、成本高等共性问题。熔盐电解技术以其工艺流程短、产品纯度高、绿色环保等优势,为钛、钒的提取与纯化提供了新思路。文中对熔盐电解提取和纯化钛与钒的最新研究进展进行了综述,分析了卤化物熔盐电解、FFC 法、USTB 法的优缺点与应用潜力,讨论了熔盐体系中钛和钒的电化学行为及工艺参数优化策略。未来,在设备材料耐腐蚀性、电流效率提升及工业化规模化应用方面,钛和钒的熔盐电解技术仍需进一步探索。

绿氢在钼冶金中的应用研究现状及展望

摘要: 为了更好地研究绿氢( 通过可再生能源电解水制取的氢气) 在钼冶金中的应用可行性和商业化潜力,本文通过综述国内外相关文献,探讨了氢气作为还原剂在钼冶金中的应用进展,分析了绿氢冶金的反应机理、工艺优势、技术挑战及未来发展趋势,并结合政策与市场环境,展望其应用前景。从技术突破、产业配套、政策支持等角度提出建议,推动绿氢冶金的产业化进程。

我国关键金属矿产品储备体系建设研究

摘要:关键金属矿产如稀土、钨、锑、钴、锂、钽等对确保国家经济发展和国防安全发挥着重要的支撑作用;随着全球对关键金属矿产需求的不断增长以及竞争的加剧,建立完善的关键金属矿产品储备体系以确保供应稳定成为我国维护国家资源安全和产业高质量发展的重要战略任务。本文在明晰关键金属矿产内涵的基础上,梳理了国外关键金属矿产品储备体系的相关政策和发展态势,剖析了我国关键金属矿产品储备体系的发展现状,包括顶层设计、运行机制、储量潜力、储备基地及社会存量等方面。研究认为,我国关键金属矿产品储备体系面临储备规模与资源安全形势不匹配、释储程序规范性较弱、承储企业权责未明晰、风险预警机制有待完善等挑战。进一步满足我国在关键金属矿产领域的战略需求,研究提出了完善关键金属矿产品储备立法、扩大紧缺关键金属矿产品储备规模、完善动态储备体系、建立全国关键金属矿产品监测预警和动态评估机制等优化关键金属矿产品储备体系的发展建议,为提升资源安全与产业链韧性、应对国际市场波动及突发供给风险提供坚实的战略保障。

激光增材制造镍基高温合金研究现状及展望

摘要:激光增材制造作为一种能够将数据模型直接转化为构件的先进技术,在高温合金零部件的制造领域具有广阔的应用前景。从激光增材制造技术的基本原理与特点出发,介绍了其在镍基高温合金工程化应用中的现状及面临的问题。在此基础上,系统论述了增材用高温合金粉末材料的制备及优化策略、增材样品的微观组织特征以及裂纹缺陷的形成机理与控制方法。此外,围绕当前激光增材制造在高温合金领域面临的技术挑战,对其未来的发展方向进行了展望,旨在为相关领域的进一步发展提供参考和指导。

耐腐蚀性化学镀镍基镀层的研究进展

摘要:化学镀镍基镀层因其优异的耐腐蚀性能,在电子信息、能源石化及航空航天等工业领域得到广泛应用。然而,传统二元合金镀层受限于成分单一性,其耐蚀性难以满足复杂工况需求。近年来,通过引入多元合金元素与微纳米颗粒构建新型复合镀层成为重要的研究方向。系统梳理了镍基化学镀复合镀层的耐蚀性优化策略及其防护机制。研究表明,合金元素的引入通过各合金元素间的相互作用细化晶粒尺寸及调控钝化行为来提升耐蚀性;微纳米颗粒则基于孔隙填充效应与腐蚀路径延展机制增强耐腐蚀性能。此外,多元颗粒的协同作用可优化界面结合强度与应力分布等,从而突破单一增强相的性能局限,延长使用寿命。在工艺革新层面,微波退火与超声辅助镀覆通过抑制晶界缺陷形成,提高镀层致密性,而响应面法等数据处理技术为工艺参数精准调控提供了新思路。上述研究进展为耐腐蚀镍基镀层的开发与应用提供了系统的理论支撑。

锆合金表面复合陶瓷涂层的制备与性能表征

摘要:目的解决核反应堆锆合金包壳在高温水蒸气环境下的氧化腐蚀问题,采用原位陶瓷化技术构建复合陶瓷涂层,以提高锆合金的抗高温氧化性、耐水汽腐蚀性能及事故容错能力(ATF)。方法采用微弧氧化(MAO)与大气等离子喷涂(APS)相结合的工艺制备复合陶瓷涂层,并优化MAO 底层膜结构。通过筛选不同微弧氧化电源模式,包括单向脉冲(UP)、双向脉冲(BP)、两步脉冲(TS),调整氧化膜的微观结构和成分。利用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)、X 射线光电子能谱(XPS)等表征手段,分析MAO 膜的微观形貌、物相组成及化学成分。同时,通过划痕试验、高温水汽腐蚀试验等测试复合陶瓷涂层的结合强度和抗高温氧化性能,以评估其服役性能。结果采用两步脉冲(TS)模式制备的MAO 底层膜由ZrO2 和Al0.52Zr0.48O1.74 混合相组成,形成了梯度致密结构,显著降低了裂纹密度。基于TS 模式制备的涂层的结合强度达到16 MPa,相较于UP(7 MPa)和BP(4 MPa)模式,分别提高了128%、300%。高温水汽腐蚀测试(1 200 ℃、4 000 s)结果表明,厚度为30 μm 的涂层的氧化增量速率最低,且结构完整,而80μm 的涂层因热应力的累积,出现了剥落现象。结论通过调控微弧氧化过程中的电源模式,可优化MAO 底层膜的结构和性能,实现喷涂沉积层与氧化膜的有效结合,从而在锆合金表面获得结合牢固、结构致密且厚度可控的复合陶瓷涂层,提高了它在核反应堆环境中的服役稳定性。

选择性激光熔化制备难熔高熵合金研究进展

摘要:旨在系统梳理选择性激光熔化(SLM)技术在难熔高熵合金(RHEAs)制备领域的研究现状,明确工艺参数-微观结构-性能之间的关联机制。揭示SLM 技术解决传统铸造RHEAs 晶粒粗大、成分偏析等问题的有效性,并探讨其在工程应用中的关键瓶颈与发展前景。研究表明:SLM 技术通过极端非平衡凝固实现了RHEAs 的微观结构创新,其独特的晶粒细化效应和原位纳米强化机制为开发高性能RHEAs 提供了新途径。通过统计分析近年国际权威文献中SLM 制备RHEAs 的工艺参数,系统研究能量密度对难熔高熵合金致密度、缺陷特征及元素分布的影响规律。结合文献中电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等表征,阐明快速凝固条件下亚稳态相形成机制,定量分析晶粒细化与力学性能提升的对应关系。进一步阐明了如NbC、TiC 等纳米析出相通过晶界钉扎效应抑制晶粒粗化及提高材料抗氧化性能的机理。然而,尽管SLM-RHEAs 在复杂构件成形方面展现出显著优势,但残余应力分布不均及成分均匀性控制仍是制约其工业化应用的核心瓶颈。最后展望了其在生物医用植入物和航空航天部件等领域的潜力。

锌电积研究现状与展望

摘要:随着全球对资源与能源问题的日益关注,以及中国“双碳”战略目标的深入推进,冶金行业正面临着向更加绿色、高效、低碳方向转型的迫切需求。在锌冶炼领域,湿法炼锌工艺因其显著优势,已占据超过85%的市场份额,因此实现该工艺的节能降耗具有重要的现实意义。作为湿法炼锌流程中的核心环节,锌电积工序不仅是生产的关键步骤,同时也是能耗最高的环节之一。如何有效降低锌电积工序的能耗并提升电流效率,始终是行业研究的重点课题。在实际生产过程中,湿法炼锌原料的波动以及锌电积前端工艺参数的改变,往往会导致电解液中杂质离子和有机物浓度的变化, 进而对锌电积过程产生显著影响。此外,有机添加剂的非优化使用和电极材料的性能衰减等问题,也会对锌电积的生产效率和产品质量造成不利影响。基于这些挑战,冶金领域的研究人员持续致力于锌电积液中杂质控制、有机物管理和电极材料优化的研究,以期实现锌电积工序的节能降耗目标。本文系统综述了近年来锌电积液中杂质、有机物和电极材料的研究进展, 深入探讨了这些因素在锌电积过程中的影响机制和作用规律。同时, 还对未来锌电积技术的发展方向进行了展望,以期为湿法炼锌行业的后续研究和技术创新提供有价值的参考依据。