我国镍钴锂钒产业链发展现状、问题与对策研究

摘要:镍、钴、锂、钒是支撑我国新能源产业发展的关键矿产,当前面临资源短缺、禀赋条件差与高质利用技术瓶颈三重挑战,亟需推动产业链高质量发展。为明晰镍、钴、锂、钒产业链的发展态势,本文系统分析了镍、钴、锂、钒的全球资源分布格局、“采选冶”及回收利用技术发展现状,总结了我国镍、钴、锂、钒产业链发展的优势与存在的短板,提出了今后发展的重点任务与对策建议。研究发现,我国虽已构建了全球最完备的镍、钴、锂、钒产业链,但仍存在上游资源保障风险突出、对外依存度高、高端材料技术竞争力不足等挑战。为此,本文提出了面向2035 年的镍、钴、锂、钒资源保障路径与重点任务,包括构建矿产基因数据库、突破资源综合利用技术、研发高质材料技术及产品、建设绿色循环利用体系和打造全链条创新平台。最后,为推动产业链的稳健发展,本文对镍、钴、锂、钒产业链提出了针对性对策建议,以期为我国新能源产业的高质量与可持续发展提供坚实的资源保障。

工艺条件对高熵合金耐蚀性能影响的研究进展

摘要: 高熵合金特有的高熵效应和缓慢扩散效应使其展现出优异的耐蚀性能,通过在耐蚀性较差的材料表面熔覆高熵合金涂层/薄膜可有效提高材料的耐蚀性能,因此其在耐蚀领域受到广泛关注。本研究从自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电阻等参数的变化进行论述,综述了工艺条件,如制备工艺及参数、热处理及加工方法等对高熵合金的显微组织及耐蚀性能的影响,并对高熵合金的耐蚀性能未来的研究方向进行了展望。

高熵合金增材制造技术及组织性能研究进展

摘要:高熵合金凭借独特的多主元设计展现出优异性能,在航空航天、能源电力、海洋工程等领域极具应用潜力。然而,传统制备工艺存在的成分均匀性差、裂纹敏感性高和成本高昂等问题,限制了高熵合金的工业应用。金属增材制造技术凭借逐层制造、设计自由度高和快速冷却等优势,为高熵合金复杂结构制备开辟了新路径。本文综述了高熵合金增材制造技术的研究进展,详细阐述基于激光、电弧和黏结剂为主的金属增材制造技术在高熵合金制备中的应用,深入探讨三种金属增材制造技术对高熵合金微观组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。不同金属增材制造技术及工艺参数、热处理条件对高熵合金组织性能影响各异,通过优化工艺和施加后处理技术,可有效调控其微观组织结构与服役性能,为高熵合金在更多领域的实际应用提供理论支持与技术参考。

高熵合金粉体制备及应用的发展现状

摘要:【目的】基于当前高熵合金的研究进展,综述高熵合金粉体的制备方法、固化方式及应用现状,展望高熵合金粉体未来的发展趋势。【研究现状】近年来高熵合金粉体的制备方法主要包括机械合金化法、气-水雾化法、等离子旋转电极雾化法、碳热冲击法、热解法和电冲击法、扫描探针光刻技术、等离子电弧法、直流电弧蒸发法、化学还原法等,对上述方法的优势、局限性进行评价;高熵合金粉体的固化工艺包括材料烧结、涂层、增材制造等;高熵合金粉体的功能性应用包括储氢材料、医学和生物工程材料、高效催化剂、电磁屏蔽材料等。【结论与展望】提出机械合金化法和雾化法是目前制备高熵合金粉体的主要方法,但仍须要提升制备效率和粉体质量;有待进一步研究高熵合金粉体的结构稳定性、力学性能,以及储能、磁性和催化等功能等;通过增材制造技术制备具有特殊位错结构和微观组织的高熵合金,可能成为未来高性能材料的重要研究方向。认为基于材料基因工程理念,可借助粉末冶金高通量技术快速筛选高熵合金成分,从而缩短合金研发周期。利用粉末冶金工艺的灵活性和成分过饱和性等优势,可设计和制备复合结构、层状结构、梯度结构等异质高熵合金材料,有望应用于航空航天、生物医用等领域。

高纯铟的应用及其物理提纯技术研究进展

摘要:高纯铟具有独特的半导体属性,在液晶显示、半导体、光伏等领域发挥着不可或缺的重要作用。随着电子信息技术及相关器件的迅速发展,高纯铟的市场需求不断增加,并对提纯技术提出了愈加严格的要求。本文综述了高纯铟的应用领域及其物理提纯技术的研究进展,详细探讨了真空蒸馏法、区域熔炼法和定向结晶法等物理提纯技术在高纯铟制备中的应用。最后,基于当前高纯铟提纯技术的发展现状,提出了未来的发展方向,包括提升智能化渗透率、提高工艺链整合度和进一步深化多模态、多场条件下理论体系的构建。

钒电解液的工业化制备技术分析

摘要: 钒电解液是全钒液流电池的核心组成部分和储能载体。目前钒电解液制备产业化进程正处于实验室研究、中试向大规模工业化生产过渡的的探索阶段。本文从钒电解液的物化性质和制备原理出发,详细介绍了3种典型钒电解液制备工艺流程,即化学还原-电解还原、萃取-电解还原和还原焙烧-直接酸溶,并对这3种工艺流程的优缺点进行比较分析。最后对近5年(2020—2024)有代表性的大规模钒电解液制备工业项目进行统计,介绍了这些项目采用的工艺技术路线,可为钒电解液工业化制备项目工艺选择提供借鉴参考。

AgCu系电接触材料研究进展

摘要:银铜系电接触材料作为银基电接触材料的一大重要门类在电接触材料行业中因其卓越的电导率、耐磨性、抗熔焊性和广泛应用而占据重要地位。本文对AgCuNi、AgCuV、AgCuO 合金系列以及AgCu/LSCO 等银铜系电接触材料的性能特点、制备工艺和研究现状进行了归纳和阐述。分析了银铜系电接触材料研究中存在的问题,并展望了发展趋势。

先进制程芯片用超高纯钽靶制备工艺研究进展

摘要:通过物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)制备的Ta/TaN层具有优异的抗Cu-Si扩散性与良好的接触电阻等特性,随着半导体先进制程芯片的发展,其成为了扩散阻挡层的最佳选择。然而,作为PVD的重要原料- 磁控溅射超高纯Ta靶往往会因晶粒尺寸、织构梯度均匀性的问题,极大地影响沉积薄膜厚度的均匀性,从而影响先进制程芯片良率。因此,结合先进制程芯片的特殊应用环境,本文简述了集成电路用PVD工艺过程与先进制程对Ta靶的应用需求,并综述了近些年集成电路用超高纯Ta常用提纯与晶粒、织构控制工艺的研究进展,包括Ta粉提纯、电子束熔炼、锻造、轧制、再结晶退火工艺以及加工对最终Ta靶溅射性能的影响,针对各类工艺对Ta晶粒、织构的影响进行了阐述。最后,对磁控溅射超高纯Ta靶在先进制程芯片的应用现状与制备工艺难点进行了总结和展望,指出领域内新出现的更具高经济性与材料利用率的超高寿命高厚度(0.65英寸,1英寸=25.4 mm)Ta靶,以及对超高纯Ta形变热处理工艺研发与优化的迫切需求。

钨及钨合金强化方法和烧结工艺研究进展

摘要:钨及其合金因其优异的性能被广泛应用于核工业、航空航天等极端环境中,但钨固有的低温脆性和重结晶脆性也限制了它的进一步应用。本文结合近年来相关研究, 从钨及其合金的成分和制备工艺两方面出发, 综述了钨基材料性能方面的改善及其实现方法。成分调控领域有Re,Ta和 Nb等元素的固溶强化,以及碳化物和氧化物的第二相强化;制备工艺方面分为场辅助烧结的热压、放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)和微波烧结等工艺,以及无场辅助烧结的活化烧结和无压两步烧结方法。最后,总结了现有工艺和技术的发展现状,对不同制备工艺的发展趋势进行了展望。

自钝化钨合金高温氧化性能研究现状

摘要:钨因具有高熔点、高硬度和优良的抗离子溅射性能,被选为聚变堆面向等离子体第一壁的重要候选材料。但是钨的抗氧化性能较差,严重限制了其工程应用。通过添加钝化元素制备自钝化钨合金,可形成保护性氧化膜改善其抗氧化性能。与纯钨相比,自钝化钨合金的抗氧化性能提高了2~4个数量级。近年来,研究者从成分设计和成分优化对自钝化钨合金开展了大量研究, 取得了丰硕成果。通过添加Si或Cr制备的W-Si或W-Cr二元自钝化钨合金,因可形成SiO2 或Cr2O3 保护膜,其抗氧化性能明显提高。在二元自钝化钨合金基础上,通过添加活性金属元素如Y,Zr改善氧化产物与合金基体的结合力,发展了三元和四元自钝化钨合金,进一步改善了其抗氧化性能。总结归纳了自钝化钨合金的研究进展,从氧化前后显微结构、物相分析、氧化增重等方面论述了其氧化过程及机制。在此基础上,指出了自钝化钨合金面临的问题并对其发展前景进行了展望。