镍基单晶高温合金发展趋势:新型研究技术驱动合金化设计

摘要:镍基单晶高温合金成分复杂且任一元素合金化作用不同,传统的“经验-试错”及相图计算等合金化设计方法难以满足新型合金快速研发的需求。“材料基因组工程”可以快速获得材料成分-组织-工艺-性能之间的关系,极大提高了新型材料的研发速率,降低生产成本。本文简述了镍基单晶高温合金的合金化设计发展趋势,包括高通量制备与表征技术、机器学习等新型研究技术在合金化设计中的应用,并阐述了原子探针层析技术定量研究合金微观组织中元素特征的能力,以期为镍基单晶高温合金的合金化设计提供思路。

稀土基二维纳米材料的合成及其电催化中应用的研究进展

摘要:电催化技术可为实现低碳经济和清洁生产提供助力,成为当今国际社会普遍关注的焦点。在实际应用过程中,多数电催化系统的效率取决于催化剂的性能。二维纳米材料具有较高的比表面积、丰富的活性位点和特殊的电子态,在电催化领域展现了巨大的应用潜力。稀土元素具有特色的4f轨道电子结构,能够有效调制催化材料活性位点状态及电子传输能力,为二维催化材料的优化提供了新思路。近年来,越来越多的稀土基二维纳米材料涌现出来并在电催化领域展现优势。本文主要论述了稀土基二维纳米材料设计理念、合成方法及其在多种电催化过程当中的应用。在此基础上,对稀土基二维纳米电催化材料当前存在的挑战进行了总结,并指明了其未来发展方向。

基于专利分析的钽粉制备技术现状研究与趋势分析

摘要:以德温特创新索引专利数据库中1992—2021年间的钽粉专利为研究对象,利用科学计量工具Citespace绘制了钽粉专利科学知识图谱,并对钽粉专利现状和发展趋势进行了分析。结果表明,全球钽粉专利申请量从2011年开始大幅增加,其中中国的专利申请占比最大。然而,以高被引专利为代表的高技术门槛和高利润钽粉制备专利主要被欧美企业所持有,显示出了欧美国家在钽粉研发实力上的领先优势。中国未来需在以高容化、高压和高可靠性电容器用钽粉为代表的产品方向进行突破。

铬污染场地强化微生物修复技术研究进展

摘要:铬是一种具有致癌性、致畸性的有毒金属元素,铬矿冶炼、镀铬和皮革制造等人类活动使大量铬释放到环境中, 造成严重的环境污染,引起各国学者的广泛关注。首先对国内外铬污染的现状和铬在土壤、水和大气环境中分布特征进行了介绍;归纳了pH、氧化还原电位、氧化物/氢氧化物、有机质和微生物影响下铬在土壤中的迁移转化规律;总结了微生物修复主要依靠生物吸附、生物累积和生物转化,通过细菌和真菌等微生物吸附和还原Cr(Ⅵ);在此基础上归纳了矿物材料、固定材料和刺激剂在强化微生物修复方面的研究进展。目前常用的铬修复微生物是假单胞菌属、芽孢杆菌属和希瓦氏菌属等细菌及霉菌和酵母菌等真菌。铁基材料和碳基材料通过促进微生物的胞外电子传递过程加速Cr(Ⅵ)的还原;膨润土、生物炭等材料通过为微生物提供合适的生存空间;海藻糖等刺激剂通过改善土壤环境,促进微生物生长,强化微生物修复能力。强化微生物修复技术能够增强Cr(Ⅵ)还原效率,适应恶劣土壤环境,已逐渐成为目前研究的重点。

汽车尾气催化剂中铂族金属回收工艺概述

摘要:我国铂族金属资源稀缺,从二次资源中回收铂族金属,对于实现可持续发展和环境保护都具有重要意义。综述了目前从报废汽车尾气净化催化剂中回收铂族金属的研究进展,包括预处理、富集和精炼与分离过程。预处理作用是打开废催化剂的包裹或增大与溶液的接触面积。富集是最回收废催化剂最为关键的步骤,湿法富集过程繁琐,周期较长、废水量较多,回收率不稳定。火法富集,以铁、铅、铜、锍的金属熔炼捕集为主,铅、锍熔炼过程会产生毒性物质,铜价格昂贵,而铁捕集具有经济廉价、且工艺流程短、无污染等特点,是未来处理汽车尾气催化剂的发展方向之一。精练与分离步骤包括沉淀、萃取、离子交换以及电解,其中电解法是未来的方向。

WC含量对激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层组织及耐腐蚀性能的影响

摘要:为了延长脱硫浆液循环泵叶轮的寿命,采用激光熔覆技术在脱硫浆液循环泵叶轮的母材30CrMnSiA钢表面制备了WC增强CoCrFeNiTi-WCx(x=0,5,10,15,20,质量分数,%)高合金涂层,研究了WC含量对涂层的显微组织、力学和耐蚀性能影响。研究发现 CoCrFeNiTi高熵合金涂层相组成为fcc(Fe-Ni)、bcc(Fe-Cr)、Laves(CoTi2)和AB-type(Ti的化合物),随着WC含量增加,Laves相衍射峰强度增强,且生成了新相碳化物(WC、TiC、Cr7C3和Fe3C)。CoCrFeNiTi高合金涂层主要组织为底部的胞状晶和顶部的等轴枝晶,随着WC含量增加,涂层组织主要为等轴枝晶,且晶粒尺寸逐渐细化。WC的加入提高了涂层的性能,其中CoCrFeNiTi-20%WC涂层硬度(HV0.2)最大,为6419MPa,且摩擦系数(0.664)和磨损率(1.3×102μm(s-N)-1)最小,耐磨性能最好,磨损机制主要为轻微的黏着磨损和磨粒磨损。此外,随着WC含量的增加,涂层表现出更低的腐蚀速率和腐蚀电流。其中,CoCrFeNiTi-20%WC涂层腐蚀电流最小,耐腐蚀性能最好。

硒提纯与高纯硒制备技术专利分析综述

摘要:了解硒提纯制备专利技术是掌握硒纯化技术研究进展的重要路径,本文对硒提纯与高纯硒制备相关专利进行了统计分析,整理了国内外硒提纯与高纯硒制备技术,并探讨了各提纯工艺的优缺点。全球来看,中国和日本是硒提纯与高纯硒制备技术专利申请主要国家,我国该领域专利申请单位主要集中在云南省和广东省。湿法提纯工艺、火湿法联合工艺及真空蒸馏工艺适用于含硒物料提纯制备硒品位

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。

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。

高熵氧化物制备研究进展

摘要: 近年来,由五种或五种以上金属元素以等摩尔或近等摩尔比构成,具有各组元高度分散且混乱无序结构特征的高熵氧化物受到了研究人员的广泛关注。高熵氧化物主要有岩盐型、尖晶石型、钙钛矿型和萤石型等几种类型,在储能、催化、吸波及隔热领域均有很好的应用前景。综述了近年来固相反应法、喷雾热解法、共沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法、溶液燃烧合成法和激光脉冲法等制备高熵氧化物的最新研究进展,详细比较了这些方法的优缺点。在此基础上,归纳总结了目前高熵氧化物的各类改性方法;提出了目前高熵氧化物的合成过程中出现的问题,并对高熵氧化物的未来发展趋势进行了展望。