碲化铋基柔性热电器件研究进展

摘要:碲化铋基柔性热电器件具有体积小、质量轻、可变形、可弯折的特点,能够实现高密度阵列集成,契合未来电子信息领域对高性能、微型化、低功耗器件的发展需求。该种器件适用于复杂几何结构和不规则曲率变化的表面,能够满足物联网、可穿戴设备、微电子芯片行业对微能源供应、小空间快速制冷、个人热量管理的需求。综述了近年来碲化铋基柔性热电器件研究进展和存在的问题,并对其未来的发展方向进行了展望。虽然碲化铋基柔性热电器件的研究取得了一定的进展,但整体上仍处于实验室阶段,实现大规模商用应用还有一段距离,今后应侧重于输出功率的提升、穿戴舒适性和美观性、服役稳定性和使用寿命,以及降低制造难度方面的研究。碲化铋基柔性热电器件主要分为块体型、薄膜型和纺织物型3大类型。块体型器件的输出功率一般可达1×10−5W·cm−2,但其柔韧性和穿戴舒适性不足,可通过提高碲化铋基热电材料本身的ZT 值、优化负载电阻、选择热导率低的封装材料,以及合理设计封装元件尺寸和热电臂的形状、数目和连接方式等方法来持续提高其热电性能,可通过开发柔韧性更高、甚至具备自愈能力的封装材料和连接材料来提升其柔韧性和穿戴舒适性。薄膜型器件的输出功率一般在1×10−6—1×10−9 W·cm−2 之间,还达不到实际应用需求,通过提升碲化铋基薄膜制备技术并优化工艺参数来提高薄膜本身热电性能,开发热稳定性、电阻率、导热系数更优的热电界面材料,从而降低接触热阻导致的界面热损失,提高输出功率和转换效率,通过选择柔韧性和机械稳定性更高的基底材料来其使用寿命。纺织物型器件具有较好的拉伸、弯曲和剪切性能,能满足穿戴的舒适性要求,但热电性能较差,输出功率也普遍在1×10−6—1×10−9W·cm−2之间,且稳定性不足,可通过改进涂印和浸渍工艺来提高纱线表面碲化铋基热电材料的均匀性,创新热电纱线组装的结构以在织物厚度方向上更好地建立温差,从而提高其热电性能。本研究为碲化铋基柔性热电器件的应用提供了理论参考。

稀有金属元素在硬质合金中的应用研究进展

摘要:综述了国内外对稀有金属元素在硬质合金中的应用研究进展,分析了四类元素稀有难熔金属、稀土、稀贵金属和稀散金属对硬质合金微观组织与性能的影响,并展望了稀有金属元素在硬质合金中的应用前景。

难熔金属及金属碳/氧化物粉体制备技术研究进展

摘要:难熔金属及金属碳/氧化物具有高熔点、高温稳定性、强耐腐蚀性等优异特性,在燃气叶片、电子管、火箭引擎、切削刀具、高温热元件、涡轮喷嘴等高温高压、强腐蚀性等环境下被广泛应用。本文介绍了难熔金属及金属碳/氧化物粉体的应用,梳理了难熔金属及金属碳/氧化物粉体的机械法、还原法、燃烧法、溶胶-凝胶法、水热法、微波法、沉淀法、热解法、爆炸法和等离子体法等制备工艺,并比较各种工艺在制备难熔金属及金属碳/氧化物粉体过程中的优缺点;重点评述难熔金属及金属碳/氧化物Mo、W、Ta、WC、ZrC、TiC、CeO2、ZrO2、Y2O3 等粉体的研究现状,并展望了难熔粉体的发展方向,为难熔粉体的制备工艺和应用提供参考。

高强钼基材料的研究现状及展望

摘要:钼合金及钼基复合材料因高熔点、较高的高温强度、适宜的密度、低热膨胀系数等优良性能已在冶金、机械、航空航天、核工业等领域得到广泛应用。 钼的电子结构决定了其本征脆性,而通过合金化、第二相强化、大塑性变形等方式可以改善钼的非本征脆性,提高钼基材料高温强韧性。本文综述了钼基材料强化方式与强化型钼合金及复合材料的研究现状,分析了钼基材料高温力学性能影响因素,展望了高强钼基材料的发展方向。

从铜钼冶炼二次资源中回收铼的研究进展

摘要:铼(Re)作为稀缺战略性金属元素,超90% Re应用于高温超级合金与铂−铼催化剂的生产。我国Re资源对外依存度超过50%,严重制约航空航天等高端制造业发展。本文系统回顾了冶炼二次资源中Re 提取的研究进展。铜钼冶炼烟尘和废酸是最主要含Re 二次资源,回收技术需因原料差异开发。当前主流工艺为火法预处理−湿法浸出−深度提铼,但存在能耗高、回收率低等问题。深度提Re的关键在于实现Re与杂质元素的高精度分离。化学沉淀法和非化学沉淀法是常用方法,非化学沉淀法回收效果好,但局限于弱酸性或中性环境;化学沉淀法操作简便、选择性高,然而易杂质共沉淀,影响Re 纯度,尤其在硫化沉淀中,精准调控硫离子浓度对提升Re 分离效率至关重要,优化硫化剂类型与添加方式可改善沉淀效果。本文围绕“源头控制−过程强化−精准分离”,剖析Re回收关键技术问题,展望研究新方向,为冶炼二次资源中Re的高效分离提供理论与技术参考。

专利视角下光伏用钨丝技术发展态势分析

摘要:钨丝金刚线具有高硬度、高强度,耐高温、耐腐蚀等优异性能,使其成为取代高碳钢丝作为金刚线母线切割超薄硅片的关键材料,具有广阔的产业应用前景。本文基于全球专利数据,系统分析了光伏用钨丝技术的竞争时序、技术来源与流向、竞争格局及技术构成。研究结果表明:光伏用钨丝领域的技术创新正处于快速发展期,以松下为代表的日本企业展现出较强的创新实力,而国内创新主体正处于技术追赶期;中国是全球最具吸引力的目标市场;当前全球技术创新主要聚焦在钨丝掺杂和钨丝拉拔方面;与国外龙头企业相比,国内创新主体前瞻性开展海外布局的意识较为薄弱,产学研用协同创新机制有待完善。本研究旨在为把握光伏用钨丝技术创新发展趋势、优化产业创新路径提供参考。

金属钨材料高效循环再造技术前瞻及发展建议

摘要:钨作为关键战略金属,广泛应用于国防、新能源等领域。随着全球资源短缺与需求增长矛盾加剧,传统开采难以满足需求,钨资源循环利用成为保障可持续供应的核心路径,兼具经济价值与生态意义。钨二次资源回收技术可分为化学冶金法和物理冶金法,其中熔盐电解等新兴技术展现出高效清洁循环潜力,但仍面临回收效率低、能耗高及污染控制等瓶颈。针对这些问题,文章提出多维度发展策略:重点突破熔盐电解技术的工程化应用,开发低能耗高效回收体系;强化政策扶持与国际技术协作,构建标准化回收网络;推进智能化分选与自动化提纯装备研发,提升全流程技术能效。通过技术创新与产业协同,钨资源循环体系有望实现规模化应用,可缓解资源约束压力,还将推动全球钨产业绿色转型,为资源可持续利用提供实践范本。

高纯金属镝、铽的制备与提纯方法研究进展

摘要:高纯金属镝、铽是永磁材料、磁致伸缩材料、磁光存贮材料、磁制冷材料以及电光源材料等高科技领域的基础原料。对制备工业纯级金属镝、铽所用的钙热还原法与中间合金法进行了总结,详细阐述了常用提纯金属镝、铽的真空蒸馏法、区域熔炼法以及固态电迁移法。对尚在研究的氢离子体电弧熔炼技术、电化学脱氧技术以及固相外吸气技术进行了整理。分别从市场导向以及可操作性角度考虑高纯镝、铽金属的未来发展方向,为高纯稀土金属镝、铽行业发展提供参考。

高熵合金及高熵陶瓷在电解水中的应用进展

摘要:析氢、析氧的动力学过程迟缓,带来电解水制氢能效低、成本高的问题,给绿氢的大规模应用设置了严重障碍。开发具有低成本、高催化性能的催化材料,是突破这一瓶颈问题的关键环节。近年来,高熵材料因其优异的物理和化学性能在各领域受到广泛关注。高的混合熵可以赋予材料大的晶格畸变、显著的迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应,为催化剂的成分设计和性能提升提供了良好平台。高熵材料也因此开始在电解水制氢领域崭露头角,并迅速成为解决绿氢制备低能效问题的一种理想催化剂,是该领域当前的一个研究热点。鉴于此,本文综述了高熵合金和高熵陶瓷在电解水催化方面的研究现状。文章首先基于电解水反应机制,总结了高熵合金、高熵陶瓷催化剂的成分设计和结构调控策略,梳理了用于析氢和析氧催化的不同高熵合金、高熵陶瓷成分体系,介绍了高熵电解水催化剂的合成方法,并对其优缺点进行了评估,最后对该领域面临的挑战和未来发展方向进行了展望,以期为低成本、高性能高熵电解水催化剂的开发提供新思路,促进绿氢相关技术的研究和发展。

铱纳米颗粒制备技术及应用研究进展

摘要:铱纳米颗粒(Ir NPs)凭借熔点高、稳定性好、抗腐蚀性强、催化活性高、 选择性好以及良好的生物相容性等优点在电催化、传感、化学反应和生物医药等诸多领域得到了蓬勃发展,已经逐步成为了国防建设和新技术产业中不可或缺的关键材料之一。目前Ir NPs的制备技术主要有化学还原法、光化学还原法、电化学还原法、热分解法、水热/溶剂热法、微波辅助合成法和离子液体法。本文阐述了近年来这些制备工艺的研究现状,不仅对各工艺的优缺点进行详细讨论,同时也基于现有报道的学术见解和工业应用实践,将各工艺从合成速率、规模化(经济性)、形貌尺寸的可控性以及环保性这4个方面进行比较,优选出比较适合工业化发展的理想工艺。最后归纳Ir NPs及其复合材料的应用领域,指出拓展Ir NPs更潜在的应用价值以及开发更加新型环保的制备手段是未来发展的一个重点方向,为后续的研究提供有力的支撑。