稀散金属镓高纯化及应用的研究进展

摘要: 作为金属镓资源大国, 中国在全球稀散金属产业中扮演着重要角色, 并已具备高纯镓生产能力, 但金属镓的高纯化工艺开发与发达国家间依然存在较大差距, 严重制约了相关战略性新兴产业的发展。目前, 大量的高纯镓及其化合物材料仍需依赖进口, 阻碍了下一代先进材料与器件的自主可控。在世界经济一体化和科技高速发展环境下, 发展新质生产力, 加强科技创新投入, 开发附加值高、 应用领域广的金属镓高纯化技术, 进一步拓展金属镓及其化合物产业链应用, 对提升中国在高端材料产业的国际竞争力尤为重要。本文在概述金属镓研究背景和纯度要求的基础上, 从电解精炼、 真空蒸馏、 结晶提纯及多步联合技术等方面归纳了稀散金属镓的高纯化策略及研究成果, 并对未来高纯镓的发展应用及产业化创新进行了展望。

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。

高熵合金腐蚀行为研究进展

摘要: 高熵合金独特的成分设计和多组元间协同作用,赋予了其许多特殊的物理、化学和力学性能,如在多种腐蚀介质中展现出优于传统合金的耐腐蚀性,在现代工业和高技术领域展现出巨大的应用潜力。从高熵合金成分、制备方法和热机械处理工艺对其晶粒尺寸、元素分布、相结构、晶体缺陷的影响出发,阐明了在多种腐蚀介质中高熵合金表面钝化膜组成成分、形成过程和稳定性的差异化原因,进一步对腐蚀发生的具体形式、腐蚀产物和腐蚀机理进行梳理,准确评估了高熵合金的腐蚀性能。最后,对突破传统合金的应用限制,解决极端服役环境下的“卡脖子”难题,开发高强塑耐腐蚀高熵合金,推进高熵合金新材料工业化应用过程中面临的挑战进行了总结与展望。

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。

镍基单晶高温合金/热障涂层体系的应用研究进展

摘要:随着先进航空发动机对于高推重比和高服役可靠性的追求,不断对涡轮叶片材料工艺选用提出更高的要求,采用以镍基单晶高温合金作为基体,叶身外表面涂覆热障涂层的涡轮叶片已成为先进航空发动机的典型特征。镍基单晶高温合金和热障涂层材料的研发、镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价是保障涡轮叶片工作安全性的关键,是当前航空发动机领域的研究热点之一。本文对涡轮叶片用镍基单晶高温合金、热障涂层材料的研究及应用情况进行了详细介绍,简要介绍了镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价及失效机理研究进展,并从单晶基体/金属底层界面匹配性、新型金属底层和陶瓷面层研发以及考核评价等方面阐述了涡轮叶片用镍基单晶高温合金/热障涂层体系的研究重点,以期为充分发挥镍基单晶高温合金/热障涂层体系使用潜力提供参考。

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。

溅射用难熔金属靶材的制备及再制造工艺研究进展

摘要:【目的】为了探讨难熔金属靶材在半导体行业的应用现状,分析其制备工艺,并预测未来的发展趋势。【研究现状】梳理在靶材制备过程中,致密度、纯度、晶粒尺寸和结晶取向等关键因素对靶材性能的影响;总结粉末冶金技术(热压、热等静压、冷等静压、放电等离子烧结等)和熔炼技术(电子束熔炼、电弧熔炼等)在难熔金属靶材制备中的应用;阐述靶材回收技术和原位修复技术的研究进展和应用前景。【结论与展望】难熔金属靶材的未来发展正朝着以下几个关键方向迈进:追求更高的纯度和均匀性,实现更大的尺寸和更高的平整度, 开发新型制备技术,以及优化回收与再利用流程,这些进步将为半导体行业带来更高的效率,提供可持续的发展路径。

钨合金的强韧性研究进展

摘要:钨及其合金具有高熔点、高密度和优异的抗等离子体溅射侵蚀能力等优点,尤其是在高温服役环境下,还具有优异的综合力学性能,是航空航天、武器装备、核工程等不可或缺的关键材料。但在极端高温服役环境下钨合金面临强化相尺度大、分布不均,导致钨合金高温强韧性不足的问题。为解决上述难题,国内外学者开展了钨合金的强韧性研究,通过调控材料成分与组织结构提高钨合金的力学性能。本文主要从形变强化、固溶强化和弥散强化3个方面阐述钨合金的组织调控与强韧化机制,并对钨合金的未来发展趋势与未解决的问题进行展望。