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。
高温形状记忆合金的研究现状及应用前景
摘要: 高温形状记忆合金(HTSMAs)可简化机械部件的设计, 并提高其运行效率, 在汽车、航空航天、制造业和能源勘探领域有极大的应用潜力。在实际应用中, 除了高的相变温度外, 还要求HTSMAs具有较大的可回复应变、长期稳定性、抗塑性变形与抗蠕变的特性, 但随着温度的升高, 这些要求越来越难以满足。此外, 较差的可加工性与高昂的原材料成本, 使这一类合金的工业化面临较大的挑战。尽管如此, 通过成分控制、合金化、热机械处理以及开发新的制备工艺, HTSMAs 的研究取得了一定的进展。在目前研究的HTSMAs 体系中, Ni-Ti基、Cu基以及Ni-Mn-Ga基HTSMAs最具潜力。对这3种HTSMAs的物理和高温力学性能、加工技术、应用和挑战等方面进行简要概述, 总结了通过不同成分设计、合金化、热处理及机械加工等方法改善后, HTSMAs材料的微观结构及力学性能, 提及了机器学习在辅助形状记忆合金成分设计方面的发展前景, 对目前各领域HTSMAs 材料面临的难题及未来的发展方向进行了归纳。
高温高压处理增强化学气相沉积多晶金刚石的光学性能
摘要:增强化学气相沉积(CVD)金刚石的光学性能是学术界和工业界长久以来的 追求。然而,CVD技术的壁垒限制了金刚石的应用领域。文章通过高温高压处理方法成功提高了CVD多晶金刚石的光学性能。使用光学显微镜、紫外-可见光吸收光谱和红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对 CVD多晶金刚石在高温高压处理前后的微观结构进行了表征。结果表明,在 10 GPa下,CVD金刚石的透明度随着处理温度的升高而显著增加,从最初的不透明提升到几乎完全的光学透明。通过光谱和微观结构分析,提出了高温高压条件下 CVD多晶金刚石的改性机理。高温高压处理改善初始CVD多晶金刚石光学性能的同时降低了合成具有纯sp3键合的高透明度金刚石材料的技术难度,具有科学及应用上的双重意义。
高熵热障陶瓷的性能优化及发展现状
摘要：为了应对航空发动机服役温度的升高对高性能热障涂层（Thermal barrier coatings, TBCs）材料的迫切需求，高熵陶瓷材料的合成及性能评价为新型TBCs 材料的开发提供了新的思路。研究表明，由于存在四种独特的效应，与传统TBCs 材料及单组元TBCs 材料相比，高熵TBCs 陶瓷的成分设计及性能调控灵活，综合性能也更为优异。总结了高熵热障陶瓷的研究现状，基于高熵陶瓷材料的微观结构及质点间成键性质从热导率、热膨胀性能、高温抗烧结性及相稳定性、力学性能及抗CMAS 腐蚀性能等五个方面对高熵TBCs 材料的组分设计及性能优化进行了分析总结。成分设计时，具有较大的质量差和离子半径差的不同组元成分进行固相合成，形成较大程度的晶格畸变，扩大声子碰撞几率，可降低热导率；电负性相差较小的阴阳离子可形成具有较弱键合强度的离子键，易于获得高的热膨胀系数，同样，形成较强键合强度的离子键有益于力学性能的提高；半径相差越大的元素离子竞争同一晶格点位，越易形成更为严重的晶格畸变，阻碍物质扩散，表现出迟滞扩散现象。研究旨在为高熵TBCs 材料的成分设计及性能优化调控提供一定的理论指导。
高熵化设计在硬质合金中的应用
摘要：多主元合金，包括高熵合金，由多个主要元素构成，改变了传统合金的设计理念，具有优异的强度-塑性综合调控性能、耐腐蚀、耐高温等特性，为材料性能优化提供了灵活高效的研究思路。在高性能硬质合金材料中，高熵化的概念同时在黏结相和硬质相方面得到了应用。本文针对多主元黏结相和多主元硬质相，重点分析了高熵化对硬质合金材料微观组织、强韧性调控和服役性能的影响机制，并介绍了作者团队的最新研究进展，最后展望了高熵化硬质合金材料的发展前景。
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。
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。
钨及钨合金基体热阴极的研究进展
摘要：热电子发射研究了百余年，目前新型电子器件的快速发展导致对具有增强发射特性( 如更高的电流密度，更均匀的发射，更低的工作温度和更长的使用寿命) 的阴极需求激增。本文综述了近几十年来热阴极的研究进展，并详细讨论了各种热阴极的发射特性与其组成、结构和制造方法之间的关系，概述了固固掺杂法、固液掺杂法、液液掺杂法等基体制备方法的优缺点以及其对阴极发射性能的影响。此外，还梳理了钡钨阴极、覆膜阴极、混合基阴极和钪系阴极的发射机制，展示了该领域的最新研究成果，其中钪系阴极尤其是混合基顶层含钪阴极由于其优异的发射性能而被认为是最具发展潜力的阴极体系。尽管其制备方法多种多样，但适用于热阴极的高均匀、高可靠钨及钨合金基体制造仍然存在挑战。钨合金基体在发射过程中的微观结构变化尚不明晰，发射机理解释存在局限性，均有待探明和扩充。
碳化钼的结构、制备及应用研究进展
摘要：将碳原子引入钼的晶格中形成碳化钼时，形成的间充结构具有独特的物理和化学性质，在加氢反应和制氢反应等领域具有优异的催化性能，可与贵金属铂、钯相媲美。碳化钼化学性质活泼，合成方法和实验条件都密切影响着最终产品的物化性质，任何一种反应原料和实验条件发生微小变化，都可能造成碳化钼的晶相结构、晶粒大小、比表面积等产生较大变化，从而改变材料的催化性质。本文对几种典型碳化钼的晶相类型及空间结构分别进行了介绍，分析了影响碳化钼结构的电子性质和几何因素，系统总结了碳化钼的合成策略并指出了不同制备方法的优劣势。以程序升温还原法为例，分析了碳化钼的生长机理，并从碳化终温、升温速率、碳源浓度三方面着重讨论了制备条件对材料的影响。然后总结了碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域的应用，详细阐述了碳化钼在电催化析氢和CO2加氢转化反应中的催化机理及改进策略，最后基于目前存在的挑战进一步提出碳化钼材料未来的发展方向。
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。
