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。

氮化钼薄膜的制备、性能及其应用研究进展

摘要:氮化钼作为过渡金属氮化物的典型代表,具有良好的导电性以及优异的力学性能、电化学性能,在催化、储能、集成电路、保护涂层等领域有着广泛的应用前景。然而,目前国内有关氮化钼薄膜的综述较少。首先总结了氮化钼的分子结构及其物理性能和力学性能;其次总结了氮化钼薄膜的主要制备方法,包括溶液法、溅射法、原子层沉积法以及化学气相沉积法等,归纳了各种氮化钼薄膜制备方法的优缺点及其适用的场景;最后,对氮化钼薄膜的潜在应用前景进行了总结和展望。

铱及铱合金涂层的研究现状与展望

摘要: 铱(Ir)是一种超高温抗氧化材料,其不但熔点高、硬度大,而且在高温下具有极强的稳定性和极低的氧渗透率。所以,Ir涂层被广泛地应用于碳基材料与难熔金属的高温防护方向,在航天领域的应用前景十分广阔。首先介绍了Ir涂层的多种制备技术,对其中的几种重点制备技术进行了详细介绍,论述了不同制备技术的优缺点,介绍了制备技术的组合以及改进方式。并且对不同制备技术和不同制备条件下所制得Ir涂层的晶体微观结构进行了介绍, 并论述了微观结构对涂层性能方面的影响,包括涂层的力学性能以及抗氧化性能等,最后总结了微观结构对涂层性能的影响规律。由于纯Ir涂层存在不足之处,介绍了应用表面合金化制备出的Ir合金涂层,并重点介绍了Ir-Al,Ir-Hf,Ir-Hf-Al和Ir-Hf-Zr等合金体系的性能和规律,探讨了未来多元Ir合金涂层的应用发展趋势。最后,对Ir及Ir合金涂层的研究进行了展望。

纯银溅射靶材的制备、微观结构及溅射成膜研究

摘要:银薄膜作为高新技术领域极具潜力的新材料,在现代工业中得到了广泛的应用。以银靶为源材料的磁控溅射已成为制备银薄膜的常用方法。本研究比较了冷轧状态和退火状态下Ag靶的溅射性能,探讨了Ag靶与Ag薄膜之间的关系。结果表明:冷轧变形量为83.33%后进行 600 ℃退火可以有效提高 Ag{110}的织构密度。冷轧态和退火态Ag靶具有相似的沉积速率。两种Ag薄膜的电阻率均随溅射时间的延长而降低。在溅射时间相同的情况下,退火态Ag靶溅射的Ag薄膜电阻率低于冷轧态Ag靶溅射的Ag薄膜。退火态Ag靶组织均匀,溅射后溅射跑道较浅。

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。

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。

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。

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。