镍基高温合金三维超声辅助车削装备设计及加工工艺特性研究

摘要:针对难加工金属材料镍基高温合金在常规车削中存在的切削力大、刀具磨损严重、表面质量控制困难等问题,利用超声辅助加工的优势,系统设计并搭建了一套三维超声辅助车削(3D UVAT)装备,并利用该装备开展了镍基高温合金的车削实验,探究了超声振动作用对镍基高温合金加工中切削力及表面质量的影响规律。研究结果表明,所设计的三维超声辅助车削装备可实现三维超声振动,其刀具在切削方向、切深方向和进给方向的振幅分别达到23、10 和10 μm。三维超声辅助车削中刀具与工件周期性分离接触的作用能够显著降低镍基高温合金加工过程中的切削力,降幅可达42.6%,同时加工后的表面粗糙度值下降可达86.3%。

含锗粉煤灰中锗的分离提取研究进展

摘要:锗是战略性关键金属, 在人工智能等高新技术产业迅猛发展与大国资源博弈日益激烈的双重背景下,锗资源的开发利用显得尤为重要。锗在自然界中几乎没有独立矿床,约50%的锗赋存于褐煤中,而含锗粉煤灰作为燃煤发电的副产品,其锗含量相比原煤出现明显富集并达到工业开发品位, 成为中国锗资源开发的重要来源。本文系统综述了粉煤灰中锗的赋存状态及其提取研究进展,包括火法富集、湿法浸出和含锗溶液深度分离等工艺环节,深入探讨了各方法的原理、 技术优势及应用挑战。在此基础上,对未来提锗技术发展方向进行了展望,提出通过助剂与分离载体设计、工艺耦合优化和绿色分离过程创新来提升锗回收效率与环保性,并实现粉煤灰中有价组分的高效协同提取, 推动中国锗资源的可持续供应和粉煤灰高值化利用。

贵金属催化氧化VOCs研究进展

摘要:挥发性有机物(VOCs)是臭氧和PM2.5生成的重要前驱体,对环境质量和人体健康均构成潜在威胁,因此,控制VOCs排放是实现减排目标的重要策略。热催化氧化技术因其高效性和环境友好性被认为是控制去除VOCs的重要技术之一。贵金属催化剂因其具有低温氧化活性高、稳定性好等优点,受到VOCs催化氧化领域研究者的青睐。为了推动贵金属催化剂体系在VOCs治理领域的应用,同时为同行提供参考,本文针对近年来贵金属催化剂催化氧化VOCs的应用和研究进展进行了归纳整理。基于贵金属催化剂在催化氧化VOCs领域中的特点,围绕贵金属催化剂催化氧化VOCs机制进行总结评述,重点从活性组分、贵金属前驱体、催化剂制备方法、载体种类及金属掺杂改性等多个维度系统地阐述了影响贵金属催化剂性能的因素, 同时针对VOCs治理中的实际应用场景总结了催化剂的失活机制并提出了相应的应对策略,最后对贵金属催化剂在VOCs治理领域的未来发展提出展望。

中高熵合金涂层制备工艺的研究进展

摘要: 中高熵合金以其独特的多主元合金体系, 展现出一系列卓越的综合性能: 不仅具有高强度与高硬度, 在摩擦环境下还具有较强的抗磨损能力, 并且具备良好的化学稳定性; 在高温环境中, 中高熵合金仍然能够保持稳定的结构与性能, 具备优异的抗氧化特性。这些性能使其在航空航天、 电子、 机械等领域有着广泛的应用。中高熵合金的制备涉及多种元素的精确配比和均匀混合, 因此在原材料的纯度及成分配比准确性方面具有极高的要求。同时, 在熔炼过程中, 为了防止中高熵合金出现成分偏析、 组织不均匀等问题, 需要精确控制熔炼参数, 确保中高熵合金成分的均匀性和组织结构的稳定性。本文从中高熵合金的成分设计出发, 探讨了中高熵合金涂层的制备工艺以及工艺参数对涂层质量的影响。该研究成果可为材料成分和结构上的创新提供参考。

硅酸锆的研究现状与展望

摘要:硅酸锆(ZrSiO4)作为地球最古老的矿物之一,凭借其优异的高温稳定性、化学惰性、低热膨胀系数及抗辐射能力,在耐火材料、核废料固化及陶瓷釉料等领域广泛应用。近年来,随着材料科学与工程技术的突破,ZrSiO4 的合成方法、结构调控及功能拓展研究取得显著进展。传统固相合成法因工艺简单仍占据主导地位,而溶胶-凝胶法、水热法和机械化学法等新兴技术通过精准调控晶粒尺寸与形貌,成为研究热点。通过稀土元素或过渡金属掺杂结合纳米化处理,可显著提升其离子交换能力、机械强度及光催化、荧光等功能特性。此外,ZrSiO4在核废料锕系元素固化及航天热防护涂层等极端环境下的稳定性研究备受关注。本文系统综述了ZrSiO4的晶体结构、热膨胀系数、热分解温度、相稳定性及耐辐射性能等关键物理化学性质,对比分析了固相法、溶胶-凝胶法等主流合成技术的优缺点,重点探讨了ZrSiO4在掺杂改性、高性能陶瓷釉料、抗氧化涂层、高温结构陶瓷及核废料固化等领域的应用进展,揭示了掺杂剂类型与微观结构对功能特性的调控机制,并对未来的发展趋势进行了展望。

氧化锆受控影响因素及合成方法研究进展

摘要:氧化锆(ZrO2)纳米材料因优异的生物相容性、光电性能和力学性能以及较强的热稳定性和化学稳定性被应用于医学、航空航天、检测装置和先进陶瓷等领域。目前多种合成方法被应用于制备ZrO2纳米材料,通过精细调控形成多元化结构以提升其使用性能。通过对近年来ZrO2影响因素以及合成方法的相关文献进行整理,本文旨在为合成高性能ZrO2提供参考。合成过程中ZrO2性能受多方面因素的影响,如颗粒形貌、团聚程度以及结晶度等。通过调节合成参数(如反应时间、反应和煅烧温度、溶液pH 值、前驱液种类等)论述影响ZrO2性能的主要因素。此外,ZrO2可通过多种方法进行合成,包括水热法、溶剂热法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法以及微乳法,重点阐述不同方法合成ZrO2的基本原理以及优势,最后与本文采用的预混滞止火焰合成法进行对比,从而进一步分析选择方法的不同对最终产物的影响。ZrO2的合成技术将朝着更加高效、环保和精准的方向推进。一方面,新兴技术的不断涌现和交叉融合将催生出更多创新性的合成方法;另一方面,对ZrO2性能的深入研究将推动其在新兴领域的应用拓展。同时,如何降低合成成本、提高生产效率、实现大规模工业化生产也将是未来需要解决的关键问题。

高纯钼粉制备中的形貌调控路径与发展趋势

摘要:高纯钼粉因其优异的高温力学性能、导电导热特性及耐腐蚀性,在航空航天、电子器件、核能及粉末冶金领域具有广泛应用。本文系统综述了高纯钼粉的制备方法,包括氢气还原、碳热还原、喷雾热解、低温熔盐辅助还原等工艺,并分析了不同制备方法对钼粉纯度、粒度分布、形貌演变及烧结性能的影响。已有研究显示,氢气还原法仍是目前最广泛应用的技术,优化还原温度、气氛及预处理工艺可有效降低杂质含量,改善粉体的均匀性。此外,喷雾热解及低温熔盐辅助还原等新兴技术在粒度可控性、球形化及纳米化方面展现出良好前景,可提高钼粉的流动性和烧结致密度。另外还展望了未来高纯钼粉制备的发展方向。未来研究应进一步优化前驱体选择与工艺参数,提高钼粉的纯度、粒度均匀性及形貌可控性,以满足高端制造业对高性能钼材料的需求。

GH4099高温合金激光粉末床熔融制备技术研究进展

摘要:GH4099 作为一种典型γ'相强化型镍基高温合金,因其优异的高温性能、热稳定性、耐腐蚀性以及良好的抗疲劳性能和断裂韧性,被广泛应用于航空、航天、核电等极端服役环境的热端部件。激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)技术通过计算机辅助设计及激光快速成型,有效地解决了传统制造工艺在复杂构件成型过程中存在的加工周期冗长、工序协同性不足、材料利用率低下及成本高昂等技术瓶颈。本文从技术原理、凝固缺陷、微观组织和高温力学性能4 个方面详细介绍了LPBF技术成型GH4099 高温合金的研究进展,重点探讨了粉末特性、工艺参数、后处理技术(包括热处理和热等静压技术)等因素对LPBF成型GH4099 高温合金缺陷调控及高温力学性能的影响规律,最后针对其在未来生产制造中的应用前景与发展趋势进行了总结与展望。

真空蒸馏提纯低纯度铟的影响因素研究进展

摘要: 稀散高纯铟金属(纯度≥6N5)及超高纯铟金属(纯度≥7N)是磷化铟、砷化铟等第二代化合物半导体的重要原料。真空蒸馏提纯技术是制备高纯及超高纯铟金属的关键技术之一。围绕真空蒸馏原理, 结合当前真空蒸馏技术提纯低纯度铟的研究现状, 系统综述了在真空蒸馏过程中蒸馏温度、系统压力、蒸馏时间、气流通道尺寸、装料量、有效蒸发面积等可变因子对低纯度铟提纯的影响规律, 分析了各变量对低纯度铟真空提纯效果的影响程度, 归纳了真空蒸馏技术提纯低纯度铟的最佳复合工艺, 总结了低纯度铟真空蒸馏提纯技术的难点, 以期为从事稀散金属真空蒸馏提纯研究的工程人员提供重要参考。

镓负载生物材料在组织修复应用中的研究进展

摘要:镓负载生物材料因其独特的物理、化学及生物学特性, 在抗菌、促进细胞增殖、血管生成和组织修复方面具有积极作用。镓离子能够通过与铁离子竞争抑制细菌生长, 尤其对多种耐药性细菌具有显著抑制作用。此外, 镓负载材料通过调节细胞行为、促进新血管形成以及增强组织再生, 在促进伤口愈合中展现出巨大的潜力。随着对镓基生物材料的深入研究, 其有望成为伤口愈合修复应用的重要工具, 为临床治疗及选择提供创新方案。对镓基生物材料在伤口愈合中的研究进展进行了综述, 重点探讨了其生物活性机制、临床应用前景及未来发展方向。