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期刊信息/Journal information
中国材料进展
中国材料进展

周廉

月刊

1674-3962

rml@c-nin.com

029-86226599

710016

西安市未央路96号

中国材料进展/Journal Materials ChinaCSCD北大核心CSTPCD
正式出版
收录年代

    制约原镁产业发展的若干痛点问题、解决思路及科学难题

    单智伟杨博郑芮王悦存...
    1053-1063页
    查看更多>>摘要：从21世纪初,中国就已成为世界第一大原镁生产国和镁锭出口国,但近年来我国的原镁产业技术进步放缓、新技术匮乏,难以满足国家日益收紧的节能环保政策要求,面临着前所未有的生存困境.为推动我国原镁工业可持续发展,亟需国家层面的政策引导与支持,加大研发资金的投入,吸引一批高水平的研究队伍,发起新一轮的颠覆性技术革新.梳理了目前原镁冶炼工艺中的一系列关键痛点问题:白云石煅烧能耗高、效率低,硅热法宏量还原装备缺乏,还原剂生产成本、能耗高,精炼工序效率低、环境恶劣,以及镁锭成分检测准确性不足等.通过深入剖析上述问题的起源,进而提出了相应的创新解决思路,包括研发白云石粉体的悬浮态高效煅烧工艺、墙式宏量还原系统、光伏固废硅泥还原剂、全惰性气氛保护下的压力精炼技术及低含量纯镁标准样品等,并凝练了其背后的高价值科学难题,描绘出一幅高效节能、绿色低碳的硅热法炼镁工艺新蓝图.

    原镁悬浮煅烧硅热法还原宏量制备硅泥标准样品

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    镁(含镁)系储氢材料的研究历程与发展态势

    王齐森胡文强马仲亮王飞...
    1064-1076页
    查看更多>>摘要：镁(含镁)系储氢材料作为固态储氢技术的工作介质,具有高重量储氢密度和高体积储氢密度的突出优势,但其吸/放氢温度高、速率慢、可逆性差等难点问题一直没有得到有效解决,严重阻碍了其实际应用.按照化学键性质的区别,镁(含镁)系储氢材料可分为合金和配位化合物两大类.过去几十年的研究工作主要集中在通过改变成分和结构、加入掺杂(催化)剂、构建微纳结构和失稳体系等手段来解决这些问题.但从实际效果上来看,在改善动力学方面的进展要大于热力学方面,使用镁(含镁)系储氢材料的过程中仍需要通过传统电加热的方式提供额外能量,以克服吸/放氢反应的热力学和动力学能垒,这导致了能量转化效率降低.最新的研究表明,通过直接或间接地利用非电加热形式(太阳能和工业余热)的外场能量,有望解决能效低的问题,为镁(含镁)系储氢材料的实际应用带来新曙光.回顾了镁(含镁)系储氢材料的研发历程,阐述了各阶段取得的标志性进展,分析和探讨了今后的研究方向.

    储氢合金配位氢化物外场成分优化结构调整

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    镁合金腐蚀和控制技术的基础问题

    宋影伟宋光铃曾荣昌吴量...
    1077-1083页
    查看更多>>摘要：耐蚀性差是制约镁合金广泛应用的瓶颈问题,行业关注的腐蚀痛点问题包括镁合金连接件的电偶腐蚀、表面防护涂层破损后易腐蚀以及镁合金在力学/化学交互作用下的腐蚀问题,分析了这些腐蚀痛点背后的原因,提出了需要进一步研究的镁合金腐蚀科学问题,包括镁合金电化学腐蚀的控制步骤、多因素耦合作用下的电偶腐蚀规律、力学/化学交互作用下的腐蚀机制、实用低成本防护涂层的构筑及响应机制等,并建议从腐蚀机理→材料→服役环境→加工制备→服役性能→表面防护→方法论等方面全方位思考,从本质上澄清镁合金的腐蚀机理,开发出低成本、高耐蚀、多功能的镁合金防护涂层,促进其广泛应用.

    镁合金Mg产业痛点腐蚀机制防护涂层服役环境解决措施

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    加工成型工艺对制约镁产业发展的思考与观点

    闫钊鸣张治民
    1084-1091页
    查看更多>>摘要：镁及其合金是目前工程应用中最轻的结构金属,在航空航天、国防军工、交通运输以及3C电子等领域具有广泛的应用前景,对于促进国家"双碳"战略、保障经济建设与国防安全有着重要作用.加工成型工艺是镁产品制备与镁产业发展的重要一环,常用的镁合金加工方法主要包含了液态成形、固态成形、增材制造、焊接等,目前产业发展存在着能耗高、经济性低、稳定性与均匀一致性差的问题,如何从源头解决成分均匀控制难题、提升加工经济性与稳定性是获得高品质镁合金的关键,而其内在科学问题是掌握加工过程中的微纳组织演变规律、强韧化机制,明晰成形缺陷的成因、演化规律,掌握合金成分高效检测及精准调控方法,基于此,可有效实现镁产品的高效低成本制造,并建立相关的测试评价标准.

    镁产业发展加工成型低成本制造均匀控制组织演变强韧化机制

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    镁及镁合金产业标准体系研究及建设建议

    王晶晶陈雄飞郝雪龙胡璇...
    1092-1098页
    查看更多>>摘要：概述了镁及镁合金产业现状、应用情况以及标准体系建设现状.中国作为全球镁资源的龙头,近些年来在镁及镁合金研发和生产技术方面发展迅速,然而仍面临着生产工艺粗放、产品质量稳定性差、高附加值产品种类缺乏、下游应用规模小等诸多问题.为此,加强镁及镁合金产业标准体系建设变得尤为重要.结合当前产业标准体系建设的现状和不足,通过构建简洁、清晰、完整且高度协同的标准体系,推动镁及镁合金产业向更高层次发展,进而提升产品质量和国际竞争力.

    镁及镁合金标准体系分析测试化学分析物理性能

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    铜及铜合金粉末床熔融增材制造研究进展

    魏瑛康刘瑶珊王岩王建勇...
    1099-1110页
    查看更多>>摘要：铜及铜合金因具有优异的导电导热性、良好的耐腐蚀和加工特性,广泛应用于航空航天、电力电子、机械制造等领域.增材制造技术的发展为制备铜及铜合金的薄壁、复杂结构件提供了新途径.综述了铜及铜合金粉末床熔融增材制造技术的研究现状,介绍了原材料的发展状况,重点分析了铜及铜合金成形零件组织和性能的研究新进展,探讨了粉末床熔融增材制造铜及铜合金的应用场景和应用案例,最后对粉末床熔融增材制造铜及铜合金技术发展所面临的问题以及发展前景进行分析和展望.

    增材制造铜及铜合金粉末床熔融组织和性能应用

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    纯钛表面状态对电解铜箔形核机制的影响

    戎万杨斌冯庆王轶...
    1111-1117页
    查看更多>>摘要：针对钛阴极辊表面电沉积铜箔的高质量要求,主要开展纯钛片晶粒度和表面状态对电解铜箔初始沉积层形核和生长影响规律的研究.形貌和成分分析结果表明,较高的晶粒度更有利于铜核快速形成,铜核优先在缺陷处形成,并逐渐长大连接成片;较大的粗糙度可使铜核快速长大,而随着粗糙度的减小,铜核会在更多的位置形成,但长大后的尺寸减小.电化学分析结果表明,适当粗糙度的钛片具有更高的耐蚀性和电荷转移能力.此外,COMSOL建模结果证明钛片表面的尖端位置具有较高的电流密度与较大的铜箔沉积厚度,电流密度和沉积厚度随着距离钛片表面的尖端位置越远而变得更小.通过研究铜箔初始沉积层的形核和生长机制,可以为钛阴极辊的制备提供理论指导,即增大钛阴极辊的晶粒度、适当减小表面粗糙度和避免尖端区域的形成对于制备厚度均匀、表面平整的电解铜箔至关重要.

    钛阴极辊电解铜箔晶粒度粗糙度初始沉积层

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    双钙钛矿型上转换发光材料K3InF6:Er3+,Yb3+的制备及其温度传感性能研究

    李敬远刘欣刘胜杰
    1118-1124页
    查看更多>>摘要：双钙钛矿结构化合物因具有声子能量低、易于稀土离子掺杂、物理化学性质稳定等优势而受到广泛关注.为获得新型温敏上转换材料,通过高温固相法合成了一系列双钙钛矿结构上转换发光材料K3 InF6:Er3+,Yb3+.此外,采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和荧光光谱仪(PL)分别对其成分、结构和发光性能进行了系统表征.结果表明制备的上转换发光材料均为双钙钛矿结构,在980 nm激光激发下,样品可发出明亮的绿光.当Er3+和Yb3+掺杂物质的量的比分别为0.05和0.25时,样品上转换发光强度最大.同时,通过测量变功率的上转换发光光谱,详细讨论了样品中所涉及的上转换发光机理.基于荧光强度比(FIR)技术还研究了样品在303～573 K范围内的温度传感性能,当温度为483 K时,取得的最大绝对灵敏度为9.5×10-3 K-1.所有结果表明,K3InF6:Er3+,Yb3+上转换发光材料具有较高的灵敏度,在温度传感领域具有广阔的应用前景.

    上转换双钙钛矿结构荧光强度比稀土掺杂温度传感

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    锆合金包壳表面纳米多层涂层的研究进展

    刘学强左家栋王亚强张金钰...
    1125-1137页
    查看更多>>摘要：日本福岛核事故后,以提升核反应堆事故工况下安全性为目的的事故容错燃料技术成为了世界范围内研究的热点.包壳涂层技术是事故容错燃料短期规划的主要方向,在锆合金燃料包壳表面制备防护涂层能够在不改变现有核包壳管元件产业链的前提下,有效提升失水事故工况下锆合金包壳的事故容错能力.纳米多层涂层由于其固有的特征尺寸效应和界面效应,表现出了优异的核性能,以及在事故容错燃料包壳涂层材料领域的巨大应用潜力.综述了近年来国内外锆合金包壳表面纳米多层涂层的研究进展,主要包括多层涂层的分类、制备技术及服役性能,同时总结了纳米多层涂层的性能优势及应用前景,并对其未来发展前景进行了展望.

    锆合金包壳事故容错燃料纳米多层涂层微观组织服役性能

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    超低温用高锰奥氏体钢的物理性能和力学性能

    张书畅王红鸿成志超彭思远...
    1138-1144页
    查看更多>>摘要：超低温用高锰奥氏体钢以其优异的低温和室温综合力学性能,将成为新型能源液化天然气(LNG)和液化氢气(LH2)的储运装备用钢.该材料在冶炼、轧制、焊接、冷加工及热加工过程中,需要完备的物理和力学性能参数作为制定各项工艺的理论基础,但目前文献中缺乏相关报道.测定了牌号为HMA400的高锰奥氏体低温钢及配套JMn25焊丝的密度、电阻系数、热膨胀系数、热导率、熔距、比热容、泊松比、杨氏模量、屈服强度、抗拉强度、冲击吸收功等物理性能和力学性能参数,以期为高锰奥氏体低温钢的制造和应用提供可靠的物理和力学参量.

    超低温用高锰奥氏体钢物理性能力学性能储运装备用钢热膨胀系数

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