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2024年绿氢制储运技术研究热点回眸

科技导报 2025年第1期43卷 47-61页

作者：王旭升邹建新林羲胡志刚丁文江上海市氢科学重点实验室&上海交通大学氢科学中心上海200240 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心&金属基复合材料国家重点实验室上海200240

2024年,氢能技术产业迅猛发展,取得了多项突破性进展。在制氢方面,大规模绿氢示范项目不断增加,碱性电解槽成本逐渐下降,固体氧化物电解和质子交换膜电解等高效电解技术性能进一步提升,通过电极材料的优化,电解持续效率逐渐增加,膜电极... 详细信息

2024年,氢能技术产业迅猛发展,取得了多项突破性进展。在制氢方面,大规模绿氢示范项目不断增加,碱性电解槽成本逐渐下降,固体氧化物电解和质子交换膜电解等高效电解技术性能进一步提升,通过电极材料的优化,电解持续效率逐渐增加,膜电极运行寿命不断延长。在储运氢方面,除传统高压气态和液氢外,金属氢化物储氢、有机液态储氢、氨/甲醇等新型氢储运方式的技术成熟度逐渐提高。一方面,镁基合金、钛基合金等金属储氢技术的循环寿命及储氢效率进一步提升,同时通过规模化发展进一步降低了氢储运成本;另一方面,绿氨和绿色甲醇项目发展迅速,成为推动能源转型和工业脱碳的重要举措。未来,随着技术的持续创新,氢能将在交通、工业和大规模长周期储能等多个领域发挥更重要的作用,为碳中和目标的实现提供有力支持。

关键词：绿氢电解制氢储运氢技术成熟度碳中和

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轮廓扫描策略对镁合金多孔植入物性能的影响

中国有色金属学报 2025年

作者：缪铂尊付彭怀冯泽宇郑好丁艺闻褚文杰陈娟黄华袁广银丁文江上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心&金属基复合材料国家重点实验室

采用激光粉末床熔化(LPBF)技术制备镁合金植入物受到越来越多的关注，提升力学和耐腐蚀性能成为镁合金植入物需解决的重要问题。本文研究了LPBF中轮廓扫描次数及后续热处理对多孔植入物室温压缩与耐腐蚀性能的影响规律。结果表明，增加... 详细信息

采用激光粉末床熔化(LPBF)技术制备镁合金植入物受到越来越多的关注，提升力学和耐腐蚀性能成为镁合金植入物需解决的重要问题。本文研究了LPBF中轮廓扫描次数及后续热处理对多孔植入物室温压缩与耐腐蚀性能的影响规律。结果表明，增加轮廓扫描次数能够有效提高多孔植入物压缩强度和弹性模量，调节耐腐蚀性能：6次轮廓扫描时(6C)多孔植入物压缩性能最佳，压缩强度和弹性模量分别为67.8MPa和1.09GPa；2次轮廓扫描时(2C)腐蚀速率最低(0.55mm/year)。短时间时效处理和短时间固溶处理均能有效降低植入物腐蚀速率。短时间时效处理对耐腐蚀性能提升最为显著：4h时效处理后，6C植入物的腐蚀速率由打印态时1.07mm/year降低至时效处理态0.44mm/year(浸泡7天)，降幅达58.9%。

关键词：激光粉末床熔化镁合金多孔植入物轮廓扫描策略热处理

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用于钛合金深腔加工的复合减振刀杆研究

航空制造技术 2025年第05期 100-106页

作者：卢立成李军利刘钢安庆龙上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海交通大学机械与动力工程学院

钛合金材料广泛应用于航空零件加工，然而在钛合金零件的深腔铣削过程中，大长径比刀杆会发生振动现象。针对大长径比刀杆加工出现的振动问题，首先基于Euler-Bernoulli梁理论建立了铣刀的动力学模型，分析出影响刀杆动态性能的参数。... 详细信息

钛合金材料广泛应用于航空零件加工，然而在钛合金零件的深腔铣削过程中，大长径比刀杆会发生振动现象。针对大长径比刀杆加工出现的振动问题，首先基于Euler-Bernoulli梁理论建立了铣刀的动力学模型，分析出影响刀杆动态性能的参数。基于参数分析，设计4种芯轴模型，通过分析得出最佳芯轴。随后建立刀杆整体模型，对传统金属刀杆和复合减振刀杆进行有限元分析，对比静刚度、固有频率和动刚度，分析减振刀杆本身特性。结果表明，减振刀杆的静态刚度提升62%，一阶固有频率提升21%，动刚度提升135%。针对两种刀杆对零件的加工表面粗糙度进行试验，得出所设计的复合减振刀杆粗糙度降低了45.3%。设计的复合减振刀杆具有一定的工程意义和学术价值，为大长径比加工刀具设计提供了一定的指导。

关键词：减振刀杆复合结构动态特性有限元分析钛合金

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高温合金精密铸造工艺快速仿真平台与应用

特种铸造及有色合金 2025年第1期45卷 29-34页

作者：曹仁臣郭钊丁正一吴文云黄震包超君秦蓉汪东红上海工程技术大学材料科学与工程学院上海201620 中国航发南方工业有限公司株洲412000 上海交通大学材料科学与工程学院上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室上海201620 嘉善鑫海精密铸件有限公司嘉兴314100 东方电气集团东方汽轮机有限公司清洁高效透平动力装备全国重点实验室德阳618000

针对精密铸造数值模拟中存在工艺参数操作繁琐、仿真效率低、系统性总结匮乏的问题,构建了基于浇注面定位技术和自动化仿真流程技术的高温合金精密铸造工艺快速仿真平台。该平台集成了从CAD设计到CAE仿真的过程,融合了浇注系统参数化、... 详细信息

针对精密铸造数值模拟中存在工艺参数操作繁琐、仿真效率低、系统性总结匮乏的问题,构建了基于浇注面定位技术和自动化仿真流程技术的高温合金精密铸造工艺快速仿真平台。该平台集成了从CAD设计到CAE仿真的过程,融合了浇注系统参数化、铸造工艺参数设计、仿真结果动态显示和仿真报告下载等功能,建立了10类仿真模版和237套模型库,实现了自动化快速仿真。以某动力涡轮机匣为例,利用该平台构建仿真模型、参数设计变量和结果预测优化指标进行仿真计算。模拟结果与实际生产一致,仿真效率大幅提高。

关键词：精密铸造铸造工艺快速仿真模版库

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改进的坐标残差网络应用于17-4PH材料蚀后剩余寿命预测研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 206-214页

作者：邸娟王程波贺磊牛亚龙彭超义王建锋太原科技大学车辆与交通工程学院太原030024 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092

为解决材料汽蚀损伤后剩余使用寿命预测困难的科学问题,提出了一种融合卷积神经网络技术的寿命预测方法,具体采用残差网络(ResNet)模型,并嵌入坐标注意力机制(CA),通过对模型进行卷积、通道数及下采样方式的优化,构建改进的坐标残差网络... 详细信息

为解决材料汽蚀损伤后剩余使用寿命预测困难的科学问题,提出了一种融合卷积神经网络技术的寿命预测方法,具体采用残差网络(ResNet)模型,并嵌入坐标注意力机制(CA),通过对模型进行卷积、通道数及下采样方式的优化,构建改进的坐标残差网络(CA-ResNet)模型,以实现对17-4PH材料汽蚀损伤后剩余使用寿命的精确预测。基于超声波汽蚀试验得到的汽蚀特性曲线,通过逻辑回归(Logistic)方程对汽蚀阶段进行定量划分,并定义寿命系数ζ,同时借助超景深显微镜获取材料损伤后不同时刻的显微图像数据库,并与寿命系数ζ相对应。研究结果表明,改进的CA-ResNet网络模型在CIFAR10公开数据集上验证准确率可达92.2%,在收集的17-4PH材料的汽蚀损伤数据集上的验证准确率可达93.2%,相比ResNet18网络模型,准确率分别提高了1.5%和3.5%。通过学习率、批处理量等超参数优化后,该模型在汽蚀损伤数据集上准确率可达95.0%。采用端到端的数据驱动思想,可实现从汽蚀损伤形貌到汽蚀寿命的精确预测。

关键词：残差网络坐标注意力机制汽蚀寿命预测

半固态注射成型SiC_(p)/AZ37镁合金复合材料的低周疲劳性能

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机械工程材料 2025年第1期49卷 16-22页

作者：周丽萍谷立东曾小勤莫旭阳朱明亮上海交通大学材料科学与工程学院上海镁材料及应用工程技术研究中心上海200240 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

采用半固态注射成型工艺制备不同质量分数(0,5%,12%)SiC_(p)/AZ37镁合金复合材料,研究了SiC_(p)添加量对显微组织、拉伸性能和低周疲劳性能的影响。结果表明:不同SiC_(p)添加量下复合材料均由初生α-Mg、β-Mg17Al12析出相和SiC_(p)组成... 详细信息

采用半固态注射成型工艺制备不同质量分数(0,5%,12%)SiC_(p)/AZ37镁合金复合材料,研究了SiC_(p)添加量对显微组织、拉伸性能和低周疲劳性能的影响。结果表明:不同SiC_(p)添加量下复合材料均由初生α-Mg、β-Mg17Al12析出相和SiC_(p)组成,相比AZ37镁合金,晶粒尺寸显著细化,析出相数量减少,屈服强度和弹性模量增大,抗拉强度和断后伸长率减小,随着SiC_(p)添加量增加,拉伸断裂模式由韧性断裂向韧脆混合断裂、脆性断裂转变;随着SiC_(p)添加量增加,循环滞回环变窄,低周疲劳寿命先延长后缩短,循环响应为初始循环软化后循环硬化直至失效,循环硬化程度增大。

关键词：半固态注射成型镁基复合材料 SiC颗粒 AZ37镁合金低周疲劳

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高温压电振动传感器及其压电材料研究进展

物理学报 2025年第2期74卷 1-30页

作者：余慧芬祁核涂小牛张海波陈大力吴捷陈骏北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心上海201899 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所株洲412002 海南大学海口570228

压电振动传感器与其他振动传感技术相比具有频率范围宽、动态范围大、结构简单、工作可靠、体积小等优点,在核电行业、航空航天、轨道交通及国防军工等多个领域有着广泛的应用.然而,随着振动测试技术的飞速发展以及应用领域的不断拓宽,... 详细信息

压电振动传感器与其他振动传感技术相比具有频率范围宽、动态范围大、结构简单、工作可靠、体积小等优点,在核电行业、航空航天、轨道交通及国防军工等多个领域有着广泛的应用.然而,随着振动测试技术的飞速发展以及应用领域的不断拓宽,对压电振动传感器在极端环境中长时服役的可靠性提出了更高要求,如何提高压电振动传感器的服役温度满足极端环境下的应用需求是目前迫切解决的问题.本文综述了高温压电传感技术应用场景和工作原理,讨论了常见的高温压电陶瓷和晶体材料,系统地总结了现有的压电振动传感器工作模式、不同类型压电振动传感器结构及传感器振动校准装置,重点介绍了近年来国内外高温振动传感器的研究进展.在此基础上,探讨了高温压电振动传感器当前面临的问题及未来发展趋势,为开发下一代极端环境应用的超高温振动传感器提供了思路,有望促进国内高温压电振动传感技术的进一步研究.

关键词：振动传感器高温压电材料振动模式振动校准装置

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南疆高寒区增塑沥青流变性能及改性机理研究

实验技术与管理 2025年第1期42卷 98-104页

作者：刘颖黄维蓉唐喜任海生上海建设管理职业技术学院教务处上海201702 重庆交通大学材料科学与工程学院重庆400074 东南大学智能运输系统研究中心江苏南京211189

为评估增塑改性沥青在南疆高寒地区道路的适用性,用该地区常用的克拉玛依90#A级沥青、自制增塑剂以及稳定剂制备了增塑改性沥青,借助布氏旋转黏度实验、动态剪切流变实验及低温弯曲蠕变劲度实验探究了改性沥青在施工期的黏温特性以及服... 详细信息

为评估增塑改性沥青在南疆高寒地区道路的适用性,用该地区常用的克拉玛依90#A级沥青、自制增塑剂以及稳定剂制备了增塑改性沥青,借助布氏旋转黏度实验、动态剪切流变实验及低温弯曲蠕变劲度实验探究了改性沥青在施工期的黏温特性以及服役期的流变性能,并通过傅里叶变换红外光谱实验、玻璃化转变温度实验和沥青四组分分离实验,从微细观物化特性层面揭示了增塑剂对沥青的改性机理。研究结果表明:增塑剂的掺入降低了沥青的布氏黏度及复数剪切模量,增塑剂掺量为1%~2%时,对沥青的高温流变性能影响较小;增塑剂显著提升了沥青的低温流变性能,Burgers模型中黏性流变系数相较于弹性模量最大提升3个数量级;增塑剂的掺入调节了沥青中大分子基团的尺寸和比例,削弱了分子聚合物间的作用力,降低了沥青的玻璃化转变温度。该研究成果可为增塑改性沥青在高寒地区的应用提供一定的理论基础和实验参考,也可作为教学案例应用于道路工程学科研究生的实验课程。

关键词：南疆高寒地区增塑改性沥青流变性能改性机理

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1180级超高强钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

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科技创新与应用 2025年第4期15卷 61-64页

作者：陈曦万荣春李远渤海船舶职业学院材料工程学院辽宁葫芦岛125100 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 沈阳航空航天大学应用技术学院沈阳110000

利用扫描电镜(SEM)、极化曲线及阻抗测试等电化学测试研究2种1180 MPa级超高强钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,为后续超高强钢的研究提供参考。电化学测试结果均表明,2种1180 MPa级超高强钢在3.5%NaCl溶液中,DP1180钢的耐蚀性能更好,TWIP... 详细信息

利用扫描电镜(SEM)、极化曲线及阻抗测试等电化学测试研究2种1180 MPa级超高强钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,为后续超高强钢的研究提供参考。电化学测试结果均表明,2种1180 MPa级超高强钢在3.5%NaCl溶液中,DP1180钢的耐蚀性能更好,TWIP1180钢腐蚀倾向明显,耐腐蚀能力较差。从腐蚀后EDS结果中分析,TWIP1180钢在3.5%NaCl溶液中发生腐蚀后的腐蚀产物中出现大量氧化物(可能出现Mn及Fe的氧化物),从腐蚀产物可推断,TWIP1180钢腐蚀主要是吸氧腐蚀。分析认为TWIP1180钢耐蚀性能较差的主要原因是其成分中Mn含量较高,Mn在3.5%NaCl溶液中比Fe更具电化学活性,Mn易溶解生成Mn^(2+)离子,在Cl^(-)的侵蚀作用下,TWIP1180钢表面局部位置发生点蚀。

关键词：超高强钢 DP1180钢 TWIP1180钢腐蚀行为耐蚀性能