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加氢站氢压缩机用静态氢压缩材料研究进展

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 894-901页

作者：阎有花周少雄江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司江苏常州213002 创明(韶关)绿色能源材料技术研究院有限公司广东韶关512000

加氢站是氢能产业建设的关键环节,氢压缩机是加氢站的核心关键单体设备之一,高密度安全氢压缩材料是加氢站氢压缩机大规模实用化的基础。本文综述了基于优势资源的高密度AB_(2)型储氢材料研究进展,指出了平台压高度匹配的静态氢压缩材料... 详细信息

加氢站是氢能产业建设的关键环节,氢压缩机是加氢站的核心关键单体设备之一,高密度安全氢压缩材料是加氢站氢压缩机大规模实用化的基础。本文综述了基于优势资源的高密度AB_(2)型储氢材料研究进展,指出了平台压高度匹配的静态氢压缩材料,低于100℃下初级、中级和终极放氢平衡压分别达25、45和85 MPa,满足长管拖车、Ⅲ型瓶乘用车和Ⅳ型瓶商用车应用需求。高效氢压缩材料的多级压力匹配,兼容现有加氢系统,促进加氢站氢压缩机工程化应用。

关键词：氢压缩机金属氢化物 Ti基AB_(2)型材料吸放氢平台压

聚氯乙烯-聚乙烯醇的相容性及其复合多孔膜的结构与性能

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高等学校化学学报 2024年第4期45卷 151-158页

作者：朱军郭岳伍洋宜宾学院新材料产业技术研究院宜宾644000

通过溶液成膜法制备了聚氯乙烯-聚乙烯醇(PVC-PVA)复合多孔膜,从聚合物混合焓及分子之间相互作用的角度探讨了PVC和PVA两者之间的相容性,采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪及平板超滤膜测试仪等分析了复合多孔膜的孔形貌、亲水性... 详细信息

通过溶液成膜法制备了聚氯乙烯-聚乙烯醇(PVC-PVA)复合多孔膜,从聚合物混合焓及分子之间相互作用的角度探讨了PVC和PVA两者之间的相容性,采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪及平板超滤膜测试仪等分析了复合多孔膜的孔形貌、亲水性、过滤性能及力学性能.研究结果表明,在PVC-PVA复合体系中,大分子之间可形成氢键及偶极相互作用,混合焓随PVA在聚合物中质量分数的增大而呈现先增大后减小的趋势, PVC-PVA总体上为部分相容.与纯PVC膜相比, PVC-PVA复合多孔膜断面的“指状孔”特征减弱,而“海绵孔”特征增强,且纯水通量增大、耐污染性能改善、力学韧性增强.当PVA在聚合物中的质量分数为9%时,复合多孔膜的纯水通量是纯PVC膜的4倍,对PEG100000的截留率为80%,强度为3.5 MPa,断裂伸长率为26%,在水处理领域具有良好的应用前景.

关键词：聚氯乙烯聚乙烯醇相容性复合多孔膜

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微生物活体材料的制备与成型方法研究进展

科学通报 2024年第21期69卷 3144-3153页

作者：石昌伟崔益豪刘磊侯帅江苏大学材料科学与工程学院新材料研究院镇江212013

微生物活体材料是微生物活细胞与细胞外基质的结合,它融合了材料科学与微生物技术的理念,呈现出不同于传统材料的特性和优势.本文探讨了活体材料的制备和成型方法的最新研究成果.其制备技术包括“自下而上”的生物学方法和“自上而下”... 详细信息

微生物活体材料是微生物活细胞与细胞外基质的结合,它融合了材料科学与微生物技术的理念,呈现出不同于传统材料的特性和优势.本文探讨了活体材料的制备和成型方法的最新研究成果.其制备技术包括“自下而上”的生物学方法和“自上而下”的材料学方法.这些方法依赖于合成生物学或材料科学技术以控制和提升活体材料的性能.在成型技术方面,模塑成型、微胶囊化、纺丝和3D生物打印等方法可用于加工和塑造活体材料,实现对其形状和结构的精确定制.这些制备和成型技术优化了材料的力学性质、营养物质的传输以及微生物的功能分区,为拓宽活体材料的应用范围提供了强有力的支持.未来的研究将专注于进一步提升活体材料的加工精度、安全性、稳定性和功能性,预期活体材料将在生物医疗、环境治理和可持续发展等多个领域发挥关键作用.

关键词：活体材料水凝胶 3D打印合成生物学

CO_(2)催化制备高附加值多碳含氧化合物的研究进展

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燃料化学学报（中英文） 2024年第4期52卷 496-511页

作者：李永恒吴冲冲王文波辛靖米晓彤杨国明苏梦军张斯然李洪宝中海油化工与新材料科学研究院北京102209

将温室气体CO_(2)通过化学反应路径制备高附加值多碳含氧化合物如乙醇、乙酸、丙醛、丙酸、丁醇等具有挑战性。由于C-C偶联反应的复杂性和成键的不可控性,导致合成多碳高值含氧化合物困难。本工作总结了近期在连续流固定床条件下CO_(2)... 详细信息

将温室气体CO_(2)通过化学反应路径制备高附加值多碳含氧化合物如乙醇、乙酸、丙醛、丙酸、丁醇等具有挑战性。由于C-C偶联反应的复杂性和成键的不可控性,导致合成多碳高值含氧化合物困难。本工作总结了近期在连续流固定床条件下CO_(2)催化合成高附加值多碳含氧化合物的研究进展。首先归纳了CO_(2)加氢路径下可能的反应机理;其次总结了CO_(2)直接加氢(一步法、串联法)、CO_(2)与轻烃重整、CO_(2)氢甲酰化等不同反应路径下具有潜力的催化剂,包括金属碳化物、碱金属修饰的Cu、Fe、Co、Rh等单金属或二元金属制备多碳高值含氧化合物的特点,并进一步阐述了不同催化剂上的作用机制。最后对目前存在的问题和未来可能的解决方案进行了讨论和展望。

关键词：二氧化碳转化多碳含氧化合物一步法串联催化

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Ti–Mn系储氢合金的研究进展

硅酸盐学报 2024年第6期52卷 1873-1883页

作者：张贺林繁鑫刘勇缪国栋王振刘春荣李平曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083

Ti-Mn系储氢合金在常温下能快速可逆吸放超过1.8%(质量分数)的氢气,且具有良好的循环稳定性和较低的成本,成为最具前景的储氢合金之一,但其较高的平台压不利于大规模应用。本文综述了近年来Ti-Mn系储氢合金的研究进展,总结了取代元素的... 详细信息

Ti-Mn系储氢合金在常温下能快速可逆吸放超过1.8%(质量分数)的氢气,且具有良好的循环稳定性和较低的成本,成为最具前景的储氢合金之一,但其较高的平台压不利于大规模应用。本文综述了近年来Ti-Mn系储氢合金的研究进展,总结了取代元素的半径对Ti-Mn系储氢合金晶体结构的影响,讨论了氧含量、元素取代和制备工艺对材料储氢性能的影响,阐述了微观缺陷-循环稳定性的关联机制,并对Ti-Mn系储氢合金在储氢罐领域的突破性应用进行了综述。最后提出未来的研究重点将集中于工艺改进和机理分析。

关键词： Ti–Mn系储氢合金吸放氢反应机理储氢性能储氢罐

可充放锌空电池用过渡金属氧化物双功能催化剂研究进展

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工程科学学报 2024年第1期46卷 56-72页

作者：刘渐芳赵勇智王永刘鸾刘思佳秦运璞吴昊阳张德印贾宝瑞曲选辉秦明礼北京科技大学新材料技术研究院北京100083

近年来,可充放锌-空气二次电池因其高理论比能密度、高安全性、环境友好、低成本等优点,引起了广泛的关注,被认为是未来电网和电动汽车供电的可行选择之一.锌空电池中,氧还原反应和析氧反应催化剂的活性和稳定性对电池的能量密度、功率... 详细信息

近年来,可充放锌-空气二次电池因其高理论比能密度、高安全性、环境友好、低成本等优点,引起了广泛的关注,被认为是未来电网和电动汽车供电的可行选择之一.锌空电池中,氧还原反应和析氧反应催化剂的活性和稳定性对电池的能量密度、功率密度和寿命有重要影响,因此,开发高效、稳定的氧还原/析氧反应双功能催化剂已经成为一个重要研究方向.本文介绍了不同种类过渡金属氧化物催化剂的活性来源及其在锌空电池能量密度、充/放电电压、循环寿命等方面的表现,总结了当下研究现状中提高催化性能的策略和方法.

关键词：锌空电池电催化剂过渡金属氧化物尖晶石钙钛矿

EHLA原位熔覆Ti(C,B)/Ni60A复合涂层的界面特征与表面磨损机理

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金属学报 2024年

作者：徐一斐张楠许培鑫杜博睿史华王淼辉北京机科国创轻量化科学研究院有限公司中机新材料研究院(郑州)有限公司

为缓解H13钢表面超高速激光熔覆再制造Ni60A涂层的界面应力梯度，改善涂层的可熔覆性，提升涂层表面的耐磨性，本工作将超高速激光熔覆(EHLA)技术与直接反应合成(DRS)技术相耦合，在H13钢表面成功原位制备出组织均匀、无缺陷的Ti(C,B)/N... 详细信息

为缓解H13钢表面超高速激光熔覆再制造Ni60A涂层的界面应力梯度，改善涂层的可熔覆性，提升涂层表面的耐磨性，本工作将超高速激光熔覆(EHLA)技术与直接反应合成(DRS)技术相耦合，在H13钢表面成功原位制备出组织均匀、无缺陷的Ti(C,B)/Ni60A复合涂层，并与EHLA制备的Ni60A涂层进行了对比分析。基于纳米压痕的G&S (Giannakopoulos&Suresh)能量法获得了熔覆界面的残余应力分布；利用SEM、EDS、EBSD研究了涂层显微组织、相组成和熔覆界面特征；利用聚焦离子束(FIB)获取了带有涂层表面磨损信息的样品，并采用DSA-TEM分析了涂层浅表磨损特征，通过对比显微硬度变化，揭示了Ti(C,B)/Ni60A复合涂层浅表的磨损机理。结果表明：Ti(C,B)/Ni60A复合涂层界面受到Ti和B4C原位反应放出约670 k J的Joule热影响，熔覆界面宽度达到22μm，是EHLA制备Ni60A涂层熔覆界面2μm的11倍，这有效降低了Ti(C,B)/Ni60A复合涂层界面区的应力梯度，缓解了界面两侧的应力失配。然而，获得的Ti(C,B)/Ni60A复合涂层表面硬度仅约360～400 HV0.2，不足Ni60A涂层表面硬度的1/2，而磨损失重却处于同一量级，这一方面归功于原位自生的大量TiCB相及少量Ti3B4等相支撑Ti(C,B)/Ni60A复合涂层基体，实现减摩耐磨作用；另一方面归功于磨损浅表区180 nm范围内涂层材料在滑擦塑性流变-热-力三场耦合作用下形成了等轴化超细晶粒组织，从而动态强化了磨损表面。

关键词：超高速激光熔覆复合涂层残余应力磨损原位反应

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高速钢耐磨材料研究进展

材料导报 2024年第10期38卷 157-174页

作者：陈鹏李卫易艳良暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广州510632 暨南大学高性能金属耐磨材料技术国家地方联合工程研究中心广州510632 暨南大学韶关研究院广东韶关521000

本文介绍了国内外高速钢耐磨材料研究进展,主要综述了高速钢耐磨材料的发展简史、合金成分、制备工艺、热处理工艺、计算科学、力学性能及工程应用,系统总结了高速钢耐磨材料的研究特点,从合金成分、微观组织及力学性能方面加以阐述。... 详细信息

本文介绍了国内外高速钢耐磨材料研究进展,主要综述了高速钢耐磨材料的发展简史、合金成分、制备工艺、热处理工艺、计算科学、力学性能及工程应用,系统总结了高速钢耐磨材料的研究特点,从合金成分、微观组织及力学性能方面加以阐述。秉持成分是基础、组织是关键、工艺是手段和性能是目的的观点,为高速钢耐磨材料的研究及开发提供实质性价值。此外,计算科学的应用范围不断扩大,金属耐磨材料研究将趋于多样化,是一种不可或缺的研究性手段。最后,根据高速钢耐磨材料研究技术所要面临的问题和挑战,展望了五个研究方向,以促进高速钢耐磨材料产业技术创新发展。

关键词：高速钢耐磨材料力学性能

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金属3D打印数字化制造研究进展

金属学报 2024年第5期60卷 569-584页

作者：刘壮壮丁明路谢建新北京科技大学新材料技术研究院材料先进制备技术教育部重点实验室北京100083 北京科技大学新材料技术研究院现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083 北京科技大学新材料技术研究院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

数字化制造将传统的制造过程转化为数字模型,实现对整个制造流程的智能控制,进而快速生产出满足要求的产品。金属3D打印是一个具有多物理场强耦合作用、过程强时变扰动、内禀关系非线性以及多变量与多目标等特点的复杂物理过程,实现金... 详细信息

数字化制造将传统的制造过程转化为数字模型,实现对整个制造流程的智能控制,进而快速生产出满足要求的产品。金属3D打印是一个具有多物理场强耦合作用、过程强时变扰动、内禀关系非线性以及多变量与多目标等特点的复杂物理过程,实现金属3D打印全流程的数字化控制,有望解决当前3D打印零件质量一致性和性能稳定性低的瓶颈问题,推动高质量3D打印技术的发展。本文首先分析了金属3D打印的技术特征和数字化制造的基本内涵,随后从3D打印过程数据在线监测、数字化仿真、物理与信息系统交互3个方面综述了金属3D打印数字化制造的研究进展,最后讨论了数字化制造在金属3D打印领域的未来研究重点,展望了发展前景。

关键词： 3D打印增材制造机器学习数字化制造