摘要:以建筑废弃物为主要原料、氧化铝为补充铝源、氟化铝为晶须催化剂、氧化硼为烧结助剂、玉米淀粉为造孔剂，采用添加造孔剂法和原位晶须生成法制备具有高孔隙率、高机械强度的多孔结构整体式陶瓷载体。通过浸渍工艺使多孔陶瓷负载钯基催化剂，探究氟化铝及氧化硼含量对其晶相、微观结构、开口孔隙率、抗折强度等性能的影响，同时研究负载催化剂后处理亚甲基蓝模拟废水的可行性。结果表明：在原料中建筑废弃物含量（质量分数）为40%、氧化铝为44 %、氟化铝为13%、氧化硼为3%，造孔剂添加量（质量分数）为上述无机粉体10%，烧结温度1 150 ℃、保温120 min条件下，所制得的多孔陶瓷性能最佳，开口孔隙率62.99%、抗折强度7.44 MPa；浸渍时间12 h的 多孔陶瓷催化性能最佳，以其为载体负载钯基催化剂降解亚甲基蓝模拟废水，废水褪色时间9.31 h，较未负载前降解效率提升57.91%。由此证明，多孔陶瓷作为催化剂载体处理染料废水的可行性，并提供了理论借鉴和工艺参考。

摘要:铝合金化学铣切过程产生的清洗废液具有高碱度和富含有机物的特性，常规的生化处理方法难以有效处理，直接排放会对环境造成严重危害。采用电催化氧化法处理铝合金化铣清洗废液，以亚氧化钛涂层的钛电极作为阳极、不锈钢作为阴极，研究了化铣清洗废液中的典型有机物在Ti₄O₇/Ti电极表面的氧化和降解机制及电解工艺参数（如初始pH、电流密度、搅拌方式、污染物初始浓度及处理时间等）对清洗液COD_Cr去除率的影响。结果表明：铝合金化铣清洗废水中的三乙醇胺无法在Ti₄O₇/Ti电极表面直接氧化，其降解机制为Ti₄O₇/Ti电极表面产生·OH对其间接氧化；采用曝气搅拌方式，在溶液pH=7、电流密度5 mA?cm^-2优化条件下，处理后的铝合金化铣清洗废液的COD_Cr由初始5 210 mg?L^-1降至42 mg?L^-1，低于300 mg?L^-1环保排放标准。因此，以Ti₄O₇/Ti为阳极的电催化氧化法可有效地处理铝合金化铣清洗废液，使其达到环保排放标准。本研究为含醇胺类有机废水的处理提供可靠的理论和技术支持，在降低企业生产成本、改善人类生存环境等方面具有重要理论和实际意义。

摘要:为了开发电学性能优异的深低温材料，采用传统高温固态法制备了Ba/Fe双掺杂的LaCoO₃负温度系数热敏陶瓷材料，结合XRD、SEM、XPS等测试手段，研究了材料的物相结构、微观形貌、离子价态分布等，并在22—80 K和80—290 K范围内进行了低温电学性能测试。结果表明：双掺杂改性降低了LaCoO₃材料的应用温区，ρ（22 K）在1.85×10⁵—6.94×10⁶ Ω·cm范围内变化，材料常数B（22—100 K）在146.09—162.75 K范围内变化；在深低温环境下，材料的导电机理由80 K以上时的小极化子跳跃导电转变为80 K以下时的双交换导电，导致了材料常数B发生突变。由此证明，该双掺杂热敏陶瓷材料在极低温测试中具有可开发的应用潜力。

摘要:采用柠檬酸络合-硝酸盐燃烧法合成的BaCo_0.4Fe_0.4Zr_0.1Y_0.1O_3-δ (BCFZY)作为空气电极材料，组装了燃料电极支撑的可逆质子陶瓷膜电池(R-HCMC)，并且探讨了单电池在不同工作模式下的电化学性能。结果表明：在900 ℃下合成的BCFZY表现为单一立方钙钛矿结构，在700 ℃燃料电池模式下，单电池最大输出功率为424.7 mW?cm^-2、最低的极化阻抗为0.23 Ω?cm²；在电解模式下，电解电压为1.4 V时，最大电流密度为1 084 mW?cm^-2、氢气产率为3.1 mL?min^-1?cm^-2。说明，BCFZY空气电极在中低温条件下表现出良好的电催化活性和结构与性能稳定性。

摘要:在微波烧结过程中，烧结试样内部电场分布情况对试样烧结过程起决定性的作用。采用HFSS仿真软件，对一种加载氮化硅试样的5馈口微波烧结腔进行模拟仿真。同时，研究了试样的半径、高度及放置位置对微波电场的影响规律。模拟结果表明：当试样半径在42—44 mm左右时,内部电磁场分布均匀；随着试样高度的增加，电场的均匀性先下降后上升到最大值后又下降，试样高度在92—94 mm处附近时内部电磁场分布较为均匀、场强梯度小；随着放置高度的增加，试样内均匀性上升，但超过一定高度后电磁场均匀性下降；经比较研究，得出电磁场分布均匀、符合烧结要求的最佳烧结试样尺寸为高度93 mm、半径44 mm、放置高度215 mm。

摘要:Magnéli相亚氧化钛是一系列非化学计量比氧化钛的统称，主要包括Ti₄O₇、Ti₅O₉、Ti₆O₁₁和Ti₈O₁₅等相，其中以Ti₄O₇的导电性最好，其理论电导率可达1 500 S·cm^-1，约为石墨的二倍。此外，Magnéli相亚氧化钛在强酸、强碱环境中均表现出极强的耐蚀性能，并且能够在水溶液中保持3.0 V以上的稳定电位窗口。Magnéli相亚氧化钛优异的性能使其在化学电源如铅蓄电池、液流电池、锂硫电池、可再生燃料电池，电解水的催化剂载体，热电及光电材料，光催化制氢以及电催化氧化降解有机污染物等领域中展现出良好的应用前景。目前，科研人员已经开发出一系列制备亚氧化钛的方法。但是在高纯度、单相、纳米或亚微米尺度亚氧化钛粉体，大尺寸的一体式亚氧化钛电极和金属基亚氧化钛涂层电极的规模化生产和应用中依然存在许多问题，限制了亚氧化钛系列产品在上述领域中的广泛应用。基于Magnéli相亚氧化钛陶瓷的固有特性，重点介绍了亚氧化钛粉体、一体式电极和涂层电极的制备方法及应用现状，同时对亚氧化钛相关材料的应用前景进行了简要概述，为科研院所及相关企业提供了参考依据、研究思路和解决办法。

摘要:能源消耗持续增长以及化石燃料燃烧带来的能源安全与环保问题日益突出，开发安全、清洁、高效的新能源是人类可持续发展的重要课题。氢气具有能量密度高、无污染、资源丰富的优点，被视为最具发展潜力的石油与天然气的替代清洁能源。制氢最常用的方法是电解水，为实现高效制氢，通常需要添加催化剂（钌及钌基材料）提高析氢效果。本文详细介绍了铂（Pt）族元素中最便宜的金属元素钌（Ru）和钌基材料作为高效电催化剂的制备方法，阐明了析氢促进机理以及析氢效果，并提出了钌基析氢电催化剂的未来发展方向。

摘要:NiTi合金作为一种典型的形状记忆合金，除了具有独特的形状记忆效应，还拥有优异的超弹性、生物相容性和力学性能，广泛应用于医学、机械、微电子等领域。然而，由于该合金延展性过高、加工硬化、低热导等问题，传统的切削方法加工工艺复杂、成本高，限制了其工程化应用。增材制造技术（Additive manufacturing, AM）又称3D打印技术，以其独特的一体化成形的技术优势，有效地改善了传统加工方法存在的问题。对此，国内外学者对激光选区熔化（SLM） 3D打印镍钛合金成形工艺进行了大量研究，并取得了丰硕成果。综述了近年来选区激光熔化镍钛的研究进展，简述了选区激光熔化和热处理工艺与镍钛合金的相变温度、组织结构、力学性能等映射关系，着重分析了SLM工艺参数对镍钛合金超弹性的影响规律，揭示了其影响机制，介绍了激光选区熔化镍钛合金的在医学领域的应用，并对未来NiTi合金的增材制造技术的发展提出了展望。

摘要:晶粒细化可显著提高超细晶/纳米晶钨材料的性能，介绍了超细晶/纳米晶钨材料制备技术的最新研究进展，包括粉末冶金法和深度塑性变形法，粉末冶金法的烧结工艺主要包括热等静压烧结、超高压通电烧结、放电等离子体烧结、微波烧结等；深度塑性变形法包括高压扭转、等通道挤压、表面机械研磨处理和累积轧制等。由于超细晶/纳米晶钨材料存在大量的晶界可有效提高材料的力学性能和抗辐照性能，因此有望解决纯钨材料作为核聚变堆面向等离子体材料存在的问题，对超细晶/纳米晶钨材料的发展提出了建议。

摘要:光与物质之间的相互作用，被视为光学应用的最基础物理问题。由光与凝聚态物质之间的相互作用形成的表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs），是一种新型的元激发准粒子，因其具有独特的色散和局域场增强特性引起广泛关注。SPPs器件打破了传统光学衍射限制，在纳米光子器件中有独特优势，应用于微纳光子学的前沿研究。阐述了SPPs的色散关系、激发方式、传播形式和物理性质，重点探讨了SPPs在波导、近场光学、传感器、生物医疗、光子芯片、表面增强拉曼散射和太阳能电池等方面的应用，并提出了研究前景。

摘要:铝合金、钛合金等轻质合金材料广泛应用于飞机、舰船等高端装备的管路系统中，用来传送水、油/气等工质并连接各种机械设备。在应用过程中，异种金属在电解液中接触而引起电化学反应并发生明显的电偶腐蚀现象，直接影响设备的结构完整性和服役安全性，必须采取措施预防此类电偶腐蚀的发生。介绍了电偶腐蚀发生的原理及影响因素，总结了近年来电偶腐蚀防护方法及绝缘防护涂层的研究现状，提出了电偶腐蚀防护值得关注的问题。

摘要:金属材料因具有优异的综合力学性能，广泛应用于国防军工、工业装备制造等领域中。由于应用环境复杂多变，金属基体材料很容易受到外界环境的影响而发生表面腐蚀和结冰等问题，从而导致关键装备的功能显著下降甚至失效。为解决上述问题，国内外科研人员研发了在金属基体表面沉积超疏水涂层。由于超疏水涂层材料表面通常具有水接触角超过150°和滚动角低于10°的特殊润湿表面特性，要达到超疏水性能，一般需要具备微纳米粗糙结构和低表面能物质修饰两个条件。首先，介绍了制备超疏水涂层材料的常用方法，包括喷涂法、刻蚀法、模板法、沉积法等，并对主要优缺点进行了探讨。然后，在不同制备方法的基础上，进一步探讨了超疏水涂层在防结冰、防腐蚀、减阻、自清洁等领域中有效应用。最后，总结了近年来超疏水涂层材料技术的研究进展，并对未来超疏水涂层材料的研发方向进行了展望。这些研究成果为金属材料在复杂多变的应用环境中提供了更可靠的保护措施，有望提升关键装备的性能和寿命。

摘要:沥青质是原油中最重的组分，是一种年产量约百万吨的低成本炼油副产品。沥青质具有高分子量、高含碳量、高芳香度的特点，同时非常易于交联和聚合，是生产新型碳材料如碳纤维、活性炭、石墨烯和碳纳米管的潜在材料。然而，沥青质目前几乎没有真正的市场应用价值，除了部分被用作铺路材料外，通常作为炼油副产品被当作废物处理掉，不仅造成了巨大的资源浪费，而且对环境造成了严重的损害。在循环经济和碳中和的背景下，如何创新沥青质材料的应用，变废为宝，成为急需解决的问题。综述了沥青质基新型碳材料的研究现状，讨论了沥青质作为生产新型碳材料原料存在的优势和困难。最后，对沥青质基新型碳材料大规模生产的未来研究方向进行了展望，为沥青质高价值的利用提供了解决方案，有助于推动其工业化大规模应用。

摘要:为了保障涡轮叶片材料的抗高温氧化与耐热腐蚀性能，采用低压等离子喷涂技术在航空发动机涡轮叶片试验件上成功制备了NiCoCrAlYTa涂层。通过对不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层进行1 000 ℃/75 h燃气热冲击试验，研究了带涂层叶片尺寸、涂层表面形貌、相组成和显微组织、涂层厚度和均匀性等性能参数的变化。结果表明：热冲击试验后，不同涂层叶片的整体尺寸未发生显著变化，表明涂层在高温环境下具有稳定的尺寸；涂层表面形成了Al₂O₃膜和NiAl₂O₄尖晶石，保留了较好的结构完整度，这有助于提高涂层的耐腐蚀性能；涂层的物相组成主要包括γ-Ni、γ'-Ni₃Al和少量的β-NiAl，形成了贫Al区、互扩散区、二次反应区等典型微区结构，析出的TCP相为R相，表明在热冲击过程中涂层发生了相变；不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层均表现出了良好的抗热冲击性能，为航空发动机涡轮叶片的高温应用提供了可行的涂层方案。

摘要:Inconel 718高温合金表面制备的铝化物涂层的组织结构及其形成机理，是提高该高温合金抗高温氧化和耐腐蚀性能的关键。采用化学气相沉积法在高温合金Inconel 718表面制备了铝化物涂层，通过结合使用材料热力学模拟软件JMatPro、X射线衍射仪、X射线能谱仪和扫描电子显微镜等表征手段，详细研究了铝化物涂层的微观组织结构。研究结果表明：在1 050 ℃温度条件下，经过1.5 h反应，Inconel 718表面生成了双层结构的铝化物涂层，其外层厚度为14.1 μm，主要由β-NiAl相组成，内层厚度为5.9 μm，由σ相和Laves相组成；外层的β-NiAl相形成是由Inconel 718高温合金中的Ni元素外扩散至表面后，与环境中的卤化铝反应而生成的；大量的Ni元素外扩散导致高温合金中的γ-Ni相减少，当高温合金中Ni元素的含量（原子分数）减少至49%时γ-Ni相中开始析出Laves相，当Ni元素的含量减少至40%时σ相也开始析出，当Ni元素的含量最终降至9%时Inconel 718高温合金完全转变成由σ相和Laves相组成的铝化物内层。研究结果深入揭示了涂层形成的机理，为优化铝化物涂层制备工艺提供了重要的理论基础。同时，对于Inconel 718高温合金的高温稳定性和腐蚀性能的提升具有实际应用价值。

摘要:采用悬浮液等离子喷涂技术（SPS），在不同基体温度下成功地制备了TiO₂涂层。通过研究基体温度对TiO₂涂层光催化性能及机械性能的影响，探究适合TiO₂光催化涂层的最佳基体温度。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、同步热分析仪、紫外-可见光谱仪等，对TiO₂涂层微观形貌、物相组成、光吸收性能进行了详细分析；通过光催化测试、结合强度测试和划痕测试，深入研究了基体温度对涂层光催化性能及机械性能的影响。研究结果表明：随着基体温度由250 ℃降到110 ℃，涂层的锐钛矿含量逐渐增加了15%，间接带间隙减小了0.5 eV，同时可见光吸收强度显著提高；在可见光照射下，亚甲基蓝去除率增加了11%；随着基体温度的降低，涂层的机械性能有所减弱，结合强度降低了12.28 MPa，划痕试验的正常临界载荷减小1.77 N。该研究为选择TiO₂光催化涂层最佳基体温度提供了重要依据。

摘要:采用反应射频磁控溅射法，在Al₂O₃陶瓷基片上通过共溅射的方式成功制备了Al-TaN和Ti-TaN薄膜，并通过调节Al和Ti靶的溅射功率以实现了掺杂，研究了掺杂元素变化对薄膜微观结构和电学性能的影响。结果显示，随着掺杂元素Al和Ti的增加，TaN薄膜的粗糙度逐渐增大，晶体结构逐渐向非晶转变；Al元素掺杂时，当Al靶掺杂功率由0 W升至70 W，薄膜电阻率由0.88 mΩ?cm增至82.72 mΩ?cm；Ti元素掺杂时，当Ti靶掺杂功率由0 W升至70 W，电阻率由1.03 mΩ?cm降至0.32 mΩ?cm。此时，随着Al和Ti靶材掺杂功率由0 W升至70 W，薄膜的TCR值分别从-1 313×10^-6 ℃^-1逐渐负偏至-3 831×10^-6 ℃^-1和从-1 322×10^-6 ℃^-1正偏至-404×10^-6 ℃^-1。该研究为溅射制备掺杂TaN薄膜提供了深刻的理论和实验基础。

摘要:使用FeCrVSi和Ni+WC涂层粉末，在高锰钢材料表面成功制备了激光熔覆涂层，并对涂层组织形貌、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明，两种涂层均可提升高锰钢基体的耐磨性和显微硬度，FeCrVSi涂层对基材性能的提升更佳，添加FeCrVSi和Ni+WC涂层的材料表面磨损量分别降低9.5%和6.3%，硬度分别为470—550 HV和500—630 HV，高于基体的250 HV，这主要源于合金元素的固溶强化作用和激光熔覆过程的激冷效果。在高应力载荷冲击过程中，涂层为高锰钢提供了第一层防护，以高硬度质点抵抗磨料破坏；同时，表层基材发生塑性变形和强化，产生形变诱导马氏体和栾晶硬化，提供了很高的硬化效应，在协同强化的作用下为高锰钢提供了更高的强度和硬度，提升了其耐磨性能。

摘要:采用铜模吸铸法，成功地制备了直径3 mm的(Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)_100-xN_x(x=0、0.5、1.0、1.5、2.0)非晶合金棒材。利用氮氧分析仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、万能试验机、显微硬度计和扫描电镜等手段，系统地研究了氮含量对(Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)_100-xN_x非晶合金的力学性能的影响。同时，对氮元素添加时非晶合金体系的剪切带与断口形貌进行了分析讨论。结果表明：不同氮含量的(Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)_100-xN_x合金中，氮含量（原子百分数）分别为0.08%、0.49%、1.18%、1.48%、1.73%；在添加微量氮元素前后，块体合金(Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)_100-xN_x均呈现完全非晶结构；原始Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅非晶合金的显微硬度值为478.62 HV，添加氮元素后显微硬度随氮含量增加而递增，显微硬度最高为519.16 HV；添加氮元素前，Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅合金的抗压强度为1 738 MPa、塑性形变量为2.1%；当x=0.5时，抗压强度降至1 719 MPa、塑性形变量降至1.0%；当x≥1.0时，抗压强度持续下降且塑性较差。

摘要:双金属复合管在石油运输行业中应用前景广阔，结合性能是考察复合管是否合格的重要指标之一。为了能在轧制成形过程中得到高品质的复合管材，在复合管制坯过程中要求实现界面处的冶金复合。以20钢和316L为原材料，基于结合温度及元素扩散情况，采用固液复合方式，并且结合界面的温度模型及通过ProCAST软件模拟，获得了外模最佳预热温度为1 050—1 100 ℃。通过现场试制界面处实现了冶金复合，在最佳温度范围既保证了固态20钢和液态316L之间能达到冶金复合，又能使元素有充分的扩散时间而增强了界面结合强度，同时又可以防止因元素过渡扩散而导致316L腐蚀性能下降。该方法为后续复合管连轧提供了优良的管坯，可实现高品质复合管的现场生产。

摘要:铊(Thallium，Tl)是一种高毒性金属，其致死剂量仅为10—15 mg?kg^-1。由于锰氧化物具有优良的吸附性，因此在铊污染防治中展现出很好的应用前景。然而，锰氧化物在吸附铊的过程中会溶出锰，因而对环境造成二次污染。为解决该问题，引入铁元素制备铁锰复合材料，降低吸附过程中锰的溶出。结果表明：铁元素的引入能大幅地减少吸附过程中锰的溶出，当初始Tl₀浓度为 10 mg?L^-1时，1 mg?L^-1的铁锰复合材料对铊的去除率超过99%，同时锰的溶出浓度控制在国家排放标准以内（0.3 mg?L^-1），达到了0.11 mg?L^-1；等温吸附曲线表明，当吸附温度为308 K时，铁锰复合材料的吸附符合Freundlich吸附曲线（R²=0.94），吸附最大容量为539.4 mg·g^-1。说明，铁锰复合材料在有效降低锰溶出的同时，也能够高效地去除铊。