摘要：发展氢能产业对于构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系和实现“双碳”目标有着重要意义,但是氢气易燃易爆的特性带来了较大的安全隐患;因此,开发氢气即时高效检测技术具有重要意义。针对近年来氢气传感器及其技术的发展情况,本文探讨了电阻传感器、电化学传感器、催化传感器、光学传感器、机械传感器和声学传感器等氢气传感器的研究进展。围绕氢气传感器在灵敏度、选择性、响应时间和稳定性方面的问题,重点分析了贵金属钯、铂、过渡金属氧化物、还原氧化石墨烯等传感器材料的性能特点和氢气传感技术存在的挑战,指出未来的研究方向主要有氢敏材料结构纳米化设计、多功能传感微型化设计、低成本规模化的绿色制造、氢气传感器智能化设计等。

摘要：在电弧增材制造中,工艺参数之间存在复杂相互作用,难以寻找最优参数组合以获得最佳的成形质量与预期的几何结构。为了加速工艺参数优化过程,在3因素3水平全因素实验的基础上,明确了电流、送丝速度和扫描速度对熔道熔宽、熔高和稀释率的影响规律,建立了神经网络、支持向量机和高斯回归分析模型来预测熔宽、熔高和稀释率。对比分析表明,高斯过程回归模型对熔宽的预测性能最好,神经网络模型对熔高的预测性能最好,支持向量回归对稀释率的预测性能最好。基于这3种机器学习模型,采用多目标遗传算法(NSGA-II),实现了以熔宽和熔高最大、稀释率最小为目标的电弧增材制造多目标优化,最后对优化结果进行了实验验证。

摘要：亚稳β钛合金的力学性能与其变形机制密切相关。在稳定性很高的β基体中位错滑移是唯一的变形机制,而随着β基体稳定性的降低,除位错滑移之外的其他变形机制如{112}变形孪晶、应力诱发β→ω相变、{332}变形孪晶以及应力诱发β→α″相变等变形机制会逐渐产生。这些变形机制可以导致孪晶/相变诱导塑性的效应,能显著提高相应合金的加工硬化率和塑性。近年来关于这些变形机制的研究取得了重要进展,不同变形机制之间尤其是变形孪晶与应力诱发相变之间的内在联系被揭示出来,为现有合金的性能优化和新型合金的设计开发提供了重要的理论指导。本文综述了这些研究进展,并对其中存在的一些不足进行了分析。

摘要：金属有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)材料具有良好的机械性能、可设计的组成结构以及可调的表面物化性质,在润滑油纳米添加剂方面表现出潜在的应用前景,然而,MOFs纳米颗粒与基础油之间差的相容性限制了其进一步的发展.本文中选择具有良好化学、机械和热稳定性的UiO-66纳米颗粒作为润滑油添加剂,并通过将3种不同分子链长和结构的二烷基二硫代磷酸(DDP)分子在UiO-66上进行组装.借助透射电子显微镜、X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光动态光散射和高频摩擦磨损试验机对DDP修饰前后UiO-66的微观形貌、物相组成、化学结构、粒径分布和摩擦学性能进行了研究,发现DDP分子可以通过配位相互作用组装在UiO-66纳米颗粒表面而不会破坏初始MOFs的形状尺寸和结晶性,DDP的修饰有效改善了UiO-66纳米颗粒在溶剂以及基础油中的分散稳定性,进一步将其作为润滑油纳米添加剂,可表现出良好的减摩抗磨性能,并能有效提高基础油的抗载能力以及综合摩擦学性能.最后,通过X-射线光电子能谱仪对其摩擦机理进行了研究,结果表明:DDP分子修饰的UiO-66纳米颗粒通过DDP在摩擦副表面形成了摩擦反应膜以及Zr-MOFs的“滚珠轴承”效应,有效减少了摩擦副表面的摩擦磨损.

摘要：钠离子电池因资源丰富及成本低等优势,在大规模储能领域备受关注。炭材料作为钠离子电池实用化进程中的关键负极材料,具有高容量、低嵌钠平台、易调控且稳定性好等特点,引起了研究者的广泛关注。掺杂原子可改善炭材料的微观与电子结构,是提升储钠性能的有效途径。常见的杂原子包括N、S、O、P、B等,其中硫原子因其较大的半径能显著扩大层间距、增加缺陷与活性位点,被广泛用于炭负极材料的掺杂改性。本文综述了近年来硫掺杂炭材料的设计制备及在钠离子电池负极中的研究进展,分析了硫掺杂对碳结构的调控机理与改善电池性能的作用机制,最后针对目前面临的挑战和可能的解决方案进行了总结和展望,以期推动硫掺杂炭负极材料在钠离子电池中的实用化进程。

摘要：随着雷达技术的迅猛发展,雷达吸波涂层RAC(Radar absorbing coating)在军事装备隐身防御系统中的作用日趋重要。介绍了吸波材料的吸波机理,综述了雷达吸波涂层的3种结构设计,重点评述了物理涂覆、化学镀、热喷涂和溶胶-凝胶法制备工艺的研究进展,最后展望了强、宽、轻、薄吸波涂层的研究方向。

摘要：针对行波磁场的应用评述了其近几年理论和实验的研究进展,包括行波磁场原理、行波磁场发生器的设计、行波磁场在晶体生长过程中的效应。论述了在晶体生长过程中行波磁场引起的子午线流对导电熔体的稳定性、生长界面形貌和溶质分布的影响,指出了该领域当前研究存在的问题并展望了其发展趋势。

摘要：耐事故核燃料包壳能显著增强轻水核反应堆在失水事故下抵御堆芯熔化的能力,是核燃料技术变革和核电安全技术提升的重要方向。在现役锆合金包壳表面涂覆Cr涂层,形成具备良好结合力、优异耐高温高压水腐蚀性能和抗高温氧化性能的新型包壳材料,是最有望在短期内获得实际工程应用的耐事故核燃料解决方案。本文综述了Cr涂层锆合金在高温蒸汽环境中氧化行为研究进展,重点关注Cr涂层的氧化动力学、Cr涂层微观组织对抗氧化性能的影响,以及长时间氧化后Cr涂层的失效机理和Cr-Zr互扩散行为。此外,总结了增强Cr涂层抗氧化性能和抑制Cr-Zr互扩散的策略,并展望了未来的发展方向,以期为Cr涂层核燃料包壳的优化设计和工程应用提供参考。

摘要：传统油基润滑剂在重型机械的相互作用体系中发挥着重要的作用,助力工业时代的快速发展,但随着对材料的绿色环保性需求与日俱增以及润滑体系使用场景的不断丰富,安全、环保且价格低廉的水基润滑体系正势不可挡地占据着越来越重要的地位,水基润滑添加剂是这个体系中至关重要的组成部分.本文中通过炭化配位聚合物制备富含氮原子掺杂的炭纳米片,以此为基底,以贻贝仿生的“黏性”物质聚多巴胺为媒介,借助迈克尔加成反应分别将带有正电、负电和两性离子基团的亲水小分子化学锚固于炭纳米片表面,得到了3种水基润滑添加剂,而后研究其摩擦性能并通过多项理化表征探究其水基润滑机制与影响因素.试验表明:得益于带电基团更强的水合能力,3种亲水小分子修饰均能有效提升水基润滑剂的减摩抗磨性能,其中,修饰负电性丙烯酸酯磺酸盐的炭纳米片(SPMA-PCNS)表现出最佳的润滑效果,其表现出的性能优越性可归因于2个方面:SPMA的迈克尔加成活性高,高的SPMA接枝量带来更丰富的水合作用,水合层会带来更好的边界润滑效果;其次,SPMA-PCNS表面呈负电性,利于其在铁基摩擦副表面的吸附与反应,形成坚固的摩擦保护膜.进一步对磨斑表面分析,发现SPMA-PCNS会在摩擦热和机械力的作用下与钢基质发生摩擦化学反应,生成以碳氮化物、铁硫化物和铁氧化物为主的摩擦反应膜,与水合作用带来的边界润滑层协同作用共同保护摩擦副表面,有效减少摩擦磨损.本研究为制备水基润滑添加剂提供了可行的修饰思路,且揭示了水基润滑影响因素,有助于设计高性能水基润滑添加剂和理解摩擦机理.

摘要：应用数值模拟和试验研究相结合,以典型的关公艺术铸件为例,分析真空吸铸技术在艺术铸造领域应用的可行性,并探究真空吸铸成形中空薄壁艺术类铸件的浇注工艺方案设计。结果表明,该工艺可成功铸造出表面无缺陷的完整中空薄壁艺术铸件,且满足艺术品工艺要求。在充型速度为60 mm/s、吸铸温度为710℃、铸型温度为350℃的条件下可获得轮廓完整、纹理清晰、棱角分明的关公艺术铸件。