摘要：随着宽禁带(Wide band gap,WBG)功率半导体器件的不断发展,目前高电压功率器件的电压等级已经可以达到20 kV,这给高电压功率器件封装的电气可靠性带来了新的挑战。高电压功率器件封装内部“三相点”处极易发生电场集中从而引起局部放电导致器件封装绝缘失效。非线性电导涂层(Field-dependent conductivity,FDC)材料被认为是解决这一问题的关键。虽然非线性电导涂层材料已经成为高电压封装的重要解决方案,但是非线性电导涂层材料的制备方案对其性能的影响尚不明确。为了制备并设计出性能更为优异的非线性电导涂层材料,通过有限元仿真和试验,分析了非线性电导涂层材料制备的三大必备要素基体材料、掺杂颗粒、涂层厚度对非线性电导涂层材料成型性、耐温性、绝缘耐压性、涂层结合强度以及其热-机械应力等性能的影响。通过分析非线性涂层材料制备方案对材料几个重要性能的影响规律,本研究可为优异和高可靠性的非线性电导涂层材料的设计和制备提供指导和方案。

摘要：砷化镓晶片加工生产过程中,产生大量有毒有害的含砷有机废水。采用“除砷预处理+生化处理+深度处理”工艺对砷化镓晶片加工废水进行达标处理及近零排放的中试研究。除砷预处理采用“两级混凝+离子交换树脂”工艺,砷去除率达(99.998±0.003)%以上,出水砷含量稳定达到排放标准。生化处理采用“O_(3)氧化+水解酸化+生物接触氧化”工艺,COD去除率为(95.7±0.3)%,出水水质满足当地园区纳管标准。深度处理采用“超滤+两级反渗透+三效蒸发结晶”,实现废水回用及资源回收。经计算,该中试工艺处理含砷有机废水的成本约为36.11元/m^(3)。该中试研究验证了砷化镓晶片加工生产废水的资源回收和近零排放的可行性,为该行业含砷废水的达标排放和资源回收利用提供了可靠的工艺支持和技术保障。

摘要：文章分别从MXene与石墨烯材料复合吸波材料、MXene与碳纳米管复合吸波材料、MXene与碳纤维复合吸波材料以及MXene与其他碳基复合吸波材料4方面,阐述MXene与碳基复合吸波材料的研究进展。并对MXene与碳基复合吸波材料的未来发展进行展望,提出4个发展方向,分别为进一步研究材料对电磁波衰减的机理,探索环保、大规模、可持续生产的制备方法,增强复合吸波材料的多功能性和环保性,设计具有新型结构的复合吸波材料以满足更高的应用需求,以及复合吸波材料的设计应向智能化方向发展。

摘要：有机硅导热灌封胶(TCSPC)在解决电气设备散热问题中发挥着重要作用,其高导热性和优异的流平性能尤为关键。通过使用多尺寸的导热填料,可以增强填料之间的协同效应,从而改善灌封胶的性能。为了提高这种协同效应,通常需要耗费大量的时间和材料来优化填料的复配比例。在本研究中,我们提出了一种快速筛选优化类球形氧化铝复配比例的方法——振实法,以提高灌封胶中的协同效应。研究发现,当两种类球形氧化铝(平均粒径分别为80μm和5μm)的复配质量比例为12∶8时,氧化铝混合物达到最致密的堆积状态。根据这一复配比例添加氧化铝的有机硅导热灌封胶表现出低黏度(组分A、组分B和混合后样品的黏度分别为6500,8000,9100 mPa·s)、优异的流平性能(在规定模具中10 min的流动距离为13.1 cm)以及高导热性(1.65 W/(m·K))。因此,借助振实法可以快速确定导热填料的较优复配比例。结果表明,使用两种类球形氧化铝的新型有机硅导热灌封胶的研发能够显著缩短时间,从而在有机硅导热灌封胶及类似导热复合材料的设计、制备和开发中节省大量的精力和材料。

摘要：以平板多通道炭膜为电极,直流稳压电源提供电流,蠕动泵提供分离动力,构建电催化膜反应器(ECMR).利用COMSOL Multiphysics 5.6对ECMR进行几何建模,模拟反应器内部流体力学分布,研究几何结构对流场分布的影响,并结合水力特性参数对其进行评价.结果表明,ECMR进水方式为平行于平板多通道炭膜、出水方式为单端出水时性能最佳,且经过示踪剂实验计算得到ECMR的死区容积率由18.86%降低到8.51%.对比优化前与优化后的ECMR的传质以及降解N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)的效果,ECMR的传质系数由1.39×10^(-4)m/s增加到1.48×10^(-4)m/s,扩散系数由1.3074×10^(-3)cm^(2)/s增加到1.473×10^(-3)cm^(2)/s,同时对质量浓度100 mg/L DMAc的去除率提高了14.5%,COD去除率提升了9%.以上结果表明ECMR的几何结构优化能够提升水处理性能,增强传质,在废水处理领域具有巨大的应用潜力.

摘要：提高电池的截止电压上限可以显著提升锂电池的能量密度。然而,高截止电压也会导致正极材料在高压下发生不可逆相变和副反应,从而损害电池性能。为了解决这一问题,建立一个稳定的正极电解质界面(CEI)在提高电池性能方面起到了关键作用。本文探讨了CEI的形成机制,并概述了构建CEI的方法,包括人工构建CEI和原位生成CEI。此外,从电解质的角度出发,我们还展望了构建高压正极CEI的设计思路。

摘要：随着石油工业的发展和浅层石油资源的消耗,油气勘探开发技术不断趋向于深井和超深井钻探工艺。然而深井底部的高温会导致钻井液出现分散、聚集、钝化现象,使得钻井液的黏度增加、流动性变差,这为深井钻井作业带来了巨大的技术挑战。钻井液用抗高温降黏剂可以降低钻井液的黏度,调节钻井液的流变性,在保持钻井液稳定性和钻井效率方面具有重要作用。合成聚合物类降黏剂具有分子结构可设计性强、抗高温性能突出等特点,广泛用于抗高温钻井液。本文综述了合成聚合物类抗高温降黏剂的研究现状,介绍了羧酸类、磺酸类、羧酸磺酸类、两性离子类降黏剂的抗高温性能及降黏机理,可为新型抗高温降黏剂的分子设计提供参考。

摘要：在能源危机与环境问题日益凸显的背景下,电化学储能技术得到了迅速发展。在"超越锂"储能领域的竞争者中,锂硫电池(Li-S)因其具有高理论比容量、高质量能量密度并且环境友好、价格低廉等优点,成为最有前途的新储能技术。但是,锂硫电池的发展仍存在一些瓶颈问题需要解决,例如正极材料导电性能差、多硫化物穿梭效应及在充放电过程中电极体积膨胀等。作为锂硫电池的关键组成部分,电极和隔膜材料的设计和制备对解决这些问题及电池整体性能提升起到了重要的作用。金属有机骨架(MOFs)及衍生的复合材料作为锂硫电池电极或隔膜修饰材料,具有质量轻、电子和离子传导性好、孔道丰富和活性位点均匀分布等优势。此外,这类复合材料还具备形貌和组分可控、来源丰富和孔径可调等特性,从而便于机制研究。本文全面介绍了锂硫电池组成、工作原理并综述了近几年MOFs及衍生复合材料在锂硫电池中的研究进展,重点讨论了其在正极材料和隔膜材料中的应用,并对未来该材料在锂硫电池研究方向上的前景和突破进行了展望。

摘要：随着锂离子电池等新能源电池在动力/储能领域的不断发展,传统商业聚烯烃隔膜由于润湿性与离子选择性差、孔隙率低等缺点已不能满足高性能锂电池的发展需要。近年来学者针对提升隔膜离子导电性能方面做了大量研究,然而锂电池充放电过程中通常只有阳离子传输参与氧化还原反应,二元电解质中锂离子通常被溶剂分子包围形成较大的溶剂鞘导致阴离子的移动能力反而强于锂离子,电池内部低的阳离子传输效率导致电池出现浓差极化、锂枝晶等问题,限制电池在高倍率下的应用,因此设计抑制阴离子穿梭促进阳离子快速迁移的新型电池隔膜在提升电池综合性能方面具有优异的发展前景。本文从近期的研究热点出发,主要从基团功能化设计、路易斯酸的俘获效应、空间筛分等策略详细介绍基于提升阳离子迁移能力的新型隔膜在电池领域的发展,最后总结指出电池隔膜领域存在的挑战和未来的发展方向。

摘要：采集人体能量的压电能量收集器具有可持续性、便携性、环保型和经济性等优势,已引起了人们的广泛关注。该文综述了压电能量收集器在人体能量采集领域的最新研究进展,包括用于人体能量采集的压电能量收集器的设计、更适用于穿戴或植入的压电材料的选择、以及新工艺对人体压电能量收集器性能的改善等。在传统能源日益匮乏的今天,人们对能量收集器的环保性以及可自供能的穿戴设备提出了更高的要求,未来的人体用压电能量收集器将面临更多的机遇与挑战,应着眼于新材料、新技术、新工艺的开发,推动压电能量收集器的发展,使其能更好地适应不同的应用,提高人体能量收集效率。