微波加热制备特种陶瓷材料研究进展

特种陶瓷广泛应用于航天航空、电子信息、新能源、机械、化工等新兴工业领域, 其高温制备过程仍以传统燃气窑炉和电加热炉为主; 碳排放高、能耗大, 节能减排形势严峻。当前, 我国面临实现“双碳”目标的巨大压力, 研究推广清洁高效的加热技术迫在眉睫。微波加热是利用材料自身对微波进行吸收, 将电磁能转化为热能, 能量的转移发生在分子水平上, 通过这种方式, 加热在整个材料内外同时产生, 整个材料体系中的温度梯度非常低。除体积加热外, 选择性加热、功率再分配、热剧变以及微波等离子效应等也是微波烧结的显著特征。微波加热具有节能环保、改善制品性能、减少燃烧碳排放等优点, 国内外有许多关于微波合成各种氧化物、碳化物、氮化物陶瓷粉体和微波烧结陶瓷复合材料的报道。本文首先对微波和微波混合烧结的基本理论进行综述, 然后介绍了微波加热制备陶瓷粉体与微波烧结制备陶瓷材料的最新研究进展, 最后总结了微波加热在陶瓷工程制品烧结中的一些研究成果, 体现出微波烧结的优越性, 并提出了微波烧结制备特种陶瓷的关键问题和今后的发展方向。     

超高真空加热炉的研制

超高真空加热炉是对材料进行真空加热的专用设备,在超高真空下将材料加热后,通过真空加热的脱气、脱脂、表面净化等作用,得到性能更好的材料。相对于普通真空炉,处理后的材料表面更加清洁干净和光亮,机械物理性能更好。本设备主要用于核技术材料的真空加热,自动化程度高,运行平稳。     

废旧材料的高温热解回收研究进展

热解是有机物在无氧或缺氧的环境中,通过加热在高温条件下发生分解的反应。废旧材料可以通过热解处理实现资源的循环再利用。废旧材料的高温热解回收不仅能够有效减轻其对环境的污染,而且还可以实现资源的再利用。本文从废旧塑料、废旧塑料/金属复合材料(印刷电路板)、废旧橡胶和生物质四方面分别介绍了高温热解在废旧材料回收利用领域的应用,具体介绍了每种废旧材料的热解过程和热解产物;最后对热解废旧材料的研究所存在的问题和面临的挑战进行了总结和展望,期望对其他废旧材料的高温裂解回收奠定基础。     

微波加热在一维碳材料制备中的应用

一维碳材料由于高效的传质和扩散效率、良好的力学性能和化学稳定性，被广泛应用在吸附净化、催化载体、能源电子等领域。微波加热通过快速处理、提高能源效率和降低设备成本等来满足当前材料加工以及可持续发展的要求，在一维碳材料的制备中表现出巨大的应用潜力。本文介绍了一维碳材料发展、应用现状及微波加热技术的独特优势，概括了微波加热的机理和特性，综述了微波加热与生物质基碳纳米管(CNTs)、碳纳米纤维(CNFs)以及聚丙烯腈基碳纳米纤维(PAN-based CNFs)制备和性能优化相关的研究及应用现状，着重分析了微波加热在炭化过程中对生物质基一维碳材料的作用方式以及在PAN基碳纤维形成过程中所引起的结构性能变化，并指出应着力开发准确可靠的测温工具和相应的微观表征方法，利用仿真和建模手段创新设计新型的微波反应器，以及通过科研实践和基础研究来加深对材料与微波间相互作用机制的理解，从而推动微波加热技术在材料加工领域的应用。     

微波加热岩石与混凝土的研究进展与工程应用

微波加热固体是新型的绿色、高效加热技术,具有即时性、整体性、选择性以及低能耗低污染等优点,微波辅助岩石和混凝土的破碎技术是国内外研究的热点方向。针对微波加热岩石和混凝土的机理和加热特点,国内外学者开展了一系列理论分析、模型模拟以及试验研究。该文系统总结了该领域理论、模拟以及试验的研究进展,在论述微波加热特点、材料对微波加热响应以及加热影响因素的基础上,阐述了微波加热岩石和混凝土的内在机制,讨论了微波加热在岩石强度劣化、辅助岩石破碎、岩石钻孔、混凝土骨料回收以及微波辅助选矿等工程领域的研究现状与应用前景,探讨了相关领域的研究重点以及未来的研究方向,以期为推动工程中微波加热技术的应用和发展提供借鉴与参考。     

低温加热对铝合金7150-T77状态性能和组织的影响

针对铝合金7150-T77状态进行了加热实验研究,观察了不同加热温度下其性能和组织的变化。研究结果表明：随着加热温度的升高,材料的电导率升高,硬度和拉伸性能降低;当加热温度大于175℃时,材料的电导率、硬度和拉伸性能开始显著变化;当加热温度升高至185℃时,材料的硬度和屈服强度已经降低为不合格;当加热温度继续升高,材料的硬度和屈服、抗拉强度降低更多。加热温度超过175℃时,α晶粒再结晶、η′相明显长大,因此热成形加热温度不应超过175℃;用来确定机械加工产生的可疑软化区的电导率参考值不应大于38%IACS。7150-T77热成形加热温度应控制在125～175℃范围内。     

微波法合成金属-有机骨架材料研究应用进展

微波加热是一种简单、高效、低成本的加热方式,近年来在新材料合成方面得到广泛应用。作为新型多孔材料,金属-有机骨架(MOF)材料在吸附、催化等领域的应用备受关注。由于传统加热法合成MOF材料存在反应时间长等缺点,微波法作为一种新的加热方式被越来越多地用于合成MOF材料。与传统加热法相比,微波法合成MOF具有反应速度快、合成的晶体尺寸小等特点。综述了微波法合成MOF材料的研究进展,介绍了该方法合成的MOF材料在气相吸附、液相吸附方面的应用。     

高熵合金在钎焊和表面工程领域的应用研究进展

随着合金制造水平的提高及性能要求的复杂化,高熵合金逐渐引起极大的关注.目前在材料加工领域内的研究主要集中于钎焊和表面工程两大方向.在钎焊领域,高熵合金可以作为钎焊填充材料应用于高温和低温钎焊,本文归纳了合金高熵化的相关经验参数,阐述了第一性原理计算和相图计算等模拟计算手段在高熵合金填充材料设计领域内的应用;详细介绍了高熵合金钎料在镍基高温合金、陶瓷-金属异种材料、低温封装等连接领域的最新研究进展.同时,分析了工艺参数对高熵合金钎料钎焊接头组织与性能的影响.在表面工程领域,论述了高熵合金薄膜/涂层的应用方向与制备手段,总结了在高温防护涂层、硬质保护层以及其他应用领域的研究进展.同时归纳了高熵合金在钎焊和表面工程领域研究和应用中存在的问题,而未来将在降低钎料熔点、提高焊缝高温力学性能以及发展共晶高熵合金钎料/涂层等领域进一步提高研究水平.     

氮化镓材料专利计量分析及启示

<正>氮化镓(Gallium Nitride,Ga N)基半导体材料是继硅和砷化镓基材料后的新一代半导体材料,被称为第3代半导体材料。氮化镓材料由于具有禁带宽度大、击穿电场高、介电常数小、电子饱和漂移速度高、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等独特的特性,在光电子器件和高温、高频大功率电子等微电子器件领域有广阔的应用前景[1.2]。氮化镓材料的应用首先是在发光器件领域取得重大突破的。1991年,日     

微波技术在先进陶瓷材料研究中的应用

微波技术是在20世纪才发展起来的一门新技术。微波是一种电磁波,其频率范围为0.3￣300GHz,波长范围为1m￣1mm,介于电磁波谱的红外和无线电波之间。波长在1￣25cm微波专用于雷达,915±15MHz及2450±50MHz两个频段专用于加热、干燥、医疗等用途,其余大部分波段用于电讯传输。微波技术最早在陶瓷加工领域的应用,可以追溯到20世纪60年代末美国学者Tinga等的工作。微波加热不同于传统加热,传统加热是通过辐射、对流、传导等3种方式由表及里进行的;而微波加热是材料在电磁场中由介质损耗而引起的体加热,一般有如下特点:体加热性。加热时,微波进…     

热固性树脂基复合相变材料的制备及其储能强化研究进展

热固性树脂是一种能够在加热或辐射条件下发生交联反应而固化,逐渐硬化成型的树脂类材料,具有耐热性高,受压不易变形等优点,广泛应用于涂料、胶粘剂、电子封装等领域。现有研究表明,由于热固性树脂受热后的固化成型,可有效解决固-液相变材料相变储能过程中泄漏问题。本文从热固性树脂的分类出发,首次系统综述其在相变储能领域的应用研究现状,包括：(1)基于酚醛树脂封装的定型相变材料研究进展;(2)基于环氧树脂封装的定型相变材料研究进展;(3)双环戊二烯石油树脂在相变储能领域应用的可能性。同时,从制备时改性与废弃时处置回收的角度,对热固性树脂强化的相变储能复合材料未来研究重点和发展趋势进行了展望,旨在为拓宽热固性树脂在相变储能领域的应用范围提供有益参考,为制备性能优异的定型相变材料提供更多研究思路。     

铝合金局部热处理技术及其在板材成形中的应用发展现状

铝合金因具有密度低、比强度高、耐蚀性好、回收再生性好等诸多优点,在航空航天、汽车等领域获得广泛的应用。然而铝合金的室温成形性较差,常依靠加热辅助其成形,不仅增加制造成本,降低生产效率,而且严重降低产品表面质量,从而限制其在复杂结构零部件以及高端制造领域中的应用。而局部热处理技术能够有效制备具有梯度性能分布的铝合金差性板,可以改善板材的变形行为和与模具之间的接触摩擦作用,实现调控成形过程中材料的流动时序,从而提高铝合金的室温成形能力。本文系统论述铝合金局部热处理技术的工艺原理及特点,对材料微观组织和力学性能的影响规律,快速加热的实现方式及优缺点,热处理路径的选取、加热温度和保温时间等关键技术,以及在实际板材成形中的应用。详细介绍局部热处理软化和硬化对铝合金板材强韧化的作用和调控机制,对比分析局部热处理提高铝合金板材成形能力的实际效果,从而加快推进该技术在我国高端铝制品加工行业中的实践和应用。     

材料热电特性对相变存储器功耗的影响

本文建立了相变存储器存储单元的有限元分析模型,对相变材料以及加热电极热电参数对加热效率、功耗的影响进行了研究.模拟研究表明:引入了随温度变化的相变层热导率,能更精确地模拟器件温度场;加热电极电阻率与相变层电阻率越大,加热效率越高,功耗越低;但为了使加热效率更集中在相变材料层中,加热电极电阻率不能大于相变层电阻率.其中,在相变材料设计选择方面,具有较高电阻率的Si_2Sb_2Te_5较传统的Ge_2Sb_2Te_5更适合应用于低功耗相变存储器的应用;而在底部加热电极的选择上,具有较高电阻率和低热导率的TiN较TiW、W或Ti等电极相比,在低功耗方面更具优势.     

柔性电加热织物的研究进展

柔性电加热织物是智能加热服装、热致变色服装等智能服装服饰的关键部件。本文总结了近年来柔性电加热织物的研究进展,对柔性电加热织物的基底材料和加热用导电材料进行了分类对比分析,概括了柔性电加热织物的制备方法和性能表征方法,并展望了其在智能服装服饰、智能保健医疗器材领域中的广阔应用前景,最后提出了柔性电加热织物目前存在的问题以及未来发展的方向。     

可低温激活的钛锆钒非蒸散型吸气剂薄膜的制备及其性能研究

非蒸散型吸气剂材料是近年来广泛应用于真空领域的一种重要材料,但过高的活化温度限制了它的应用场景。本文使用比例均匀一致的钛锆钒合金作为靶材,经直流磁控溅射沉积了活化性能良好的非蒸散型吸气剂薄膜,使用X射线光电子能谱对薄膜的表面化学状态进行了分析。结果表明随着加热温度的升高薄膜表面成分呈现高氧化态-低氧化态-金属态的变化规律,该薄膜在150℃下加热后开始发生明显活化,并且在温度升高后活化程度进一步增高。薄膜在激活后具有良好的吸气性能,且薄膜的长时间使用具有可靠的稳定性。     

大型高真空退火炉的热设计

介绍了大型高真空退火炉的热设计。用表面负荷法、容积负荷法、热平衡法对退火炉所需的加热功率进行了估算。采用对工作区域进行全方位加热的方法，提高了工作区域温度的稳定性，与加热体周向布局相比，大大降低了炉体的高度。炉体材料用不锈钢，加热体材料用钼丝。３ｈ内，用１８０ｋＷ加热功率将直径１．６ｍ、高１．７ｍ的工作区域加热到８００℃，炉温稳定后测得工作区域内的最大温差为８℃，定点温度稳定性优于±３℃。     

微波加热在锂离子电池正极材料合成中的应用

近年来,微波加热技术由于独特的加热机理及加热快速均匀、节能高效、易于控制等特点受到了国内外研究者的广泛关注。本文重点介绍了微波加热在层状、尖晶石型及橄榄石型正极材料合成中的应用,认为采用微波加热技术合成正极材料,在合成效率、电极材料微观结构及电化学性能上,与传统的加热方式相比,都有一定的改善,并对微波加热技术合成锂离子电池正极材料的前景进行了展望。这对于推动正极材料的商业化进程具有一定的参考价值和指导意义。     

基于专利分析的碳纤维汽车技术创新趋势研究

对Innography专利数据库1973~2015年全球应用于汽车领域的碳纤维技术专利文献进行了统计分析,以了解目前汽车用碳纤维技术的创新研发态势、技术热点和竞争格局。分析表明:随着对汽车轻量化研究的逐渐深入,碳纤维材料的应用研究早已成为热门领域,2010年后,应用于汽车领域的碳纤维技术研究进入了快速发展阶段,研究较多的国家是中国、日本、德国、美国和韩国;中国的专利较多,但偏重于国内专利申请,具有雄厚研发实力的企业少,而德国、法国、日本、美国则更注重知识产权在全球的保护,形成自己的专利布局;核心专利数量不多,仅45件,其中大部分来自美国,美国掌握着大部分关键技术;目前碳纤维技术主要应用于汽车轮胎、摩擦材料、增强材料、成型制品、饰品和加热零部件等。     

PH15-5沉淀硬化不锈钢真空时效工艺试验

研究了PH1 5 5沉淀硬化不锈钢在真空回火炉中进行真空时效时 ,高真空加热、高纯氮气及高纯氩气保护对流加热对力学性能和表面光亮度的影响。结果表明 ,高真空加热时 ,表面光亮度较好 ,但试样力学性能分散度大 ;对流加热时 ,试样力学性能分散度小。高纯氩气保护加热光亮度优于高纯氮气保护的     

高温热台在材料研究领域中的应用

综述了高温热台在材料研究领域中的应用,包括实时观察晶体熔融与生长、材料烧结、相变、纳米粉体熔化和低共熔.对比常规实验方法,指出了高温热台在研究材料结构、性能方面的优势,总结了高温热台在材料研究领域中所取得的一些创新性成果.最后指出了高温热台在研究材料组成、结构、性能以及原位观察等方面存在的不足,并展望了其未来的发展方向.