贵金属在中国高新技术产业中的应用

贵金属材料制造行业是国家重点支持的新材料领域。随着高新技术产业的快速发展,贵金属需求也越来越大。由于贵金属单件产品及元器件体积、质量小,技术性能要求精,通常均应用于关键和核心部位,应用领域广,使用价值昂贵。阐述了贵金属材料在电子信息、生物医药、高温材料、汽车工业、石油化工、国防安全等6个领域中的应用和发展,其已成为新材料领域研究重点。     

倍容量输电导线用高强殷钢丝新材料的研究进展

倍容量输电导线是高端输电领域“皇冠上的明珠”产品，而高强殷钢丝是制作倍容量输电导线的关键材料。本文简要介绍了高强殷钢新材料的发展历程，并以倍容量输电导线为例，详细阐述了殷钢材料的强化措施。在此基础之上，重点介绍了河钢集团高强殷钢丝材料的研发现状。殷钢新材料的强化措施主要有细晶强化、形变强化、第二相析出沉淀强化及外加第二相纳米颗粒强化，河钢基于此，提出了“纳米尺度第二相复合析出颗粒增强殷钢”新思路，研制出了具有自主知识产权的新型高强殷钢丝材料。如何利用材料强塑性最新理论成果，使铝包殷钢丝复合材料的整体强度不小于1 200 MPa,以及在降低镍、钼等昂贵金属含量的同时，仍能使殷钢保持较低的热膨胀特性，实现低成本殷钢产品的工业制造，是本专业领域亟需解决的重要难题和未来的重要发展方向。     

材料基因工程及其在海洋工程用钢中的应用

近年来,随着我国海洋资源开发不断走向深水,海洋工程装备对材料的性能要求不断提高,设计和开发高性能钢铁材料已经成为海洋工程材料的主要发展趋势之一。应用传统的“试错法”开发新材料虽然能避开物理机制不明的制约,但研发周期长、成本高、效率低。“材料基因组”思想应运而生,材料的设计逐渐由“炒菜式”向理性设计改变。而材料基因工程以“研发周期缩短一半、研发成本降低一半”为目标,为新材料的研发提供了新的方向。文中在对材料基因工程的基础理论与方法、关键技术、发展现状等方面总结分析的基础上,提出了海洋工程用钢材料基因化的设计思路。短期来看可以缩短研发周期同时降低成本,长期来看还可以实现海洋工程用钢的按需设计,充实钢铁材料数据库,为后续的材料计算与开发提供依据。      

基于机器学习的材料弹性性能预测及可视化分析

在工程材料的应用中,弹性模量是重要的性能参数,找到特定弹性性能的材料是新材料合成领域的热点问题,如何快速且准确的预测弹性在工程上具有重要意义.通过实际实验测量大量材料的弹性性能并不现实.因此,通过计算机模拟筛选材料数据,选出候选材料,再通过实际实验进行验证,是一种理想的新材料发现方法.目前材料性能预测的主要计算方法是基于第一性原理的高通量计算,这类方法效率低下,难以高效地完成大批量的材料筛选任务.而基于材料统计学的机器学习预测方法,可通过大数据挖掘,快速预测材料性能,成为一种有可能替代高通量计算的方案.本文将特征选择方法和机器学习模型进行组合,从中选择最有效的弹性模量预测组合方案,并设计交互界面对输入特征和材料弹性性能的关系进行可视化分析.实验表明Pearson/RFE和GBDT的组合模型性能最好,同时通过可视化分析发现每原子能量、熔点、密度等特征对于预测结果的影响较大.这些重要的特征可以从特征–目标关系中初步预测弹性模量的范围,目标属性值也可反过来估计材料的重要特征.这些研究成果可应用于探究弹性的影响因素、预测大批量材料性能和可视化分析指导材料合成.     

含铜抗菌不锈钢的应用研究现状

含铜(Cu)抗菌不锈钢是一类结构/功能一体化金属新材料,目前已经具备稳定的工业规模生产能力。为应对日常生活、医疗领域和海洋工程装备领域所遇到的细菌微生物污染问题,已经开发出适用于相应领域的多种含Cu抗菌不锈钢新材料。为了探索新阶段含Cu抗菌不锈钢的研发方向,综合介绍了含Cu抗菌不锈钢关键性能的研究进展及在多领域的应用现状,并分析了时代发展给该领域所带来的新的问题与挑战。     

铝合金挤压及其新材料的研发概况与应用前景

从高强高韧高性能铝合金及挤压材料、民用高性能铝合金及挤压材料、铝合金新材料与挤压新产品三个方面讨论了国内外高性能铝合金挤压新材料研发水平与趋势。通过微合金化理论，利用先进的加工工艺和热处理工艺，改善传统合金性能，研发出用于轻量化高速交通运输工具、航空航天、兵器军工等领域需要的军用和民用新型铝合金挤压材的方法，从而满足经济建设和国防现代化的需要。最后对我国铝合金挤压材的市场进行了简要分析，并预测了应用前景。     

新力光源—三大优势之密

一、成长能力优势 适应能力：新力公司致力于稀土新材料的研发,参与长余辉蓄光发光粉国家标准起草、国家民政部民政标牌标准制定,并承担了国家863计划新材料技术领域特种功能材料技术主题（西部新材料科技行动专项）“稀土超长余辉蓄光发光材料开发及应用”课题,并以优秀等级通过验收。公司不断延伸产品结构,     

人工智能在可再生能源材料研发领域的研究进展

近年来煤炭、石油、天然气等传统能源逐渐枯竭，大量化石能源的使用造成环境污染。为了降低二氧化碳的排放量，国家积极推动风、光、水电、氢能等可再生能源的发展，而这些能源技术的推广应用的关键是新材料的研发。目前新材料的研发主要依赖于研究者根据材料结构以及其用于某一特定体系的预期催化活性为目标进行实验优化，导致新材料研发过程缓慢。随着计算材料学的进一步发展，研究人员整合了大量关于材料结构及性能表征的材料数据库，通过比较逐步优化筛选新材料。综述了当前材料开发的设计思路以及合成方法，以人工智能（AI）为着眼点阐述了近年来基于AI方法设计、制备可再生能源材料过程中的模型与算法，并总结了AI用于材料设计方面的研究意义和发展过程，最后对AI方法用以可再生能源材料设计、制备的发展进行了展望，介绍了本课题组提出的材料优化模型，并且列举了该模型成功应用于电解水析氢以及硼氢化钠制氢的材料优化的案例。未来，AI技术在新材料的理论计算、合成设计、性能预测、材料微观结构表征分析等方面具有非常广阔应用前景。     

我国锂工业概况及相关标准制修订简析

前言 锂是最轻的碱金属元素。自从1817年瑞典科学家阿尔费德松（A,Arfvedson）在分析锂云母和锂长石中发现锂以来,锂在玻璃陶瓷、石油化工、冶金、纺织、合成橡胶、润滑材料、医疗器械等传统工业领域得到了广泛应用。近年来,锂在航空航天、核能发电、电池能源等新材料领域的用量也越来越大,已成为现代工业生产中十分重要的金属,被称为“21世纪的能源金属”。     

超高强钢的基因组数据库管理平台建设及应用

“材料基因组计划”主要是为了改变材料研究的“试错”模式，通过对以往试验数据的收集与整理，结合模拟计算技术、大数据与区块链等信息技术，建立材料的基础数据库、大数据管理平台、高通量模拟计算、试验与分析平台，并利用机器学习等先进人工智能技术，为能够快速开发高性能新材料提供有效的数据支撑。主要针对超高强钢研发中的数据处理需求，依托超高强钢的基础数据收集、超高强钢高通量模拟计算等，探索建立了超高强钢的基因组数据库及其管理平台，提出了数据库系统的结构框架以及基因组数据管理平台的总体架构，并展示了在该数据平台基础上进一步开发的试验数据汇总生成试验报告、计算数据解析及可视化展示等应用功能。该平台可以支持数值、文本、富文本、表格、函数、图片等丰富的数据类型，支持TB级海量数据的存储管理以及百万级数据记录的索引与检索，实现所有数据从在线采集、规范化处理、存储和管理到检索和分析的全流程高效智能化管理，从而为超高强钢基因组材料研发工作的顺利进行提供了必要的数据保障，有效提升了研究团队的数据资源化能力和数据分析能力，通过一个能够快速索引、检索并给出分析报告的数据管理分析平台，为研究部门开发新型超高强度钢提供优质...     

面向低成本纯水电解制氢技术的单原子化金属复合物析氢催化剂研究进展

纯水电解制氢技术是合理利用可再生能源实现电能-氢能相互转化的一个有效途径，对于实现中国的能源结构转型和“双碳”战略有着重要作用。纯水电解制氢的主要实施方式是采用酸性质子交换膜的电解槽，但是其催化剂中所需的大量贵金属组分导致了高昂的制造成本，严重限制了其未来的发展。单原子化金属复合物催化剂的研发与应用是有效降低催化剂中贵金属用量的一个重要策略，开发适应酸性环境、高反应活性、稳定可靠的贵金属甚至非贵金属体系单原子催化剂（SACs）成为研究和产业化的共同热点。本文在介绍单原子催化体系的研发历程和在酸性析氢反应（HER）过程中应用现状的基础上，分为贵金属体系和非贵金属体系两大类分别进行综述，具体阐述了单原子复合催化剂的制备方法、组分结构、电化学性能以及构效关系，最后对面向更低成本的单原子化析氢催化剂的发展前景和应用推广趋势进行了总结和展望。     

无镉动力蓄电池板栅合金材料的研制

通过Pb-Sb-RE-X电动车动力电池板栅材料的研制,阐述了用稀土元素替代金属Cd以及Pb-Sb-RE-X板栅材料的综合性能;通过实验数据比对,进一步阐述了该合金材料的优良性能和环保特性.     

钛在海洋工程领域应用现状及发展趋势

正海洋中蕴藏着丰富的生物、油气、金属矿产等资源,是人类的资源宝库。世界各国都在竞相开发利用海洋资源。海洋工程用材料,除要求耐海水腐蚀环境外,还要求高性能、高功能、高安全可靠性等。被誉为"海洋金属"的钛是一种物理性能优良、化学性能稳定、耐蚀性优异的材料,可以很好地满足人们在海洋工程领域应用的要求,是不可替代的海洋工程材料。本文介绍了海洋工程用钛及其合金的研发现状以及钛在海洋工程领域应用现状及发展趋势进行。     

《粉末冶金基础教程》

随着粉末冶金技术在新材料开发与生产领域和在先进金属成形技术领域的快速发展，随着粉末冶金材料与制品在汽车、家电、电动工具、微小型电动机、电子技术、各种机电、日用产品等行业的广泛应用，希望学习与了解“粉末冶金”的人士越来越多。为此，中国机协粉末冶金专业协会组织编写了“粉末冶金基础教程”一书。     

国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定（节选）

2010年10月，国务院颁布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》明确包括新材料等共7个重点发展的领域，而新材料产业将“重点大力发展稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料”具体内容摘录如下：     

眼镜框用贵金属包层材

日本新领域事业部金属材料部的山内忠睛等通过以金属钛代替镍合金作为芯材,开发成功一种商标为“世纪金”的轻量、耐蚀性及装饰性优良的高级眼镜框架用新材料。这种新材料在眼镜框用金属系材料中是仅次于钛的最轻材料。     

贵金属-过渡金属化合物复合纳米材料的界面调控及原子尺度原位表征

由贵金属纳米晶或单原子与过渡金属化合物(包括氧化物、磷化物、硫化物等)形成的复合纳米材料,在能源、催化、信息等诸多领域有重要的基础研究价值和广泛的应用前景。贵金属与过渡金属化合物间界面结构的尺寸、电子结构和缺陷态分布等对纳米复合材料的性能起决定性作用,从可控合成、原子水平表征、构效关系一体化研究贵金属-过渡金属化合物间的界面结构是推进其在相关领域应用的关键。本文综述了贵金属-过渡金属化合物复合纳米材料界面结构的可控合成和原子水平原位表征。重点介绍了通过原位转换和吸附方法制备界面结构可控的纳米复合材料,以及利用先进的环境气氛透射电子显微镜(ETEM)表征平台结合多种谱学手段,在原子水平研究其界面结构信息和其在模拟使役条件下的演变过程。并结合该领域面临的问题与挑战,展望了贵金属-过渡金属化合物复合纳米材料的发展前景。     

高熵稀土盐类热障/环境障陶瓷涂层体系研究进展

高熵陶瓷是近年来新型陶瓷研究领域的一大热点，在航空工业领域有着巨大的发展和应用前景。基于高熵策略设计的高熵氧化物陶瓷涂层可以较好地解决当前热障/环境障涂层在高温下服役寿命、抗氧化性、抗CMAS(钙镁铝硅氧化物)腐蚀等关键性能不足的问题。综述了近几年不同体系的五元高熵稀土盐类材料在热障/环境障涂层领域作为候补材料的研究进展，总结了该类材料在结构、性能及主要应用领域方面的特点。最后展望了高熵稀土盐类陶瓷涂层的发展方向，为新材料体系的进一步研发和关键性能优化提供思路。     

关键钢铁材料的智慧研发路线

从面向2035的新材料强国战略出发,针对现代交通、能源、海洋工程以及重大装备等领域,对其急需的关键钢铁材料在品种、规格、性能、质量、服役安全与寿命等方面均提出了明确的发展目标、应攻克的技术瓶颈和"卡脖子"问题.为适应未来先进钢铁材料的发展,应在钢铁材料知识与理论框架下,充分发挥集成计算材料工程及材料信息学的优势,创建新材料的智慧研发路线,实现中国先进钢铁材料的研发从跟随模仿跨越到基于人工智能创新引领的新高地.     

贵金属纳米材料及其产业化过程

对贵金属纳米材料的种类、用途、产业化方法和发展趋势等内容进行了综合评述。贵金属纳米材料包括贵金属单质和化合物纳米粉体材料、贵金属新型大分子纳米材料和贵金属膜材料等几大类，随着国家对黄金和白银专控政策的放开和纳米技术与传统的贵金属深加工产业的结合，贵金属纳米材料作为一类在工业生产中起着重要作用的新材料，具有良好的发展前景。非负载型贵金属纳米粉末常用化学还原法、光化学合成法、电化学沉积法以及热物理法等方法进行生产，负载型贵金属纳米粉体材料则一般采取化学法（浸渍法）、离子交换法和吸附法等）生产，这两类贵金属粉体材料是目前获得工业应用最多的贵金属纳米材料，贵金属纳米材料的产业化过程有其特殊性，其发展趋势可以概括为改造、隆本、集约化和多功能化。