科研动态--中国科学院金属研究所

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极小尺寸纯铂的晶粒几何形状与稳定性关系研究取得进展

在热涨落或外力的作用下，晶界的迁移速率𝑉取决于晶界运动能力M、晶界平均曲率H和晶界能量γ，其关系为V=M*H*γ。原则上，稳定的晶粒堆垛要求晶界上各点的表面张力保持矢量平衡。长期以来，Kelvin猜想由于具有极小面条件及棱边、顶点处表面张力处于平衡状态的特点，被认为是一种合理的解决方案。根据该猜想搭建由截角八面体晶粒组成的多晶材料，一直被认为是金属中唯一可能的稳定形状，这种结构被称为Kelvin晶体。　　近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心李秀艳研究员团队将纯Pt晶粒尺寸细化至极小尺度时，首次在实验...

2025-02-20
陶瓷光固化增材制造技术取得系列进展

新型陶瓷光固化增材制造技术是一种利用光照方式固化光敏浆料，实现分层制造的工艺。该工艺可实现高精度复杂形状陶瓷的快速制备，在航空航天、生物医疗和新能源等领域展现出巨大潜力。　　近期，中国科学院金属研究所张兴、曹磊研究课题组利用陶瓷光固化增材制造技术制备了仿乌贼骨多级结构的SiOC陶瓷（图1），研究发现具有仿生墙-脊复合结构的SiOC陶瓷压缩强度（13.37 MPa）显著高于单一墙结构陶瓷压缩强度（8.43 MPa）。同时，该仿乌贼骨多级结构的SiOC陶瓷在800℃背温实验中可长期保持较低背面温度（≤200℃），展现出卓越的隔热性能，...

2025-01-23
金属所攻克首台国产化陶瓷电熔炉用特种耐蚀电极

近日，中国科学院金属研究所承担的中国核电工程有限公司动力堆高放废液陶瓷电熔炉电极制造项目顺利通过验收。　　放射性废物处理在核能产业链中占据举足轻重的地位，其中高放废液玻璃固化技术凭借其高效性和稳定性成为国际公认的主流处理方式。熔炉电极作为该技术的核心部件，其抗玻璃腐蚀性是保证设备安全运行的关键性能。　　金属所先进材料凝固与制备技术课题组项目组针对国家核废处置重大工程的迫切需求，基于晶界原位内生氧化颗粒固铬抗蚀思路，研发了高放废液玻璃固化熔炉电极用新型耐玻璃腐蚀高温合金及其制备技术，搭建了模拟熔炉电...

2025-01-21
氧化石墨烯的电化学制备技术取得重要进展

氧化石墨烯（GO）是一类重要的石墨烯材料，具有多种不同于石墨烯的独特性质，是目前应用最为广泛的二维材料，在热管理、复合材料等领域已实现工业化应用，在物质分离、生物医药等领域也表现出良好的应用前景。目前，GO的批量制备主要采用化学氧化方法（如Hummers法），即通过石墨与浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾等强氧化剂的反应来实现GO制备。该反应迄今已有150多年的历史，由于大量强氧化剂的使用，在制备过程中存在爆炸风险、严重的环境污染、成本高等问题，已成为制约GO产业发展的瓶颈。　　中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中...

2025-01-20
金属所等揭示电化学反应驱动的原子尺度位错动力学

位错是晶体材料中最重要的拓扑缺陷之一。对于具有良好延展性的金属材料，位错是其塑性变形的主要载体，是决定其力学性能的关键；相比之下，具有本征脆性的陶瓷材料的塑性变形能力有限，一般并不涉及大量的位错行为（多表现为脆断）。与传统陶瓷材料在服役过程中主要承受机械应力的应用场景不同，层状氧化物（电动汽车中应用最为广泛的一类正极材料）在服役条件下承受的是多物理场（电、化学、力、热等）耦合作用下的氧化还原反应。在循环往复的电化学反应过程中，层状氧化物不仅会发生复杂相变，同时还伴随元素价态变化、物质迁移与损...

2025-01-14
锂电正极材料界面结构调控取得重要进展

高性能锂离子电池正极材料是实现下一代长续航、长寿命电动汽车的关键。然而，当前锂离子电池的能量密度和循环寿命呈倒置关系，其中电极材料与电解液的界面副反应则是主要诱因之一。表面包覆是减缓电解液与正极之间副反应的最有效途径之一。然而，传统包覆工艺通常只关注包覆层本身的作用，较少考虑其与电解液的相互作用及后续的原位转化产物对电池性能改善的机理。　　近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心材料结构与缺陷研究部研究人员与北京大学、阿贡实验室合作，在超高镍单晶锂电正极材料的表面改性研究方面取得了新...

2025-01-02

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