二硼化镁超导电性研究论文

二硼化镁超导电性研究论文

最后一张图片是新时代本身的体现：一个很小的镧超水化物样品（或LaH10）被挤压到与那些类似的压力下发现于地核的一部分，用激光加热到接近新英格兰一个寒冷冬日的温度。（按照超导研究的标准，这是滚烫的热度，通常在极冷的实验室里进行）在这些条件下，海姆利和他的团队发现，LaH10似乎不再抵抗原子间电子的运动。很明显，正如海姆利在他的APS演讲中所说，在1月14日发表在《物理评论快报》上的一篇论文中，它变成了一种“室温超导体”【6个你从未听说过的重要元素】

早在1911年，荷兰物理学家海克·卡默林·翁内斯就发现，在极低的温度下，某些物质表现出不寻常的电学性质。

在正常情况下，电流通过导电材料（如铜线）时，沿途会失去一些强度。即使我们在电网中使用的非常好的导体也不完美，无法将所有能量从发电站传输到墙上的插座。有些电子会在途中丢失。

但是超导体是不同的。引入超导导线回路中的电流将持续不断地循环，不会造成任何损失。超导体排出磁场，从而有力地推开磁铁。它们在高速计算和其他技术中有应用。问题是，超导体通常在极低的温度下工作，这使得超导体在普通用途上变得不切实际。一个多世纪以来，物理学家们一直在寻找温度更高的材料中的超导性。但是，发现超导性有点像惊人的金子：过去的经验和理论也许能大致告诉你在哪里寻找超导性，但在你做昂贵、耗时的检查工作之前，你不会真正知道超导性在哪里。

“你有这么多材料。罗马萨皮恩扎大学的物理学家莉莉亚·博埃里说：“你有一个巨大的探索空间。”她在海姆利之后发表了一篇论文，探讨了超导体比LaH10温度更高的可能性，并解释了为什么像这样的材料在极端压力下是超导的。

在1986年，研究人员发现，在绝对零度以上30度或零下406华氏度（零下243摄氏度）的高温下，陶瓷是超导的。后来，在20世纪90年代，研究人员第一次认真研究了超高压，看看它们是否能揭示出新的超导体。

，但在那一点上，Boeri告诉Live Science，仍然没有任何好的方法来确定一种材料是否是超导的，或者在什么温度下是超导的，直到它被测试。因此，临界温度记录——超导电性出现的温度——保持在非常低的水平。

“理论框架就在那里，但他们没有能力使用它，”博埃里说。

下一个重大突破是在2001年，当研究人员证明二硼化镁（MgB2）在绝对零度以上39度或零下389f（零下234c）时是超导的，

[三十九度]相当低，”她说，“但在那个时候。”这是一个重大突破，因为它表明，在临界温度是先前认为可能的两倍的情况下，你可以拥有超导电性。

，从那时起，寻找温暖的超导体在两个关键方面发生了转变：材料科学家意识到，较轻的元素提供了诱人的超导的可能性。同时，计算机模型发展到了理论家可以提前准确预测材料在极端环境下的行为的地步。

物理学家们从显而易见的地方开始。

“所以，你想用轻元素，而最轻的元素是氢，”Boeri说但问题是氢本身——这不能被制成超导，因为它是绝缘体（一种通常不允许电通过的材料）。所以，要有一个超导体，你首先要把它变成一种金属。你必须对它做些什么，你能做的最好的事情就是挤压它。化学中的

，金属几乎是所有原子结合在一起的 *** ，因为它们处于自由流动的电子汤中。我们称之为金属的大多数材料，如铜或铁，在室温和舒适的大气压下都是金属的。但在更极端的环境中，其他材料也可能变成金属。[世界上最极端的实验室]

理论上，氢就是其中之一。但有一个问题。“KDSPE”“KDSPs”需要比现有技术更高的压力，“Hemley在他的谈话中说，”KDSPE“KDSPs”使研究人员寻找含有大量氢的材料，这些材料会形成金属，并有望在可达到的压力下变成超导的。博埃里说，从事计算机模型研究的理论家为实验人员提供了可能是超导体的材料。而且实验人员选择了最好的测试方案。

这些模型的价值是有限的，不过，Hemley说。并不是所有的预测都能在实验室中实现。

“一个人可以在这项工作中非常有效地使用计算，但我们需要严格地做到这一点，并提供最终的实验测试，”他告诉聚集的人群。

Hemley和他的团队的“室温超导体”，LaH10，似乎是这个新研究时代最令人兴奋的结果。在两个相对的钻石点之间，一个LaH10样品被压缩到大约100万倍于地球大气压力（200千兆帕）的水平，在绝对零度以上260度的温度下变得超导，或8华氏度（零下13摄氏度）。

在同一篇论文中描述的另一个实验运行似乎显示在绝对零度以上280度或44华氏度（7摄氏度）的超导性。这是一个寒冷的室温，但并不太难达到。

Hemley结束了他的演讲，他建议，在未来的道路上，这种高压工作可能会导致材料，无论是在温暖的温度还是在正常的压力下都是超导体。他说，也许一种材料一旦加压，在压力释放后可能仍然是超导体。或者，从高温化学结构中吸取的教训可能会指向超导低压结构。

这将是一个游戏规则的改变者，Boeri说。

“这基本上是基础研究。“它没有应用，”她说但是假设你想出了一个在压力下有效的方法，比如说，比现在低10倍。这就打开了通向超导电线和其他东西的大门。

问她是否希望在有生之年看到一个室温、常压的超导体，她热情地点头。

“当然，”她说。

“古怪的物理学：自然界中最酷的小粒子大爆炸到文明：希格斯粒子之外的10个惊人的起源事件：5个可能潜伏在宇宙中的难以捉摸的粒子”

“最初发表在《生命科学》上

二硼化镁是迄今临界温度最高的金属化合物超导体,超导转变温度达39K

1、Determination of the Glassy exponent of melt textured YBa2Cu3O7-x by magneticrelaxation, Journal of Supercond-uctivity,2005,(第一作者)2、Determination of pinning energy U0 for melt textured YBCO in accord with collectivepinning theory, Physica C ，2005(第二作者).3、MgB2超导体掺杂的理论研究，低温物理学报，2006(第二作者).4、硬度和电负性与掺杂二硼化镁体系超导电性、掺杂元素和掺杂比例选取的关系, 低温物理学报2006(第二作者).5、MgB2薄膜金属-绝缘体转变的研究，西北师范大学学报，2007(第二作者).

1911年荷兰科学家翁纳斯（ Onnes，1853-1926）在测量低温下水银电阻率的时候发现，当温度降到零下269度附近，水银的电阻竟然消失了！电阻的消失叫做零电阻性。所谓“电阻消失”，只是说电阻小于仪表的最小可测电阻。也许有人会产生疑问：如果仪表的灵敏度进一步提高，会不会测出电阻呢？用“持久电流”实验可以解决这个问题。零。如果回路没有电阻，自然就没有电能的损耗。一旦在回路中激励起电流，不需要任何电源向回路补充能量，电流可以持续地存在下去。有人曾在超导材料做成的环中把电流维持两年半之久而豪无衰减。由此可以电阻率的上限为10－23欧姆厘米，还不到最纯的铜的剩余电阻率的百万亿分之一。零电阻效应是超导态的两个基本性质之一。 超导态的另一个基本性质是抗磁性，又称迈斯纳(Meissner) 效应。即在磁场中一个超导体只要处于超导态，则它内部产生的磁化强度与外磁场完全抵消，从而内部的磁感应强度为零。也就是说，磁力线完全被排斥在超导体外面。 记得采纳啊

镁电池研究论文

当今的移动世界离不开锂离子电池，这是目前可充电电池的最佳选择。去年，消费者们购买了50亿只锂离子电池，用来给笔记本电脑、照相机、手机和电动汽车供电。美国阿贡国家实验室能源存储联合研究中心（JCESR）的负责人乔治·克拉布特里（George Crabtree）说，“这是有史以来最好的电池技术”。不过，克拉布特里的目标远不止于此。

1991年，索尼公司推出第一款商业版锂离子电池，与之相比，如今锂离子电池的能量密度（单位质量所存储的能量）已经是原来的两倍多，而价格只有当初的1/10。不过，锂离子电池的能量密度已经接近极限。许多研究者认为，对锂离子电池的改进，最多还能将能量密度再提高30%。这意味着，锂离子电池永远不能像一油箱汽油那样，让电动汽车连续行驶800千米，也不能让“电老虎”般的智能手机续航许多天。

2012年，JCESR从美国能源部争取到亿美元的资金，用于研究超越锂离子电池的技术,而亚洲、美洲和欧洲的许多研究团队和公司都在寻找取代并超越锂离子电池的新技术。

【锂–硫电池】

2013年初，化学工程师埃尔顿·凯恩斯（Elton Cairns）认为，自己研制出了一种新型化学电池，只有硬币大小。到2013年7月，他的电池已在美国劳伦斯伯克利国家实验室经历了1 500次充放电循环，而电池容量只损失了一半。这样的性能，基本可以媲美最好的锂离子电池了。凯恩斯的电池基于锂–硫（Li-S）技术，所使用的材料价格非常低廉，理论上的能量密度是锂离子电池的5倍多。

锂–硫电池的主要优势之一，在于减掉了锂离子电池的“无效体重”。在一块典型的锂离子电池中，多层石墨电极占据了大量体积，而这些电极基本上只是用来吸附锂离子。这些锂离子经由电解液，流到多层金属氧化物电极。和所有电池一样，电子必须通过外部电路流动，来平衡正负电荷，从而产生了电流。要想给电池充电，则须通过外加电压来反转电子流动，这同时也会让锂离子回到石墨电极上。

在锂–硫电池中，一块纯金属锂片代替了多层石墨电极。这块锂片既是电极，也是锂离子的来源。电池放电时，锂片变薄；电池充电时，它又恢复原状。金属氧化物电极也被更廉价、更轻的硫所取代。硫吸附锂的能力更强，每个硫原子可以结合两个锂原子，而在锂离子电池中，结合一个锂原子就需要不止一个金属原子。所有这一切使得锂–硫电池在成本和重量两方面都具有明显优势。

一些研究者质疑，学术界的认同未必能转换成商业上的成功。在实验室，研究人员通常使用少量硫和大量电解液，这样比较易于研究，但不能制成高能量密度的电池。在PolyPlus公司（一家制造电池的公司，位于凯恩斯实验室以西5千米的地方）研究锂–硫电池超过20年的史蒂夫·维斯科（Steve Visco）说，增加硫和减少电解液会使电池更容易坏掉，要想以低廉的成本制造出能经受住一年四季温度考验的商品化电池相当困难。

至少有一家公司——英国Oxis能源公司——看好锂–硫电池的前景。该公司声称，它们已经制造出可以充放电900次的大型锂–硫电池，能量密度与当前的锂离子电池不相上下。Oxis能源公司正在与美国Lotus工程公司合作，他们希望在2016年前开发出可用于电动汽车的电池，能量密度将达到400 Wh/kg。

【镁电池】

作为世界上最轻的金属，锂拥有巨大的重量优势。但一些研究者认为，下一代电池应该使用更重的元素，比如镁。每个锂离子只能携带一个电荷，而二价的镁离子能携带两个电荷，这意味着可以释放的电能提高了一倍。不过，镁也有自己的问题。锂离子能轻松通过电解液和电极，而携带两个电荷的镁离子移动速度缓慢，就像是在黏稠的糖浆中穿行。

美国阿贡国家实验室的电池研究人员彼得·丘帕斯（Peter Chupas）正在与JCESR合作，他用高能X射线轰击各种电解液中的镁，来研究镁为什么会受到巨大的阻力。截至目前，他和同事发现，镁离子能强烈吸引周边溶液中的氧，从而吸引一大群溶剂分子，这使得镁离子变得沉重。

美国劳伦斯伯克利国家实验室的材料科学家克里斯廷·佩尔松（Kristin Persson）正在用超级计算机模拟潜在新型电池的内部结构，她正在试图从大约2 000种电解液中，找到一种更好的电极与电解液的组合，让镁离子可以更顺畅地通过电解液。

佩尔松和麻省理工学院的材料科学家赫布兰德·塞德（Gerbrand Ceder）成立了Pellion技术公司，来研发这种高容量镁电池。公司对其进展三缄其口，目前只发表了一篇关于电极的研究论文。2013年底公开的一大批专利表明，Pellion技术公司正在研发更开放的电极结构，帮助镁离子流动。包括丰田、LG、三星和日立在内的各大电子产品公司，都在研发类似的电池，但这些公司也都很少透露相关进展。

【氧电池】

温弗里德·维尔克（Winfried Wilcke）自称是“一个非常幸福的拥有特斯拉S电动汽车的车主”，他说，正是这辆电动汽车让他意识到电池研究是当务之急。

一开始，维尔克关注的是高能量密度电化学存储的理论极限——锂与氧气的氧化反应。与其他类型的电池相比，这种“会呼吸的”锂–氧电池有巨大的重量优势，因为其中一种主要反应原料——氧气，不必再装载到电池中。理论上，锂–氧（Li-O）电池的能量密度可以媲美汽油发动机，比现今电动汽车电池的能量密度高10多倍。

在驾驶着他的特斯拉S电动汽车行驶了22 000多千米之后，维尔克对这辆汽车的电池所提供的400千米的续航能力感到满意。他说，真正的问题是钱，电动汽车的电池成本在每千瓦时500美元以上，“电动汽车不被大众接受的真正原因，不是能量密度，而是价格”。所以，维尔克现在更看好一种基于钠的、更便宜的燃料电池。根据理论预测，钠–氧（Na-O）电池的能量密度是锂–氧电池的一半，不过，这已经比锂离子电池高出5倍了，而且，钠比锂更便宜。因此，维尔克满怀希望地说，钠–氧电池的成本或许可以接近每千瓦时100美元，这正是JCESR等研发机构认为消费者能够承担得起的价格。

【液流电池】

麻省理工学院的材料化学家唐纳德·萨多韦（Donald Sadoway）认为，未来的电池更像是一家冶炼厂。他设想了一种像集装箱一样大的箱子，每个箱子中有20个像电冰箱一样大的钢制单元，里面装着加热到500℃的熔融金属和盐。

这样的电池永远不可能用在汽车上，也不可能在能量密度这种指标上胜过锂离子电池。但是，为电网存储能量时，或者在不必考虑便携性的应用场景下，电池的尺寸就无关紧要了。这时候，人们需要的电池，不必又小又轻，能量强劲，而是要在较低成本和较少维护下，存储和释放可多可少的电能。JCESR希望，这样的电池可以充放电7 000次，大约可以使用20年。

萨多韦正在研究另一种技术，他用两层熔融的金属（因密度不同而分成上下两层）作电极，中间则以一层熔融的盐作为电解液隔开。随着离子在其间移动，两个熔融金属层或膨胀，或收缩，从而实现电能的存储和释放。这一切都是液态的，所以，经过数千次充放电循环后，也不会像固态电极那样出现破裂。

还有一些研究小组正在研发不那么激进的液流电池。这种电池的燃料由两种液体组成，离子在两种液体之间传递，中间隔着一层薄膜。液体燃料可以保存在电池外部的储存箱中，需要的时候再用泵抽取，因此，只需要使用更大的储存箱，就可以存储大量电能。不过，这种电池需要泵和阀门。萨多韦说，这些设备必然会面临维护问题。

在商用液流电池中，薄膜两侧的液体燃料都使用了钒离子，但钒和薄膜都非常昂贵。全世界最大的液流电池安装在中国的一个风力发电场，据中国科学院大连化学物理研究所的张华民估计，这一电池的耗资可能高达每千瓦时1 000美元。哈佛大学的材料科学家迈克尔·阿齐兹（Michael Aziz）说，“单是钒的成本就已经高得让人难以承受了”。

今年1月，阿齐兹的团队宣布，廉价的醌类物质（quinones，一类有机化合物）可以用于液流电池，它们可以与标准液体电极（比如溴）搭配使用。阿齐兹的电池系统已经充放电超过100次，性能依旧强劲。他希望能将这种电池的成本降低到每千瓦时100美元以下。不过，阿齐兹说，“这种电池系统现在还只是实验室通风橱里的一个玩具而已，只有大规模生产时，才能知道真正的成本有多高。”（作者：理查德·范·诺登/Richard Van Noorden；翻译：赵旭丹）

比较：

1、镁电池相对安全，在充放电循环过程中负极不会出现镁枝晶，发生类似于锂电中的锂枝晶生长刺穿隔膜导致电池短路起火、爆炸等危险。

2、镁元素含量较锂丰富，价格相对便宜。

3、镁单质与锂单质相比，熔沸点较高（648℃/1170℃），化学性质较惰性，易加工。

镁电池的优势：

原材料优势：我国是世界上最大的原镁产量国，占全球市场的70％。作为全球原镁最重要的产地，我国原镁产量充足，竞争充分，价格低与国际市场。我国原镁产地重要分布在山西、宁夏、辽宁等地。

产品成本优势：镁电池是同等体积锂离子电池成本的三分之二。

生产技术优势：经相关技术部门的鉴定，其生产技术指标优于以色列和德国。

锂离子电池：

一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由提出并研究。20世纪70年代时，提出并开始研究锂离子电池。

由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。锂离子电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。

镁电池：

镁电池是以镁为负极，某些金属或非金属氧化物为正极的原电池。

现有品种中，有与普通锌锰干电池相似的随时可以放电的镁锰干电池；还有干燥状态下可长期储存，临用时加水使之活化而可随即使用的储备型电池。

硼烯的输运性质研究进展论文

科学观察, 2018, 13(6): 40-41 doi: 中国热点论文分析二维材料研究现状及展望梁涛, 徐明生*浙江大学信息科学与电子工程学院,硅材料国家重点实验室 杭州 310027Online: 2018-12-15作者简介 About authors梁涛,浙江大学博士后,助理研究员,从事二维材料制备以及器件研究徐明生,浙江大学信息与电子工程学院教授,主要从事二维材料及器件研究 。二维材料是一大类材料的统称,指的是在一个维度上材料尺寸减小到极限的原子层厚度,而在其他两个维度,材料尺寸相对较大。最典型也是最早实验证明的二维材料是石墨烯。2004年,K. S. Novoselov等人在Science杂志发表文章,报道了通过机械剥离的方法从高取向的裂解石墨中获得了石墨烯,且证明了其独特优异的电学性质。自此之后,以石墨烯为代表的二维材料获得了快速的发展,新的二维材料如雨后春笋般涌现。得益于其原子层厚度方向上的量子局限效应,这些二维材料展示出与其对应的三维结构截然不同的性质,因此受到了科学界和工业界的广泛关注。除石墨烯之外,其他的二维材料还包括：单元素的硅烯、锗烯、锡烯、硼烯和黑磷等,过渡金属硫族化合物如MoS2、WSe2、ReS2、PtSe2、NbSe2等,主族金属硫族化合物如GaS、InSe、SnS、SnS2等,以及其他二维材料如h-BN、CrI3、NiPS3、Bi2O2Se等。这些二维材料具有完全不同的能带结构以及电学性质,覆盖了从超导体、金属、半金属、半导体到绝缘体等材料类型。同时,他们也具有优异的光学、力学、热学、磁学等性质。通过堆垛种类不同的二维材料,可以构筑功能性更强的材料体系。因此,这些材料有望在高性能电子器件、光电子器件、自旋电子器件以及能源转换和存储等领域得到应用。现阶段对于二维材料的研究集中在制备、表征、修饰改性、理论计算以及应用探索等几个方面,且均已取得了很大的进展。例如,在制备方面,机械剥离法被广泛用来制备得到二维材料样品,供实验室物性研究以及器件制作;利用化学气相沉积的方法可以制备大面积、高质量、层数可控的石墨烯以及部分过渡金属硫族化合物材料,为商业化应用奠定了基础。对于二维材料的表征,研究人员已经建立起互补的光谱学以及电子传输学等一系列表征手段。修饰改性也是二维材料发展的一个很重要的方面,通过掺杂、化学修饰、静电调控、合金等手段,可以最大程度地规避材料本身的不足,发挥其优势。理论计算在二维材料的发展中起到了至关重要的作用,通过理论计算可以发掘更多的新型二维材料,预测其性能,解释观察到的现象,指导实验设计。在应用方面,基于石墨烯的高频晶体管的构筑,基于MoS2的短沟道的场效应晶体管和隧穿晶体管,以及其他高效发光以及光探测器件的实现,都展现出了二维材料巨大的应用潜力

编译 | 未玖

Nature , 27 May 2021, VOL 593, ISSUE 7860

《自然》 2021年5月27日，第593卷，7860期

天文学 Astronomy

Evidence of hydrogen helium immiscibility at Jupiter-interior conditions

木星内部条件下氢-氦不混溶的证据

作者：S. Brygoo, P. Loubeyre, M. Millot, J. R. Rygg, P. M. Celliers, J. H. Eggert, et al.

链接：

摘要

温致密氢 氦（H-He）混合物的相行为影响了人们对木星和土星及其内部结构演化的理解。然而，尽管H-He相具有重要意义，但在相关的行星条件下，它的相行为仍然很难约束，因为通过计算来确定它极具挑战性，且极端温度和压力也难以通过实验达到。

研究组报道了通过激光驱动的冲击压缩已在钻石砧电池中预压缩的H2 He样品，可以达到适当的温度和压力。这使研究组能够探测木星内部条件下H-He混合物的性质，揭示了沿雨贡纽曲线的一个不混溶区域。

样品反射率的明显不连续变化表明，在10200 K时，该区域结束于150吉帕以上；在4700 K时，93吉帕以上的反射率发生了更细微的变化。考虑到木星的压力-温度分布，这些近原太阳混合物的实验不混溶约束表明H-He相分离影响了木星内部的很大一部分，研究组估计该部分大约占木星半径的15%。

这一发现为木星模型提供了微物理支持，该模型利用分层内部来解释朱诺号和伽利略号航天器的观测。

Abstract

The phase behaviour of warm dense hydrogen helium (H He) mixtures affects our understanding of the evolution of Jupiter and Saturn and their interior structures. But despite its importance, H He phase behaviour under relevant planetary conditions remains poorly constrained because it is challenging to determine computationally and because the extremes of temperature and pressure are difficult to reach experimentally. Here we report that appropriate temperatures and pressures can be reached through laser-driven shock compression of H2 He samples that have been pre-compressed in diamond-anvil cells. This allows us to probe the properties of H He mixtures under Jovian interior conditions, revealing a region of immiscibility along the Hugoniot. A clear discontinuous change in sample reflectivity indicates that this region ends above 150 gigapascals at 10,200 kelvin and that a more subtle reflectivity change occurs above 93 gigapascals at 4,700 kelvin. Considering pressure–temperature profiles for Jupiter, these experimental immiscibility constraints for a near-protosolar mixture suggest that H He phase separation affects a large fraction—we estimate about 15 per cent of the radius—of Jupiter’s interior. This finding provides microphysical support for Jupiter models that invoke a layered interior to explain Juno and Galileo spacecraft observations.

材料科学 Materials Science

Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene

电荷中性石墨烯中的长程非拓扑边缘电流

作者：A. Aharon-Steinberg, A. Marguerite, D. J. Perello, K. Bagani, T. Holder, Y. Myasoedov, et al.

链接：

摘要

范德华异质结构显示出许多独特的电子性质。单层、双层和薄层石墨烯、过渡金属二卤化物和莫尔超晶格已被发现显示出明显的非局域效应。

然而，这些效应的起源却引起了激烈的争论。尤其是石墨烯，在电荷中性时表现出巨大的非局域性，这一惊人行为吸引了各种不同的解释。

利用尖端超导量子干涉装置（SQUID-on-tip）进行纳米尺度的热成像和扫描门成像，研究组证明了石墨烯边缘常见的电荷积累会导致巨大的非局域性，产生了支持长程电流的狭窄导电通道。

出乎意料的是，虽然边缘电导对零磁场中的电流流动影响不大，但在中等磁场下，它会导致边缘和体输运之间的场诱导解耦。由此产生的巨大非局域性在电荷中性和远离电荷时产生了对边缘无序敏感的奇异流型，在这种流型中电荷可以对抗全局电场流动。

所观察到的一维边缘输运是通用和非拓扑的，有望支持许多电子系统中的非局域输运，为深入研究众多争论提供了线索，并将它们与系统边缘的远程引导电子态联系起来。

Abstract

Van der Waals heterostructures display numerous unique electronic properties. Monolayer, bilayer and few-layer graphene, transition-metal dichalcogenides and moiré superlattices have been found to display pronounced nonlocal effects. However, the origin of these effects is hotly debated. Graphene, in particular, exhibits giant nonlocality at charge neutrality, a striking behaviour that has attracted competing explanations. Using a superconducting quantum interference device on a tip (SQUID-on-tip) for nanoscale thermal and scanning gate imaging, here we demonstrate that the commonly occurring charge accumulation at graphene edges leads to giant nonlocality, producing narrow conductive channels that support long-range currents. Unexpectedly, although the edge conductance has little effect on the current flow in zero magnetic field, it leads to field-induced decoupling between edge and bulk transport at moderate fields. The resulting giant nonlocality at charge neutrality and away from it produces exotic flow patterns that are sensitive to edge disorder, in which charges can flow against the global electric field. The observed one-dimensional edge transport is generic and nontopological and is expected to support nonlocal transport in many electronic systems, offering insight into the numerous controversies and linking them to long-range guided electronic states at system edges.

Perovskite-type superlattices from lead halide perovskite nanocubes

卤化铅钙钛矿纳米立方体的钙钛矿型超晶格

作者：Ihor Cherniukh, Gabriele Rainò, Thilo Stöferle, Max Burian, Alex Travesset, Denys Naumenko, et al.

链接：

摘要

铯-铅卤化物钙钛矿型纳米晶体是长程有序超晶格很有前途的构建基块，因其明亮三重态激子的高振荡强度、缓慢失相（高达80皮秒的相干时间）和最小发射线不均匀展宽。到目前为止，人们从这些纳米晶体中仅设计出来单组分超晶格与简单立方堆积。

研究组提出了钙钛矿型（ABO3）二元和三元纳米晶超晶格，通过立体稳定、高发光的立方CsPbBr3纳米晶（占据B和/或O晶格位）、球形Fe3O4或NaGdF4纳米晶（A位）和截角立方PbS纳米晶（B位）的形状定向共组装而成。

这些ABO3超晶格，以及研究组展示的二元NaCl和AlB2超晶格结构，均表明了CsPbBr3纳米立方体的高度取向有序性。它们还表现出超荧光——一种集体发射，导致超快辐射衰减（22皮秒）的光子爆发，可用于定制超亮（量子）光源。

研究组的工作为进一步 探索 复杂有序、功能有用的钙钛矿介观结构奠定了基础。

Abstract

Caesium lead halide perovskite nanocrystals are promising building blocks for long-range-ordered superlattices, owing to the high oscillator strength of bright triplet excitons, slow dephasing (coherence times of up to 80 picoseconds) and minimal inhomogeneous broadening of emission lines. So far, only single-component superlattices with simple cubic packing have been devised from these nanocrystals. Here we present perovskite-type (ABO3) binary and ternary nanocrystal superlattices, created via the shape-directed co-assembly of steric-stabilized, highly luminescent cubic CsPbBr3 nanocrystals (which occupy the B and/or O lattice sites), spherical Fe3O4 or NaGdF4 nanocrystals (A sites) and truncated-cuboid PbS nanocrystals (B sites). These ABO3 superlattices, as well as the binary NaCl and AlB2 superlattice structures that we demonstrate, exhibit a high degree of orientational ordering of the CsPbBr3 nanocubes. They also exhibit superfluorescence—a collective emission that results in a burst of photons with ultrafast radiative decay (22 picoseconds) that could be tailored for use in ultrabright (quantum) light sources. Our work paves the way for further exploration of complex, ordered and functionally useful perovskite mesostructures.

地球科学 Earth Science

A 10 per cent increase in global land evapotranspiration from 2003 to 2019

2003-2019年，全球陆地蒸散量增加10%

作者：Madeleine Pascolini-Campbell, John T. Reager, Hrishikesh A. Chandanpurkar & Matthew Rodell

链接：

摘要

准确量化全球陆地蒸散量对于理解全球水循环的变异性是必要的，在气候变化下，这种变异性预计将加剧。目前的全球蒸散量产品来源很多，包括模型、遥感和现场观测。

然而，现有的方法包含广泛不确定性；例如，与模型结构相关，或将观测值提升到全球水平。因此，全球蒸散量的变异性和趋势仍不清楚。

研究组表明，2003至2019年，全球陆地蒸散量增加了10 2%，陆地降水越来越多地被划分为蒸散量，而非径流。

该结果基于全球陆地蒸散量的独立水平衡集合时间序列和相应的不确定性分布，使用的数据来自重力恢复及气候实验（GRACE）和GRACE后续（GRACE-FO）卫星。

全球陆地蒸散量的变异性与厄尔尼诺-南方涛动正相关。然而，这种趋势的主要驱动力是不断升高的地表温度。

研究组的发现为全球陆地蒸散量提供了一个观测约束，且与全球蒸散量在气候变暖下增加的假设相一致。

Abstract

Accurate quantification of global land evapotranspiration is necessary for understanding variability in the global water cycle, which is expected to intensify under climate change. Current global evapotranspiration products are derived from a variety of sources, including models, remote sensing and in situ observations. However, existing approaches contain extensive uncertainties; for example, relating to model structure or the upscaling of observations to a global level. As a result, variability and trends in global evapotranspiration remain unclear. Here we show that global land evapotranspiration increased by 10 2 per cent between 2003 and 2019, and that land precipitation is increasingly partitioned into evapotranspiration rather than runoff. Our results are based on an independent water-balance ensemble time series of global land evapotranspiration and the corresponding uncertainty distribution, using data from the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and GRACE-Follow On (GRACE-FO) satellites. Variability in global land evapotranspiration is positively correlated with El Niño–Southern Oscillation. The main driver of the trend, however, is increasing land temperature. Our findings provide an observational constraint on global land evapotranspiration, and are consistent with the hypothesis that global evapotranspiration should increase in a warming climate.

Overriding water table control on managed peatland greenhouse gas emissions

地下水位控制泥炭地温室气体排放

作者：C. D. Evans, M. Peacock, A. J. Baird, R. R. E. Artz, A. Burden, N. Callaghan, et al.

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摘要

全球泥炭地储存的碳比大气中自然存在的还要多。然而，许多泥炭地受到基于排水的农业、种植开发和火灾的压力，仅相当于排水泥炭地排放的所有人为温室气体的3%左右。通过保护未排水的泥炭地和使排水系统再湿润，人们正加强努力来遏制此类排放。

研究组报道了来自16个地点的 CO2 涡流协方差数据和来自英国和爱尔兰41个地点的 CH4 静态室测量数据，并将这些数据与所有主要泥炭地生物群落公布的数据相结合。

结果表明，年平均有效地下水位（ WTDe ；即通气泥炭层的平均深度）超过了所有其他与温室气体排放相关的生态系统和管理控制。

研究组估计， WTDe 每减少10 cm， CO2 和 CH4 排放（100年全球变暖潜势）的净变暖效应每年每公顷至少减少3吨 CO2 ，直到 WTDe 小于30 cm。进一步提高水位将继续产生净冷却效应，直到 WTDe 位于地表10 cm以内。

研究结果表明，农业泥炭地的温室气体排放可以大大减少，而不必停止其生产性使用。例如，将所有排干的农业泥炭地中的 WTDe 减半，可减少的排放量相当于全球人为排放的1%以上。

Abstract

Global peatlands store more carbon than is naturally present in the atmosphere. However, many peatlands are under pressure from drainage-based agriculture, plantation development and fire, with the equivalent of around 3 per cent of all anthropogenic greenhouse gases emitted from drained peatland. Efforts to curb such emissions are intensifying through the conservation of undrained peatlands and re-wetting of drained systems. Here we report eddy covariance data for carbon dioxide from 16 locations and static chamber measurements for methane from 41 locations in the UK and Ireland. We combine these with published data from sites across all major peatland biomes. We find that the mean annual effective water table depth ( WTDe ; that is, the average depth of the aerated peat layer) overrides all other ecosystem- and management-related controls on greenhouse gas fluxes. We estimate that every 10 centimetres of reduction in WTDe could reduce the net warming impact of CO2 and CH4 emissions (100-year global warming potentials) by the equivalent of at least 3 tonnes of CO2 per hectare per year, until WTDe is less than 30 centimetres. Raising water levels further would continue to have a net cooling effect until WTDe is within 10 centimetres of the surface. Our results suggest that greenhouse gas emissions from peatlands drained for agriculture could be greatly reduced without necessarily halting their productive use. Halving WTDe in all drained agricultural peatlands, for example, could reduce emissions by the equivalent of over 1 per cent of global anthropogenic emissions.

社会 学 Sociology

The universal visitation law of human mobility

人群流动的普遍访问规律

作者：Markus Schläpfer, Lei Dong, Kevin O’Keeffe, Paolo Santi, Michael Szell, Hadrien Salat, et al.

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摘要

人的流动性影响着城市的许多方面，从城市的空间结构到城市对流行病的反应。它最终也是 社会 互动、创新和生产力的关键。

研究组揭示了一个简单而稳健的标度律，它基于全球不同城市的人口大规模流动数据，来捕捉人口流动的时空谱。根据这一规律，任何地点的游客人数都会随着其访问频率和旅行距离乘积的平方反比而减少。

研究组进一步证明流向不同地点的时空流产生了显著的空间集群，其区域分布遵循齐夫定律。最后，研究组建立了一个基于 探索 和优先返回的个体流动模型，为所发现的标度律和新兴的空间结构提供了一个机制解释。

该研究结果证实了人文地理学中长期存在的猜想，并允许对人群重复流动进行预测，这为在城市规划、交通工程和减少流行病方面的应用提供了基础。

Abstract

Human mobility impacts many aspects of a city, from its spatial structure to its response to an epidemic. It is also ultimately key to social interactions, innovation and productivity. However, our quantitative understanding of the aggregate movements of inpiduals remains incomplete. Existing models—such as the gravity law or the radiation model—concentrate on the purely spatial dependence of mobility flows and do not capture the varying frequencies of recurrent visits to the same locations. Here we reveal a simple and robust scaling law that captures the temporal and spatial spectrum of population movement on the basis of large-scale mobility data from perse cities around the globe. According to this law, the number of visitors to any location decreases as the inverse square of the product of their visiting frequency and travel distance. We further show that the spatio-temporal flows to different locations give rise to prominent spatial clusters with an area distribution that follows Zipf’s law. Finally, we build an inpidual mobility model based on exploration and preferential return to provide a mechanistic explanation for the discovered scaling law and the emerging spatial structure. Our findings corroborate long-standing conjectures in human geography and allow for predictions of recurrent flows, providing a basis for applications in urban planning, traffic engineering and the mitigation of epidemic diseases.

镁合金磷化工艺研究论文

镁合金成形技术研究进展熊守美1 , 苏仕方2(11 清华 - 东洋镁铝合金成形技术研究开发中心 , 清华大学机械工程系 100084 ; 21 中国机械工程学会铸造分会 ,辽宁沈阳 110022)摘要: 镁合金材料及其成形技术的研究和开发对于扩大镁合金在我国的应用具有十分重要的意义。根据第四届中国国际压铸会议论文资料, 综述了国内外镁合金材料及其成形技术的的国内外发展趋势, 包括材料、成形技术及数值模拟等, 展望了镁合金的开发与应用前景。关键词: 镁合金; 材料; 成形技术; 数值模拟中图分类号: TG24912 ; TG14612 2 文献标识码: A 文章编号: 100124977 (2005) 0120020204+Research Progress on Processing Technologyof Magnesium AlloysXIONG Shou2Mei1 , SU Shi2Fang2(11Tsinghua2TOYO R &D Center of Magnesium and Aluminum Alloys Processing Technology , Departmentof Mechanical Engineering , Tsinghua University , Beijing 100084 , China ; 21Foundry Institution of ChineseMechanical Engineering Society , Shenyang 110022 , Liaoning , China)Abstract : Research and development of magnesium alloys and their processing technology are of greatimportance in promoting domestic applications of magnesium alloys in China. Based on the conferencepapers of the 4th China International Die casting Congress & Exhibition , this paper reviewed the trend ofresearch and development of magnesium alloys and their processing technology at home and abroad , in2cluding materials development , processing technology , and numerical simulation technology , etc. At thesame time , the prospect for magnesium applications was also : magnesium alloy ; materials ; processing technology ; numerical simulation镁合金正被广泛用于汽车、航空、电子以及消费原因 , 使它难以作为关键零部件 (如发动机零件) 材品工业中的各种结构件。尽管这些应用的增长主要受料在汽车等工业中得到更广泛的应用。同时镁合金密重量减轻的驱动 , 但是 , 镁合金的其它优点也起着重排六方的晶体结构决定了其塑性变形能力较差 , 如何要的作用。其一 , 是它们对压铸工艺的独特适应性 ,解决这一问题是镁合金应用的关键之一。针对上述问可以高速生产近终形零件; 其二 , 优良的模具寿命所题 , 研究人员取得了以下进展。节约的生产成本 , 可以弥补其原材料价格比铝合金稍111 压铸镁合金材料开发贵的不足 , 增强与压铸铝合金的竞争力; 此外 , 极好针对商用压铸镁合金抗高温蠕变性能较差的现状 , 以的可加工性能和减振性能也是镁合金具有的重要性AZ 91 合金为基准合金 , 一汽铸造研究所的研究人能。中国现在是世界上最大的镁生产及出口国 , 但镁员〔1〕进行了抗高温蠕变压铸镁合金的开发。论文讨合金在中国工业 , 尤其是汽车工业中的应用仍很有论了稀土元素 Ce , Y, Nd 以及 Ca 和 Si 的添加对压限。因此 , 深入开展镁合金及其成形技术的研究开铸镁合金在常温拉伸性能以及 150 ℃条件下的蠕变行发 , 对于扩大镁合金在中国工业中的应用具有十分重为 , 显微组织的影响 , 以及对表面处理和腐蚀试验的要的意义。影响 , 并进行了实际产品的生产。在第四届中国国际压铸会议的 50 余篇学术论文该文综合考虑合金的化学成分、合金元素的固溶中 , 涉及镁合金及其成形技术的相关论文、学术报告度、各种金属间化合物 , 在保持 AZ 91 合金基本成分有 10 余篇 , 本文将从镁合金材料、成形工艺 , 镁合不变的条件下 , 设计了四组试验合金进行考查。采用金熔体保护及镁合金成形过程数值模拟等方面总结会挤压的方法试制了 30 种成分合金试棒 , 对试棒的常议论文所涉及的相关领域的研究进展。温力学性能和腐蚀行为进行了测试 , 并初步考查了铸造性能和蠕变抗力。通过试验 , 开发的新合金性能接1 镁合金材料研究近德国大众公司开发的 MRI2153 合金 , 合金工艺性能耐热性及疲劳性能是阻碍镁合金广泛应用的主要与 AZ 91 合金相当 , 可以采用与 AZ 91 合金相同的生收稿日期: 2004211220 收到初稿 , 2004211229 收到修订稿。作者简介: 熊守美 (1966 - ) , 男 , 湖北麻城人 , 博士 , 博士生导师 , 主要从事压铸工艺和技术方面的研究。E2mail: smxiong @tsinghua1edu1cn铸造熊守美等: 镁合金成形技术研究进展·21 ·产工艺。在采用沈阳应用化学研究所低成本的电解镁造四大方面为主。其中压铸仍为最主要的成型工艺 ,- 稀土中间合金情况下 , 有效地控制了成本。在蠕变我国镁合金压铸件产量由 1995 年的 1 562 t 提高到试验中发现 , Mg2Al2Re2Zn 体系中的强化相 Al11Ce3 在2002 年的 4 950 t , 7 年里产量增长了 2 倍多 , 平均少量 Ca 存在下稳定性可以进一步提高。Nd 和 Y的添年增长率达 18 %。利用镁合金压铸件代替传统铸铁、加不会使 AZ 91 合金的晶粒度改变 , 但可以产生固溶铸钢件 , 甚至代替铝压铸件 , 正成为制造业特别是汽强化 , 具有极佳的蠕变性能。车制造业的发展趋势〔4〕。112 压铸镁合金的低周疲劳行为研究211 镁合金压铸沈阳工业大学的研究人员〔2〕通过试验发现: 压目前 , 镁合金压铸工艺的研究热点主要集中在两铸态 AZ 91 疲劳寿命最低; 在高应变幅条件下 , 压铸大方面: 镁合金压铸零件的开发设计和镁合金压铸工态 AM50 + Nd 疲劳寿命高于镁合金 AZ 91 , 在较低艺的完善创新。随着模具设计水平和压铸零件性能的应变幅条件下 , 压铸态 AM50 + Nd 的寿命要低于经提高 , 镁合金压铸件的应用领域已经从传统的笔记本过固溶处理的 AZ 91 的疲劳寿命; 经过固溶处理的电脑外壳、手机外壳等表面覆盖件发展到了发动机支AZ 91 镁合金的过渡疲劳寿命明显高于压铸态 , 压铸架、轮毂、框架件等受力部件以及安全部件。态 AM50 + Nd 镁合金的过渡寿命要高于压铸态 AZ相应地 , 为了满足不断提升的零件性能要求 , 随91。经过固溶处理以后 AZ 91 中的β相消失 , 使材料着材料科学和其他科学技术的进步 , 在传统压铸工艺的延展性增加 , 循环硬化程度有所降低。的基础上衍生出了真空压铸、充氧压铸、超低速压铸113 镁合金的铸态组织研究等诸多分支技术。其中真空压铸以其极低的铸件含气镁铝合金在未经变质处理时 , 铸态下晶粒尺寸可量、较好的设备兼容性和优异的铸件性能等优点得到达 3 ×10 ～5 ×10 m , 组织很粗大。合金的组织决2424了高度重视和大力发展。众所周知 , 压铸件的气孔问定性能 , 性能决定合金的应用 , 以往镁合金的组织控题是限制其性能提高的主要瓶颈。真空压铸在传统压制主要是为了提高其塑性变形能力。因为镁合金为密铸工艺周期上耦合真空系统抽除型腔气体 , 是一种减排六方 , 这就决定了其塑性变形能力较差。而实践证少压铸件气孔 , 去除铸模内气体和润滑剂蒸汽的有效明 , 细小等轴晶可以改善镁合金的塑性变形能力。而方法。目前研究的热点是如何在型腔内得到更高的真半固态触变成形也要求初始的铸态组织应为细小的等空度 , 及相应的模具密封工艺。高真空压力铸造得到轴晶组织 , 因此如何控制镁合金的组织是镁合金半固的零件不仅可以大大降低微孔和气孔等铸造缺陷 , 还态成形的关键之一。可以进行热处理和压铸焊接〔5〕。常用的镁合金组织控制工艺主要有液态处理法和沈阳工业大学的研究人员〔6〕研究了压铸镁合金固态处理法两大类。液态处理法由于简单、易于实轮毂缺陷的产生原因 , 通过对浇注系统和零件结构的现 , 不外加额外设备等 , 在工业应用中具有广阔的空改进及压铸工艺参数的调整 , 有效地仿真了缺陷的产间。液态处理法包括添加晶粒细化剂法、过热处理生 , 明显改善了压铸镁合金轮毂件的质量。法、熔体搅拌法两大类。固态处理法包括等静角压清华大学的研究人员〔7〕与一汽合作 , 系统地研(ECEA) 法、大比率挤压法和铸造粉末法。但对以究了各种压铸工艺参数对镁合金压铸件质量的影响规上这些方法的机理还不是很清楚或是方法正处于试验律 , 成功开发了一汽集团首件镁合金压铸件并投入实阶段。对镁合金的组织控制机理缺乏了解 , 产生了一际生产。目前 , 正进行镁合金真空压铸及超低速压铸些混淆 , 导致工业中对镁合金的组织控制主要依靠经的实验研究。验的方法〔3〕。到目前为止 , 对镁合金组织控制的研212 低压铸造究 , 主要集中于外来质点对形核的促进作用、抑制晶低压铸造由于其充型过程的平稳性和良好的排气粒生长的作用和溶质对形核率的影响。在镁合金熔体性能 , 被广泛应用于轮毂等对铸件缺陷较为敏感的零中加入少量的孕育剂 (MgCO3、C2Cl6、FeCl3 等) 或件制造。而传统低压铸造工艺所采用的压缩空气 , 由溶质原子 (Zr、Ca、Sr、RE 等) , 能细化镁合金的铸于气体纯度不够及氧的分压过高所造成的氧化和吸气造组织并改变沉淀物的形貌 , 提高镁合金的力学性等问题会造成铸件的氧化夹杂、微裂纹、缩孔和缩松能 , 改善压力加工性能。但是 , 镁合金组织细化的研等铸造缺陷 , 限制了低压铸造的推广。采用电磁泵充究和应用远不如铝合金的深入 , 值得进一步研究。型的低压铸造新工艺技术 , 以电磁泵充型技术为核心 , 在加压充型和保压时 , 采用非接触式的电磁力直2 镁合金成形技术研究开发接作用于液态金属 , 实现了铝液的平稳输送和充型 ,当前 , 镁合金的成型工艺仍然以 压 力 铸 造并防止由于紊流所造成的二次污染 , 得到了较高的铸(HPDC) 、低压铸造 (L PDC) 、挤压铸造和半固态铸件质量。同时引入计算机控制系统 , 提高了工艺执行Jan. 2005·22 ·FOUNDRYVol154 No11的准确度 , 也使生产效率得到了提升〔8〕。此外 , 由体保护原理的基础上 , 讨论了各种混合气体保护的缺于电磁泵低压铸造工艺所采用的开环控制方式对控制点 , 研究了不同配比、不同的温度和操作条件下精度具有较高的要求 , 针对工艺参数的测定和电磁设HFC2134a 气体对液态镁合金的保护效果 , 并且研究备的开发也展开了一系列研究工作〔9- 10〕。了相关工艺参数和防护工艺。研究结果认为 HFC2213 半固态铸造134a 气体相对于 SO2 和 SF6 具有更优良的保护特性 ,半固态铸造工艺自诞生以来一直受到了广泛的关可作为镁合金熔体气体保护的一种优先选择。注 , 处于研究的前沿。由于该项技术对设备依赖性较4 镁合金压铸过程数值模拟大 , 目前研究重点主要集中在设备性能的提升和完善上。新开发的第二代触变成形机 , 最高射出速度达到在镁合金压铸生产过程中 , 液态或半固态的金属5 m/ s , 其螺杆、套筒等关键部件采用新型合金 , 耐在高速、高压下充型 , 并在高压下迅速凝固 , 容易产高温及热传导性能有所提升 , 锁模机构的刚性和速度生气孔等铸造缺陷。由于镁合金压铸充型速度比铝合得到加强 , 降低了能耗 , 得到了更高的铸件质量和生金更高 , 凝固速度更快 , 因此 , 镁合金压铸对模具的产效率〔11〕。与此同时 , 针对触变成形法的研究也促流道系统及热平衡设计提出了更高的要求。充分了解使了一批新技术的投入使用 , 如热流道系统、长喷嘴充填过程的流动和换热规律 , 设计合理的铸件、铸型技术、触变成形锻压工艺等。结构及浇注系统 , 选择恰当的压铸工艺参数 , 不仅可214 挤压铸造以降低铸件废品率 , 提高铸件质量和生产效率 , 而且挤压铸造在镁铝合金材料领域 , 以其高铸件质可以延长模具的使用寿命。数值模拟方法为解决上述量、高力学性能和高致密度得到了密切的关注。挤压问题提供了有效的手段。通过压铸充型过程流场、温铸造可以使任何壁厚的零件进行固溶热处理 , 从而得度场的数值模拟 , 能够较准确地表达压铸充型过程的到高于常规压铸的力学性能。另一方面 , 挤压铸造可流动和传热规律 , 实现理想的型腔充填状态及模具热以利用在凝固过程中加压的方法 , 得到优于低压铸造平衡状态 , 预测可能产生的卷气、冷隔等缺陷 , 进而的铸件致密结构。同时 , 挤压铸造和半固态铸造的密优化压铸工艺 , 对实际压铸生产具有重要的指导意切联系也使这项技术处于研究的热点。目前挤压铸造义。因而 , 计算机模拟仿真技术被广泛用于镁合金压面临的主要问题是对技术和过程控制要求过高 , 要求铸件的模具设计及工艺分析。的投资比较高。目前的研究重点主要集中在挤压顶清华大学的研究人员〔4〕长期从事压铸过程模拟针、吸热棒的运用 , 挤压位置的选择 , 工艺参数的控仿真技术的研究工作 , 并成功将模拟仿真技术用于镁制等方面〔12〕。合金压铸件的模具设计优化、热平衡分析及模具热应挤压铸造既可以采用专用设备进行生产 , 也可以力和变形的分析。同时 , 特别对压室中的液态金属流在常规压铸机上进行。他解决了传统压铸机不能生产动进行了模拟 , 系统地研究了低速压射速度及压室充厚大件 , 压铸件普遍存在的缩孔缩松问题 , 可生产各满度等参数对压室中的气体卷入 , 并在此基础上提出种不同强度和流动性的合金 , 简化了压铸模具设计的了低速压射的优化工艺。思路 , 降低了简单零件的压铸模具成本 , 使得中小批沈阳工业大学的研究人员〔15- 16〕采用 FLOW3D量零件使用压铸工艺生产变成可能。以挤压铸造技术对不同镁合金铸件的充型过程及凝固过程进行了模拟为基础 , 对常规铸造、低压铸造和传统挤压铸造机进分析 , 为镁合金压铸件模具设计及预测缺陷位置提供行的改造为挤压铸造技术的推广做出了贡献〔13〕。了理论指导 , 有效地提高了镁合金压铸件质量及降低模具设计成本。3 镁合金熔体保护5 结束语镁及镁合金的气体保护熔炼技术是目前生产高纯度、高品质镁合金的技术关键。20 多年前 , 在熔炼随着镁合金压铸件的广泛应用 , 提高其压铸性能镁和镁合金时采用 SF6 做保护气体 , 是当时镁工业界和抗高温蠕变性能已成为当前重要的研究课题。我国最大的进步。因为它消除了以前使用 SO2 和熔剂熔的稀土资源丰富 , 稀土镁合金的性能优良 , 开发具有炼所产生的大多数问题。但到了 1990 年 , SF6 和类中国特色的压铸稀土镁合金 , 提高其抗高温蠕变性似物的高温室效应 (是 CO2 的 24 000 倍 , 并能在大能 , 具有重要意义。气中长期存在 3 200 年) 迫使镁工业用户必须寻找技压铸是镁合金最主要的成形工艺 , 为了进一步提术上可行 , 经济、环保的替代保护气体。寻找 SF6 的高镁合金零件的的质量及扩大镁合金的应用领域 , 应替代保护气体是目前镁工业界的一个重要课题。积极开展一些新的成形工艺方法 (如真空压铸、超低华北工学院的研究人员〔14〕在论述镁合金熔体气速压铸、挤压铸造、半固态铸造等成形方法) 的基础铸造熊守美等: 镁合金成形技术研究进展·23 ·研究工作。镁合金成形技术对工艺过程提出了更高的四届中国国际压铸会议论文集 〔C〕. 北京: 机械工业出版社 ,要求 , 采用数值模拟技术可以优化成形工艺 (模具设2004. 35 - 39〔9〕 许音 , 彭有根 , 杨晶. 直流电磁泵低压铸造系统工艺参数测定计) , 控制模具热平衡 , 提高产品质量和降低废品率。〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集〔C〕. 北京: 机械工业出版社 , 2004. 84 - 88参考文献:〔10〕 刘云 , 杨晶 , 党惊知. 磁铁结构参数对电磁泵磁场强度的影响〔1〕 刘海峰 , 佟国栋 , 侯骏 , 等. 含稀土抗蠕变压铸镁合金的开发〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集〔C〕. 北京: 机械工业〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集 〔C〕. 北京: 机械工业出版社 , 2004. 103 - 108出版社 , 2004. 145 - 155〔11〕 李博文. 新一代触变成形机特点〔A〕. 第四届中国国际压铸会〔2〕 申健 , 洪成森 , 李锋 , 等. AZ91 与 AM50 + Nd 镁合金的低周议论文集〔C〕. 北京: 机械工业出版社 , 2004. 40 - 46疲劳行为〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集 〔C〕. 北京:〔12〕 夏云 , 里奇·杰卡斯 , 马克·亨特. 挤压铸造及其过程和质量控机械工业出版社 , 2004. 133 - 138制技术〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集〔C〕. 北京: 机〔3〕 李元东 , 郝远 , 陈体军 , 等. 镁合金的铸态组织控制工艺与机械工业出版社 , 2004. 47 - 54理〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集〔C〕. 北京: 机械工〔13〕 欧阳明. 从普通压铸、挤压、低压铸造机的改造认识挤压压铸业出版社 , 2004. 156 - 161技术〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集〔C〕. 北京: 机械〔4〕 唐玉林 , 苏仕方 , 徐爽. 从世界压铸工业及市场发展看我国压工业出版社 , 2004. 109 - 115铸工业〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集. 北京: 机械工〔14〕 靳玉春 , 郭琪敏 , 许小忠 , 等. 液态镁合金气体保护方法研究业出版社 , 2004 , 1 - 10发展趋势〔A〕. 第四届中国国际压铸会议论文集〔C〕. 机械工〔5〕 Mamoru Murakami , Hiroyuki Omura. 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AZ91D是镁合金和其他金属不同的是磷化后光泽度不好，一般是白灰色，另外和它的纯度有关，纯度越差颜色越灰甚至不均匀

因为目前的国内磷化体系出来的颜色都是偏灰的，所以撇开更改配方不谈的话，在工艺上LZ可以尝试几个方法使颜色尽量做浅，靠近白色。1、把磷化膜做薄，一般是控制反应程度把磷化膜做薄，这样的话颜色更均匀更白，但是会影响盐雾试验，这个也要注意2、最后用热水烫，或是稀碱水洗，这个相对来说也是变相的减薄磷化膜，要控制时间，在盐雾试验允许范围之内3、尽量使用新配制的药液，新的药液成膜会比较细腻希望回答对LZ有帮助

磷化处理是将金属表面(主要是钢铁和锌)通过化学反应生成一层非金属的、不导电的多孔磷酸盐薄膜。下面是我为大家精心推荐的金属表面磷化技术论文，希望能够对您有所帮助。 金属表面磷化技术论文篇一 金属表面漆前磷化处理工艺问题 [摘 要]主要研究了金属表面漆前锌盐磷化处理工艺，通过实验确定了适宜配方和工艺条件.实验结果表明，该工艺与普通锌系磷化处理工艺相比，具有磷化膜的耐腐蚀性好，磷化温度低，磷化时间短，耐冲击性和均匀性好等特点。 [关键词]金属;磷化处理工艺;磷化膜 中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2016)17-0063-02 磷化处理是将金属表面(主要是钢铁和锌)通过化学反应生成一层非金属的、不导电的多孔磷酸盐薄膜。磷化处理工艺在工业上使用广泛，主要用作油漆涂层的基底。 目前国内外研究和利用较多的是中、高温磷化。但因其能耗大，处理工艺时间长，沉渣多而不利于现代化生产。为了提高磷化液的质量，降低能耗成本，磷化工艺已向低温、少渣、优质的方向发展，成为当前研究中的潮流 。本文主要研究了低温锌、锰系磷化，并确定了最佳配方和工艺条件。 1 实验部分 试验药品 氧化锌、碳酸锰、碳酸钠、硝酸(65%)、磷酸(85cA、)、亚硝酸钠、硝酸镍、硫酸铜(均为分析纯)。 磷化液的配制 将ZnO、MnCO3、NaCO3用水溶解调成糊状.将H3PO4和HNO3，混合在一起.将上述两部分液体慢慢混合，搅拌反应完全.反应完全后得无色透明溶液，因反应放热，操作时要特别注意安全.待反应完全后加人硝酸镍，搅拌至全部溶解.静置熟化1 h以上，备用.若配制工作液需将上述磷化液稀释20倍，加入适量促进剂，用NaCO3调整酸度至工艺范围，搅拌均匀，化验分析备用. 磷化膜性能测定 目测法外观检验 采用目测法外观检验是现场评价磷化膜质量的最简单而有效的手段，一般检验项目有：晶体粒度、均匀性、色调、光泽、斑点、粉化情况等，可进行大体上的判断. 微观结构显微镜法 用电子显微镜将磷化膜放大100～1 000倍，观察结晶形状、尺寸大小及排布情况.结晶尺寸小些为好，一般控制在几十微米以下，排布越均匀，孔隙率越小越好 . 腐蚀性能测定法 最常用的是硫酸铜点滴实验法.在室温(15～25 。C)下，在未浸油的磷化零件表面上滴一滴3%硫酸铜溶液，同时启动秒表，30s后不出现玫瑰红班为合格. 2 结果及讨论 主要成分的作用与影响 磷酸二氢锌 配制磷化液时碳酸锰用量为12 g/L，碳酸钠用量为18 g/L，硝酸(65%)用量为135 g/L，磷酸(85%)用量为210g/L，亚硝酸钠 g/L，硝酸镍18 g/L，反应温度为40℃，磷化时间3 min，磷酸二氢锌是主要的成膜物质，可由氧化锌与磷酸反应制取.随着磷酸二氢锌用量的增加，磷化膜的耐腐蚀性提高;达到一定量时，磷化膜的耐腐蚀性随磷酸二氢钠用量的增加反而下降.这是因为磷酸二氢锌主要起调节总酸度的作用，含量过高时，成膜速度快，膜层粗糙、疏松、附着力差，表面有浮灰;含量过低时，溶液成分变化快，调整困难，且磷化能力较弱，甚至膜薄不成膜，进而导致磷化膜的耐腐蚀性下降.通过实验确定氧化锌最佳用量为80一90g/L。 氧化促进剂 其他反应条件同，氧化锌为85 g/L，一般常温低温型磷化采用NO3-/NO2-、NO3-/ClO3-/NO2-;氧化促进剂体系较好，不仅成膜速度快，磷化膜形成结晶细密，促进剂主体NO2-;测定非常方便，所以槽液管理简单，不易出现问题.对NO3-/ClO3-;有机硝基物促进剂体系，它虽不需要经常补加，但由于主促进剂ClO2-;、有机硝基物的测定比较复杂，在实际应用中当出现促进剂过量或不足时槽液会变成深棕色，使总酸度、游离酸度的化验带来不便.本实验促进剂主要成分为NO3-/NO2-体系.这种促进剂体系效果较好，成膜速度快，且结晶细致.但促进剂用量一定要控制在规定的范围内，含量过低会使磷化膜表面不均，含量过高又会使Fe+2聚集过多，磷化膜易生黄色锈迹.通过实验确定硝酸最佳用量为130～140 g/L。 磷化液中镍离子和锰离子的影响 其他反应条件同，氧化锌为85 L，调整硝酸镍和碳酸锰的用量，实验结果如图1～2。 镍是比锌电位高的二价金属，能参与成膜，部分地置换出磷化膜中的铁离子形成新的结晶活性中心，能促进成膜，细化晶粒，增强膜层结合力，降低了磷化温度，缩短了磷化时间.镍盐的加入量太少无作用，加入最大，没有不利影响，但会增加磷化液的成本;锰离子参与成膜，可提高磷化膜的硬度、耐腐蚀性和结合力，降低磷化处理温度、提高反应速度、降低膜厚使磷化膜颜色加深，并带有金属光泽，还可降低昂贵的金属镍的用量.通过实验确定硝酸镍的用量为1O一20 g/L，碳酸锰的用量为l0一l5 g/L。 磷化工艺的影响 温度的影响 其他反应条件同，改变反应温度，实验结果见图4。 温度适当升高，虽然能激活能垒低的点也能成为结晶“活性中心”，使晶核数目增多，结晶速率加快.但温度过高，Fe+2大量产生，生成大量沉渣，造成成分不稳定，消耗磷化液，使工件表面有挂灰现或不能生成膜层，易返黄，耐蚀性差，所以磷化时间随温度而定.将磷化温度控制在35―45℃之间，既能保证适当的磷化速度和膜层质量，还能减少沉渣产生，稳定槽液稳定性也差表2氧化锌对磷化膜性能的影响，且磷化膜层粗大耐蚀性差，同时槽液的稳定性也差;温度低，磷化速度减慢，膜层不连续。 酸度的影响 磷化工艺中控制槽液的PH值比控制酸度比更合适。因为无论磷化液是由H3PO4或磷酸盐配制， 它们在水溶液中都同时存在着多步离解平衡： 因为磷化体系中/=K2(25℃，K2=)， 将(2)、(3)式代入到平衡常数K2的表达式中整理得到： C总=×10-5( + ×10-2 +×10-10 +×10-22 (4) 在满足K2表达式的前提下，磷化液的PH值与配成磷化液的H3PO4或磷酸盐的总浓度之关系可由(4)式计算出来，计算结果见表4。 磷化时间的影响 其他反应条件同，改变反应时间， 磷化时间是一个重要的影响因素，磷化时间短，能节约成本，但工艺不稳定，不易控制，磷化膜性能不稳定;磷化时间长，成本高，获得的磷化膜质量差，结晶面上再结晶，膜层粗糙较厚，附着力差.本工艺磷化时间应控制在3 min左右，能形成理想的磷化膜. 3 结论 通过对铁板板材进行大量的重复试验，得出了最优的工艺配方：氧化锌用量为80―9O g/L，碳酸锰l0～l5 g/L，碳酸钠15―20 g/L，硝酸(65%)130―140 g/L，磷酸(85%)200―220 L，亚硝酸钠― g/L，硝酸镍l0～20 g/L.本工艺属于低温锌系磷化，使用了多种金属的酸式盐作为成膜物质，控制温度在35―45。c，总酸/游离酸在18―25之间，磷化时间3―5 min，比普通锌系磷化工艺得到的磷化膜耐腐蚀性好，磷化温度低，时间短，磷化膜耐蚀性好，与涂层附着力好，耐冲击性好，均匀性好，改善了普通锌系磷化工艺沉渣多，能耗大，磷化液不耐用等缺点。 金属表面磷化技术论文篇二 磷化工产业可持续发展初探 摘要：磷化工产业可持续发展包括资源的科学利用、产业的全面发展、环境的有效保护三个方面的基本要求。本文分析了当前主要存在资源利用水平较低、产业结构不尽合理、环境污染较为严重等主要问题，提出了积极推进自主创新、大力发展循环经济、加大产业整合力度的政策建议。 关键词：磷化工产业可持续发展基本要求政策建议 磷化工产业是以磷矿资源为基础，磷肥、磷酸盐和磷化物等磷化工产品为主体的产业，是国民经济重要的战略性产业之一。本文分析了磷化工产业可持续发展的基本要求，研究了当前存在的主要问题，并提出了相关政策建议。 一、磷化工产业可持续发展的基本要求 尽管学界关于可持续发展的理解还存在很大差异，从经济学、社会学、生态学、系统学等角度都作出了不同界定，但一般认为可持续发展应当是“既满足当代人的需求，又不对子孙后代满足其需求的能力构成危害的发展”。在这个意义上讲，磷化工产业可持续发展至少包括以下三个方面的要求。 1、资源的科学利用 可持续发展强调对不同属性的资源采取不同的保护措施，对于矿物、石油、天然气等不可再生资源，要提高其利用率，并尽可能用可再生资源代替，以延长其使用的寿命。磷矿是一种典型的不可再生资源，我国磷矿资源虽然目前探明储量较大，居世界第二位，仅次于摩洛哥，但具有丰而不富的特点，已被国土资源部列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20个矿种之一。近年来，我国磷化工产品年生产能力近850万吨，资源消耗量居世界第一位;我国的磷化工产品在满足国内生产、生活需求的同时，也有大宗的、传统的初级磷化工产品用于出口，总体仍然属于“资源输出型”发展模式。与此相反，很多发达国家均对本国磷矿资源进行严格保护和科学利用，主要用于生产高端产品，并明令限制出口。磷化工产业的可持续发展，首先必须科学利用好磷矿这一稀缺资源，这是发展的前提和基础。 2、产业的全面发展 可持续发展首先必须强调发展;离开了发展，可持续发展就成了无源之水、无本之木。磷化工产业作为一个完整的产业链，具有磷矿开采、加工、运输、保护、研发、出口等多个环节、多种形态。我国有27个省份有磷矿分布，但总体分布比较分散，主要集中在资源比较丰富的云南、贵州、四川、湖北、湖南等五个省，产业集中程度较低。同时，我国磷化工产品以生产磷肥等初级产品为主，精细、专用、材料产品很少;产业发展后劲不足，无论是在磷矿采选还是在磷化工产品中，中小企业多，大企业少，产能投入不足，技术创新能力不够。磷化工产业的可持续发展，必然要求我们始终把发展作为鲜明主题，用发展的眼光、发展的思路、发展的办法，着力解决当前在发展中出现的突出问题，促进磷化工产业发展能力、发展水平的不断提高，促进整个磷化工产业的全面发展。 3、环境的有效保护 可持续发展在鼓励经济增长的同时，强调要对人类需求的满足进行限制，不能超越资源与环境的承载能力，要注意改善质量、提高效益、节约能源、减少废物，改变传统的生产和消费模式，实现人与自然的和谐，有效保护人们赖以生存的环境。当前，我国磷化工产业处于比较落后的局面，一些磷化工产品的生产给环境带来了巨大污染。比如，黄磷是热法磷化工的母体产品，长期以来一直被认为是高耗能、高污染的“夕阳”产业，一些发达国家已经停产或宣布不再生产黄磷。与此趋势相反，我国近年来黄磷生产却大幅上升。黄磷生产中所生成的炉渣、磷铁及炉气都已对环境造成较为严重的污染。除黄磷生产之外，其他磷化工产品的生产，如果保护不够，也会对环境造成不同程度的破坏。因此，我国磷化工产业的可持续发展，必须在促进经济发展的同时，最大限度地考虑环境的承载力，有效满足当代与后代对环境发展的要求。 二、磷化工产业可持续发展的主要问题 在经济全球化背景下，磷化工产业在世界范围内都面临激烈竞争。从实现可持续发展的基本要求来看，我国磷化工产业还面临不少问题，主要体现在以下三个方面。 1、资源利用水平较低 磷矿资源十分稀缺，但我国综合利用总体而言不充分、不合理。我国磷矿80%为沉积岩，70%为中低品位的胶磷矿，地下开采约占总量的60%，即使在富矿比较集中的云南、贵州两省，也含有大量贫矿，矿产杂质多，开采难度大。但与此相反，我国绝大多数矿山属于中小型矿山，特别是集体、个人的小型矿山，生产设备相当简陋，技术力量十分薄弱，管理工作较为滞后，乱挖滥采、采易弃难、采富弃贫现象比较普遍，有限资源浪费较大。同时，即使在优质磷矿富产地区，由于发展理念、生产技术等方面的原因，存在磷富矿“优矿劣用”、“高质低用”的现象，相当一部分优质矿用于生产低浓度的钙镁磷肥和普通过磷酸钙等，资源利用水平比较低，一些有价值的元素被遗弃，加剧了优质资源消耗速度。 2、产业结构不尽合理 经过近年来的发展，我国已经形成了较为完整的磷化工产业结构。从产业生产结构看，但我国的磷化工企业仍主要是以生产黄磷、三聚磷酸钠、磷酸氢钙等初级磷化工企业为主，生产附加值高的精细、专用磷化工产品及有机磷产品的企业很少。从产业地区布局看，我国磷化工产业主要布局于磷矿资源集中的云南、贵州、湖北等五省，但地区之间信息交流不够通畅，各自“产业链”不够完整，注意减少不必要的重复投资、加强相互之间的协作配合还比较欠缺，这些地方的资源优势没有转化为产业优势，不仅与国外磷化工产业差距较大，也与我国经济社会发展要求不相适应。从产业增长方式看，整个磷化工产业的经济增长仍然属于高投入、高消耗、低产出、低效益的传统方式，依靠科技创新推动经济增长的方式还没有形成，产业结构亟待调整升级。 3、环境污染较为严重 在磷矿开采中，人们要对森林植被进行砍伐，剥离表土或注水洗选，必然会造成一定的生态破坏和环境恶化。同时，磷化工产业是典型的高能耗、高排放、高污染行业，其“三废”排放强度远远高于其他工业平均水平。磷化工产业发展带来了大量的环境污染，最为典型的是云南滇池附近因为磷化工废弃产品的无序排放，导致滇池磷含量超标，造成水体过度营养化，曾引起国内外媒体的广泛关注。这一事件使人们充分认识到磷化工产品的污染问题，江苏、厦门、深圳、昆明等省市已明令禁止使用含磷洗涤剂。总体而言，我国磷矿分布和磷化工发展区域，基本是人口较为密集、经济相对活跃的区域，由于开采、生产技术的限制，磷化工产业的高排放、高污染，与人类有限的生存空间、环境容量之间的矛盾十分突出。 三、磷化工产业可持续发展的政策建议 《中国磷化工十一五发展指南》提出，要合理开发利用资源，优化矿区布局，加强自主创新及技术进步，促进磷化工业可持续发展。为了实现这一目标，本文建议要突出抓好三个方面。 1、积极推进自主创新 推进自主创新，是转变经济增长方式的基本前提，是保持经济长期平稳较快发展的客观需要，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要保证。从技术角度讲，全球磷化工新技术发展的总趋势是：湿法、热法并举，以湿法为主，在稳定发展大宗磷肥、磷复肥的同时，为满足人类社会多方面的需求，发展精细磷化工产品，提高不可再生资源附加值。我国磷化工产业之所以会出现资源利用水平低、产业结构不合理，环境污染较严重等问题，与选矿设备简陋，生产技术薄弱，高新技术运用较少有着密切关系。要促进磷化工产业的发展，首当其冲的是必须坚持走自主创新道路，加大技术创新力度，把增强自主创新能力作为调整产业结构和转变发展方式的中心环节，学习借鉴国际最新的中低品位磷矿综合利用技术、温法磷酸的精制净化技术、精细磷化学品的绿色合成技术等最近的技术成果，加强引进消化吸收再创新的步伐，大力推进原始创新、集成创新，着力突破影响和制约磷化工产业发展的关键技术，不断提高可持续发展的能力。 2、大力发展循环经济 循环经济是符合科学发展观要求的，一种社会生产、再生产范式，以资源的高效利用和循环利用为核心，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的发展模式。要克服磷化工产业资源消耗量大、“三废”排放严重等问题，坚决摆脱“先污染一后治理”的传统发展道路，就应当实现从传统经济增长方式到可持续发展经济增长方式的转变，推进磷及磷化工废物资源化、磷-煤-盐化工共生耦合循环、磷化工、盐化工、煤化工废物综合利用，充分利用磷矿资源中的每种元素，降低磷矿的消耗，有效地减少甚至消除“废物”排放，最大限度地提高稀缺而又宝贵的自然资源利用率，发展循环经济，降低生产成本，实现可持续发展。近年来，我国一些大型的磷化工企业已经开始在发展循环经济方面进行有益探索。比如，云天化集团三环公司坚持以资源节约、综合利用和清洁生产为途径，以“减量化、再利用、再循环”的原则，依靠科技创新、技术进步，走新型工业化道路，大力发展循环经济，取得了明显成效。在企业自主发展循环经济的同时，我国政府应当出台相应的政策措施，鼓励和支持磷化工企业走循环经济发展道路，尽可能用最少的资源消耗实现最大的发展效益，实现真正的科学发展。 3、加大产业整合力度 近年来，一些磷矿资源丰富的省份先后就资源保护、产业发展等出台了一系列地方政策，如云南省颁布《磷矿资源开采市场准入条件》，湖北省出台《关于今年磷矿山开采总量控制计划的通知》，有力促进了产业的规范、快速发展，形成了一批具有竞争力的大集团，但这些整合工作仍然局限于一个省份之内，跨地区、跨行业的整合还没有出现。本文建议，我国应当坚持政府引导、市场导向、企业为主的原则，进一步在全国范围内加大磷化工行业整合工作：从政府引导上，中央有关部门应加大宏观调控力度，尽早出台黄磷行业准入条件，建立严格监管机制和政策协调机制，强化行业自律职能;从发展模式上，要适应化工园区这一国际化工发展的主流，以园区聚合理配置生产要素，实施清洁生产和“三废”的统一治理，实现产业的园区化、集约化和一体化;从产业结构上，适当控制黄磷的生产，积极发展磷化物等中间产品，大力发展亚磷酸盐等下游产品，坚持发展无机磷化工和有机磷化工相结合，改变单一生产模式，不断优化产业结构;从企业重组上，要通过兼并、控股、联合等方式，努力形成一批国际化、大型化、精细化和专业化的企业集团，提高整体的技术水平和市场占有率，以此带动和促进磷化工产业的可持续发展。 总之，我国应坚持在自主创新中求发展，在发展循环经济中求发展，在保护环境中求发展，实现磷化工产业可持续发展。看了"金属表面磷化技术论文"的人还看: 1. 表面处理技术论文 2. 试论汽车发动机气门的拆装技巧

六方氮化硼研究进展论文大纲

氮化硼在陶瓷在中的添加量是2%。根据查询相关公开信息显示，六方氮化硼，具有白色石墨之称，具有类似石墨的层状结构，有良好的润滑性，具有绝缘性导热性和耐化学腐蚀性，六方氮化硼在陶瓷中的添加量是2%，六方氮化硼陶瓷室温时似铁，600℃以上超过导热性好的氧化铍陶瓷。氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼（CBN）和纤锌矿氮化硼（WBN）。

氮化硼的高导热性一直是科研工作者所热衷的，主要是利用纳米h-氮化硼和c-氮化硼的高导热系数制备复合材料以起到加速散热和导热的效果。图为氮化硼纳米片复合材料导热机理。同时可解决热导材料与处于运行中的电气部件相接触而需要的高电阻率材料避免短路的问题，氮化硼比碳纳米管更适合做热导材料。将超声剥离的二维氮化硼纳米片和一维纤维素纳米纤维共混，制备的复合材料热导率高达 180W/(m·K)，是迄今为止热导率最高的纳米复合材料。

氢气是目前最清洁的能源，对解决大气污染问题有着光明的发展前景。如何能够安全有效的使用和储存氢气，是研究者首要解决的问题。用三聚氰胺和硼酸作为前驱体，在 900-1100℃制备了多孔氮化硼纳米带，比表面积高达1488m2/g，是已报道的氮化硼家族中比表面积最大的，其储氢性能也非常卓越。

天元航材的氮化硼作为一种先进的纳米材料和陶瓷材料，氮化硼纳米材料以其优秀的物理和化学性能受到了各个领域的青睐，在光电、环保及日化等领域也必将发挥更重要的作用。我们需要在已有的研究和应用基础上，开拓思路，实现氮化硼纳米材料的大规模、经济实惠、零污染合成，促进广泛应用。

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