研究
可控热核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,是解决人类能源和环境问题的根本途径。目前,可控热核聚变能的发展面临诸多挑战,偏滤器靶板作为磁约束核聚变装置中的重要部件,其设计和制造是维持等离子体放电、实现核聚变反应堆稳定运行亟需解决的关键问题之一。作为等离子体轰击最严重区域,偏滤器靶板经受着高能粒子流辐照和高热负荷冲击(10 MW·m-2稳态负荷和20 MW·m-2瞬态负荷),同时承担着磁约束聚变装置最主要的排热功能。因此,研发具有优异性能的靶板材料是推动核聚变能发展的关键一步。目前,金属铍、碳基材料以及钨基材料是主要的3种偏滤器靶板候选材料。基于国内外现有研究成果,论述了偏滤器靶板材料的选择与研究进展,对比分析了3种候选材料的优势以及存在的问题,以期为偏滤器靶板材料的选择、研发提供借鉴。...
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伴随我国工业化进程,金属钼的需求量不断增加,开采规模不断扩大,钼尾矿堆存量也快速增长。其除占用大量土地资源外,也不同程度存在环境污染风险,另外易存在溃坝、泥石流等矿山地质灾害隐患。但从另一方面看,钼尾矿还是一种富含有价矿物的宝贵资源,有着非常广阔的综合利用前景。本文分析了钼矿资源分布现状及钼尾矿组分特征,阐述了开展钼尾矿资源综合利用的必要性和可行性,介绍了钼尾矿中长石、方解石、钼、钨、铁等有价矿物的回收现状,评述了钼尾矿在建筑行业、农业、矿山充填等方面的综合利用现状。回收有价金属很难解决钼尾矿大量堆存的问题,而建筑材料制备、尾矿充填等均能大规模消纳尾矿,但制备建筑材料需考虑尾矿组分的强度、耐磨、耐久等各项性能指标,另外应用于农业上时还需考虑重金属污染等问题。...
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我国工业固体废弃物排放量大,容易对生态环境造成破坏并威胁人类健康,工业固体废弃物的资源化再利用已引起社会的广泛关注。根据固体废弃物的潜在防灭火特性,其可以作为原材料用于制备矿用防灭火复合凝胶,在实现废弃资源循环再利用的同时还能达到防治煤矿自燃火灾的目的。为了进一步推动工业固体废弃物在矿用防灭火复合凝胶材料中的资源化利用,完善和发展其在煤矿火灾防治中的应用,总结了矿用防灭火复合凝胶的防灭火机理,归纳了固体废弃物的防灭火特性,讨论了固体废弃物制备矿用防灭火复合凝胶的成胶机理和影响因素,阐述了矿用防灭火复合凝胶的注胶工艺及应用现状。基于当前的研究,发现固体废弃物复合凝胶的成胶机理不明确、固体废弃物胶凝活性未有效激发、固体废弃物复合凝胶的运输过程存在沉淀管堵以及固体废弃物应用时的安全性等问题,针对性提出了解决方向,如微尺度模拟、复合激活、新型激活材料、智能化注胶及离子固化等。并在以上解决方向基础上展望了今后固体废弃物制备矿用防灭火复合凝胶的研究重点,未来将围绕固体废弃物在制备防灭火复合凝胶的高效利用、固体废弃物复合凝胶的长效防灭火、智能凝胶防灭火监控一体化系统等展开研究。这些研究方向有助于工业固体废弃物在矿用防灭火复合凝胶材料方面的高附加值利用,并规模化用于煤矿自燃火灾的防治,保障国家财产及工人生命安全。...
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聚酰亚胺树脂具有高强度、高阻燃性、高热稳定性和低介电常数等特点,在航空航天、微电子等领域均有广泛应用。聚酰亚胺气凝胶由于其丰富的纳米多孔三维网络结构与聚酰亚胺本体特性相结合,具有良好的隔热性能以及优异的力学性能。然而,由于聚酰亚胺气凝胶丰富的纳米多孔结构,其耐高温性能相对于聚酰亚胺树脂明显下降,极大地限制了聚酰亚胺气凝胶在航空航天高温环境热防护领域的应用。本文针对聚酰亚胺气凝胶耐高温性能不足的问题,分别介绍了线型和交联型聚酰亚胺气凝胶及其主要制备方法,系统评述了国内外学者为提升聚酰亚胺气凝胶耐高温性能而采用的主要策略,同时对聚酰亚胺气凝胶在航空航天、压力传感、环境修复和保温隔热等领域的应用进行了总结,最后结合当前聚酰亚胺气凝胶面临的主要挑战,对其未来的研究动态进行了展望。...
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