液态金属高性能冷却技术:发展历程与研究前沿

 "热障"问题已经成为阻碍高端电子芯片和光电器件向更高性能发展的重要挑战,发展高性能芯片冷却和热管理技术迫在眉睫。作为一大类新兴的热管理材料,液态金属在对流冷却、热界面材料、相变热控等领域均带来了观念和技术上的巨大革新,打破了传统冷却技术的性能极限,给大量面临"热障"难题的器件和装备的冷却提供了全新解决方案,有望在国防、航空航天、能源系统及民用电子设备等领域的冷却与热管理系统中发挥重要作用。本文回顾了液态金属先进冷却技术的发展历程,主要包括液态金属对流冷却技术、液态金属热界面材料、液态金属（低熔点金属）相变储能与热控技术、基于液态金属的复合冷却技术等;梳理了液态金属冷却技术中的关键科学与技术问题和面临的挑战。     

块体金属玻璃微磨削加工的温度场仿真

建立单颗磨粒微磨削的正交切削模型和玻璃金属的本构关系方程,采用有限元工艺仿真系统对块体金属玻璃进行微磨削加工的温度场仿真,从而得到块体金属玻璃在微磨削过程中的温度以及温度变化趋势,进而观察其磨削温度是否达到块体金属玻璃的玻璃转变温度.因此,对玻璃金属磨削加工过程的温度仿真可以有效预测非晶表面是否有晶化现象的发生.改变微磨削加工参数,对块体金属玻璃的各个磨削区的温度变化趋势进行观察.通过仿真实验发现,块体金属玻璃的最高磨削温度发生在磨粒前刀面与磨屑接触的区域,即第二变形区.     

外尔半金属Co3Sn2S2薄膜的制备和电磁性质研究

外尔半金属Co₃Sn₂S₂是一种新型的拓扑量子材料，具有独特的拓扑能带结构，被认为是一种非常有潜力的自旋电子材料，而制备电子器件的重要一步是该材料的薄膜化.采用磁控溅射方法分别在Si O₂(300 nm)/Si(100)和Al₂O₃(0001)衬底上生长Co₃Sn₂S₂薄膜.X射线衍射(XRD,X-ray Diffraction)显示Co₃Sn₂S₂薄膜的结构随厚度而变化.在不同衬底上，Co₃Sn₂S₂薄膜的生长情况也不同，较薄的Co₃Sn₂S₂ (<200 nm)适合生长在Al₂O₃(0001)衬底上，而较厚的Co₃Sn     

汽车发动机维修中的金属磨损自修复技术的应用研究

研究了以羟基硅酸镁为主的超细粉状组合物表面改性剂作为发动机润滑油添加剂的摩擦物理性质,以提高该组合物在发动机零件磨损表面形成保护膜和金属磨损自修复性能,延长零件寿命周期。利用同步热分析仪(TG-DSC)分析羟基硅酸镁的固相转变,用不同性质的改性剂(油酸、司盘80、吐温80)对羟基硅酸镁粉体表面进行改性;用高温高速摩擦磨损试验机分析改性剂加量和加热温度对羟基硅酸镁性能的影响。经试验发现,羟基硅酸镁在润滑油中浓度为10%时,磨损自动修复性最显著。经过200℃和400℃环境温度的羟基硅酸镁具有成膜性能和分散活动性。经试验分析得知,改性剂油酸加快羟基硅酸镁的分散性。200℃和400℃热处理提高羟基硅酸镁在润滑油中成膜保护性和分散活动性能。     

定向凝固多孔铜热沉传热的分段强化

通孔率测试表明定向凝固多孔铜通孔率随其沿孔长方向长度的减小而线性增大。该文采取分段的方法以提高多孔铜的通孔率。分段后定向凝固多孔铜热沉的传热性能显著提高,4段式热沉在进出口压差为12kPa时,其换热系数可以达到6W/(cm2·K),比未分段前提高了50%~70%。实验结果表明:通过分段使得多孔铜的通孔比例达到80%以上时即是比较合适的分段情况。当给定定向凝固多孔铜的初始结构参数时,可以根据多孔铜通孔率与其沿孔长方向长度之间的线性关系得到合适的分段数。     

一个高大空间暖通空调系统集成服务商的自白

正河南省周口市沈丘县是我国钢制散热器的发源地,20世纪80年代,在这片土地上诞生了我国第一片钢制柱形散热器,随着时间推进,单一的品种,简单的结构,使很多散热器企业的销售陷入困境,国营企业面临改制兼并重组,小企业惨遭淘汰。有人说,中国企业的寿命也就3年,在同质化竞争洪流的冲击下,成为百年老店已是遥不可及的梦想,但倔强的河南乾丰暖通科技股份有限公司(以下简称乾丰)伴随整个行业的发展在时代的夹缝     

多壳层空心MOFs材料对水体中抗生素的高效吸附

通过多步生长及刻蚀的策略构筑了不同壳层空心结构的金属-有机框架材料(MOFs),研究了实心MIL-101、单层空心MIL-101(SSHM)、双层空心MIL-101(DSHM)和三层空心MIL-101(TSHM)对水体中抗生素的吸附行为.吸附数据表明壳层数的增加有利于土霉素和四环素吸附,其中三层空心MIL-101对土霉素和四环素的吸附量分别达到76和95 mg/g,吸附效率达到76%和48%,达到实心材料3倍吸附效率.循环测试表明TSHM对水体中抗生素吸附效率比较稳定,经过4次吸脱附后仍然具有良好的结晶性和形貌稳定性.研究表明MOFs中暴露更多的活性位点和多壳层结构有利于提高客体分子的吸附和存储,对多壳层MOFs材料拓展吸附应用方面具有指导意义.     

后合成修饰的锆基MOFs在药物传递中的研究

以金属有机框架材料UiO-66-NH₂为载体对恩诺沙星(Enr)进行装载，考察其药物装载能力及其药物的释放效果.用一锅法制备装载Enr的UiO-66-NH₂(Enr@UiO-66-NH₂)的纳米粒子，利用不同的蛋白质或氨基酸对Enr@UiO-66-NH₂进行了活化和修饰，对制得的蛋白质或氨基酸修饰的纳米粒子样品通过X射线粉末衍射(XRD)和红外光谱法(IR)对其进行结构确证及表征，发现氨基化修饰UiO-66产生的一系列产物是成功的.在PBS溶液中对其进行药物释放实验，并进行荧光检测记录实验结果.     

机场航站楼金属屋面敞开式檩条风荷载分布

基于缩尺比模型的风洞试验不易直接测试细小构件上的风荷载,借助数值风洞技术,通过建立建筑及其屋面檩条的空间模型,精细划分局部网格,获得不同风向角下屋顶敞开式檩条构件的风荷载分布.结果表明,敞开式屋面檩条构件受斜风作用更为不利,同时水平向的切向力比垂直向吸力更为显著,是构件抗风计算中不可忽略的重要部分.屋顶檩条风荷载分布具有明显的规律性,在屋面的尖角区域最大,因为该区域屋面曲线弧度最大,气流在该位置产生了较强分离对流,从而形成了较强的垂直向风吸力和水平切向力;在屋面的外侧区域风荷载也较大,与建筑边缘区的气流分离直接相关;在屋面的内侧区域明显较小且分布较为均匀.通过增加将檩条底部封闭的气动措施可以有效地减小屋面外侧区域檩条极值风荷载20%以上,但对屋面内侧区域的檩条效果不明显,建议将初始檩条底部敞开设计方案优化为在建筑边缘区域檩条底部封闭.     

Reactions of xenon with iron and nickel are predicted in the Earth＇s inner core

With the support by the National Natural Science Foundation of China （Grant Nos. 11274136, 11025418 and 91022029） and the Ministry of Science and Technology （the National Basic Research Program of China, Grant No. 2011CB808200）, the research group led by Prof. Ma Yanming and Prof. Zou Guangtian at the State Key Laboratory of Superhard Materials, Jilin University, reported that the chemical reaction of Xe and Fe/Ni takes place under conditions found in the Earth＇s inner core, leading to the formation of inter-metallic compounds of XeFe3 and XeNi3. The result was published in Nature Chemistry （ 2014, 6（7）： 644-648）.