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来源:新材料在线发布时间:2022-09-011143浏览
询问 AI国产高速钢轨磨石研究迫在眉睫
高速钢轨是轨道交通最重要的承载部件之一，因长期服役缺陷不可避免，导致每年更换钢轨的消耗巨大，我国每年用于换新和维修资金至少达12亿美元。
为了保证列车的平稳安全的运行，往往需要对钢轨进行缺陷祛除、廓形修复。钢轨打磨成为目前铁路线路保养中必不可少的维护手段，而磨石是砂轮式钢轨打磨过程中不可或缺的的材料。
在磨石开发的过程中，我们发现它的制备工艺和材料成分相关报道少之又少，目前市场主要被进口的材料所把持，国内磨石耐磨性差、高速磨石无技术储备、技术封锁配方保密、缺乏统一的评价标准……因此高质量国产磨石研究迫在眉睫。
02
如何利用光催化实现环境治理
当半导体吸收的光子能量大于禁带宽度时，受激产生光生电子-空穴对，电子从价带跃进到导带；光生载流子向材料表面迁移，从而引发一系列的还原和氧化反应，这便是光催化的原理。
光催化作用对环境治理还有很多优势：
1、反应条件温和
2、能耗低、经济性高（充分利用太阳能）
3、应用范围广（广谱治理致病病原体、有机污染物等）
4、不产生消毒副产物、安全性好
5、广阔的应用前景
03
竹子为何是符合“双碳”的新材料
竹子中天然高分子的成分和木材很相近，即纤维素、木质素和半纤维素，均是人类活动中必须的高分子。对比木材，竹子的固碱能力更强，比如1公斤的毛竹，它的固碳量实际上是杉木的1.46倍，是热带雨林的1.33倍。其次，竹子的生长速度快，是青木木材的百倍。另外竹子可再生，在使用之后既可自行降解亦可吸收二氧化碳，是非常符合“双碳”的新材料。
我国森林资源短缺，但竹资源占全球1/3，四川省现有竹林面积1815万亩，居全国前列。如果竹资源能实现合理应用、替代木材，有望解决木浆进口的问题。
纤维素纤维是我国第二大产量的化纤品种，年产量约400万吨，全球占比超过70%。而纤维素纤维生产原料（溶解浆）进口依存度逐年升高，2021年接近88%，达345.3万吨。这便是我们目前难以降低生产成本所面临的原料和技术瓶颈。
海洋装备钢铁如何防腐
在沿海地区、海洋装备及海洋工程上应用大量的钢铁制件作为支撑，这些钢铁制件极易收到海洋环境的腐蚀，严重影响装备和工程的使用寿命和服役安全，增加维护成本。
针对这些问题，我们提出一个环保的多元复合防腐处理技术，经过这个技术处理的产品具有优异的耐腐蚀性能，同时还能显著地改善工件表面的硬度、耐磨性和疲劳寿命。在钢铁制作及钢结构工程上具有很好的应用前景，技术成熟、过程环保，部分成果已经产业化应用，可以取代镀锌技术，以减少环境的废液排放。
超声检测市场前景客观
根据全球无损检测市场发展研究报告，超声检测和无损检测市场规模和容量逐年增长，可达到千亿级，具有非常大的应用前景。
在风力发电领域，截止到2020年底，中国风电装机量为21005万千瓦，目前风机标准功率为500-1500千瓦/台，按照每1万千瓦装机量配备一台螺栓轴力监测系统，预计风力发电领域螺栓轴力监测市场42亿元人民币左右。
在高铁及市域已运营线路市场，截止2020年末，全国铁路营业里程达到14.6万公里，其中高速铁路3.8万公里，高速列车保有量1300多列，预计高铁已运营线路螺栓检测及监测市场20亿元人民币左右。
其他领域，核电、水电及航空航天等领域10亿元人民币左右。市场预期比较可观。
高熵合金或可替代贵金属用于产氢催化
产氢的方式有很多种，相比使用铂、钌、铱等贵金属电极制氢方式，电解水制氢具有效率高、纯度高、能耗小、投资小等特点。
我们团队尝试研发纳米多孔高熵合金，通过原子之间的协同效应和量子尺寸效应，提高电催化性能，目前取得了一些成果：通过调控析出相并且使析出相高熵化制备高熵合金纳米颗粒，含有纳米颗粒相催化性能提高26倍。高熵颗粒中含有铁、钴、镍、钨、钼等各种元素，使得析氢性能与铂-碳电极相当。
国内净化材料市场规模与国外相差较大
目前，不论是国内还是国外，尽管就技术和产品来看，还存在净化材料缺乏与终端产业相连接、室内环境净化材料存在治理不持久、不彻底等问题。
但是，国内净化材料及其制品的年产值已超过600亿人民币，甲醛处理剂市场尚不规范，估计市场销售在100亿元/年以上。这一数值与国外发达国家相比还有很大的差距。例如，日本已形成每年10万亿日元（约1000亿美元）的无机净化材料以及7万亿日元（约700亿美元）的光催化材料和相关制品产业，并以每年10%以上的速度递增。
因此，研制环境净化功能的复合催化材料，并开发其应用的关键技术具有较大的前景和现实意义。
（以上排名不分先后）
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