金属世界

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贾成厂

2022 (2): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0001

摘要(228) HTML (86) PDF (20)

摘要:
黄金是一种广受欢迎的贵金属，非常珍贵。基于人们的认知程度、黄金的稳定性和保值性等因素决定了金的“高贵”身价。然而，金并不是一种高高在上脱离“群众”的贵族元素，相反，金可以与许多“平民”元素融合形成“金合金”，在众多领域里得到广泛应用。贾成厂教授“黄金趣话”系列文章之（三）高屋建瓴，带您了解金银合金、金铜合金、金镍合金、金铬合金等“金合金”所具有的独特优异性能以及广泛用途。

被压抑的铁器制造与错失的工业革命

毛卫民, 王开平

2022 (2): 6-14. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0002

摘要(274) HTML (55) PDF (30)

摘要:
工业革命导致了人类历史千年不遇的大变革，使得世界局势发生了巨大变化。自此西方社会引领世界发展潮流至今。中国是惟一连续五千年延绵至今的古老文明，但未发生早期工业革命的原因值得思考。中世纪之后，西方社会借助文艺复兴、宗教改革、启蒙运动、政体改革、科技创新、海外扩张等一系列的探索与变革，突破了基督教传统思想的藩篱，获得了巨大的发展空间；而且，基于开拓、创新等文明精神的一系列技术发明引发了英国工业革命。悠久的中华文明及其融合特征，导致中国在儒学思想主导下表现为维系了两千年的中央集权且较稳定的大帝国。其经济发达、技术先进，但社会发展比较缓慢，先进的冶铁生产也受到较大压抑。至明朝中晚期在工农业、经济体量、社会结构、思想、政治、科技、商贸、文化等诸方面都出现了有利于萌生工业革命的变化。但这一萌生过程始终遭受着儒学传统的压抑，至满清统治时期出现了意识形态和社会结构的倒退，进而彻底丧失了早期工业革命的机会。

Peter Haasen教授、金属物理及经典书籍《物理冶金学》

杨平

2022 (2): 15-25. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0003

摘要(640) HTML (143) PDF (97)

摘要:
金属学、金相、金属物理这三个材料专业常见的且相互关联的专业词汇在历史演变中发生着变化。材料科学基础课程由金属学或金属学原理演变而来，也包含了金属物理课程的内容，现在又扩展包含了陶瓷、聚合物等组成的材料及加工过程。本文介绍了德国哥廷根大学金属物理所所长Peter Haasen教授的科学人生故事片段，讨论了金属物理特别是北京科技大学的金属物理专业及经典书籍《物理冶金学》对教师教学科研的影响，回忆了国内外老一代教师对教材建设、专业建设和人才培养做出的不可磨灭的贡献，也展示了各有特色的教学方法和理念，希望这些内容可以激发读者对材料专业的热爱。

揪出金属管道里的“卧底”

秦诣

2022 (2): 26-30. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0004

摘要(226) HTML (58) PDF (15)

摘要:
氢气作为一种气体燃料既能支持我们炒菜做饭，又能作为高能燃料推进火箭发射升空，且燃烧之后只产生水，不会对环境造成污染，因此可以说氢气是最清洁的二次能源之一。在当今环境问题日益严峻的今天，人们理所当然地想到，能不能通过管道来输送氢气以供给各行各业使用呢？氢气是环境友好能源，氢气对金属管道也同样友好吗？本文将通过介绍氢气与金属管材的关系、氢气对金属的影响以及金属管道中氢含量的测试方法，使人们对输氢管道服役情况和安全监测有更加清晰直观地了解。

防水“雨衣”——化“腐朽”为神奇

李金潼

2022 (2): 31-36. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0005

摘要(212) HTML (36) PDF (19)

摘要:
地球上，腐蚀无时无刻都在发生着，腐蚀的危害也如影随形，稍不留意，我们的安全就会被腐蚀“吃掉”。也许是一把丢在潮湿仓库长满铁锈的扳手，也许是一辆在室外饱受风吹雨淋的自行车，也许是厨房里锈迹斑斑的铁锅和水龙头，又或许是被道路融雪剂腐蚀的马路、桥梁······如何给材料穿上“雨衣”，又如何化“腐朽”为神奇，且听我慢慢道来！

铝合金包铝那些事儿

菅金鑫, 杜森

2022 (2): 37-42. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0006

摘要(1943) HTML (98) PDF (71)

摘要:
在日常的生活中，小到餐具、家用电器，大到汽车、船舶、航天飞机，均可看到铝合金的身影。铝合金因其质量轻、优异的耐腐蚀性、良好的机械力学性能等特点，已经完全融入人们的生产和生活中，发挥着不可替代的作用。铝合金包铝是指将高纯铝包裹在硬铝合金外表面，由于铝是活泼金属，与空气接触的部分会形成一层致密的氧化铝薄膜，从而对硬铝合金起到良好的耐腐蚀保护。由于纯铝较软，硬铝合金硬度较高，二者物理化学性质差异较大，直接在硬铝合金表面轧制一层纯铝会导致包铝不均匀、包铝层断裂等缺陷，因此对硬铝合金的包铝工艺有一定要求。硬铝合金经过包铝工艺、退火及固溶热处理及变形处理后，既具有良好机械性能又具有良好的耐腐蚀性能。本文介绍了铝合金的发展状况、飞机蒙皮材料的选择、铝合金包铝工艺及其后续处理工艺，使人们能更好地了解航空铝合金包铝材料在航天领域的应用。

双重机制携手让强化更加高效

郝紫帆, 薛文丽

2022 (2): 43-48. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0007

摘要(261) HTML (41) PDF (7)

摘要:
材料综合性能的全面提高是金属材料未来的发展趋势，何为综合性能的全面提高？这就需要在提高金属材料强度的同时避免其他性能（如伸长率、电导率、高温稳定性）的损失，这也正是以后材料科研工作者需要努力的方向。铜及其合金是人类应用最早最广的一种有色金属，迄今为止，铜合金在高速列车、电子封装、航空航天和原子能等高科技领域仍然具有广阔的应用前景。那么，如何实现材料综合性能的提升呢？为了准确预测沉淀强化后的强度值以及各个时效阶段的决定性强化机制及其具体强度贡献量，本文主要采用TEM和 HRTEM等分析手段重点研究Cu-Sc二元铜合金时效过程中组织的演变过程及其对性能的影响，为实验研究和工业生产提供理论依据。

金属铼元素在镍基高温合金中的应用

王珏, 赵巍

2022 (2): 49-54. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0008

摘要(1443) HTML (88) PDF (40)

摘要:
铼作为一种稀有难熔金属，在自然界中一般与钼、铜等金属矿物相伴而生。铼具有高熔点、高强度、良好的塑形和机械稳定性，并且由于铼添加会产生“铼效应”，因此被广泛应用于航空发动机涡轮叶片用单晶高温合金中。此外，金属铼储量稀少、加工获取困难，导致其价格昂贵，各国都视其为战略元素。而当前高温合金行业是铼最大的消费领域，约占铼总消费量的80%，并且随着人类航空航天事业的飞速发展，消费市场对铼资源的需求以每年5％的速度增长，导致铼的应用越来越受到重视。为缓解日益增长的铼资源紧张局面，当前已逐步发展出了多样化富集分离手段和使用替代元素、低铼以及铼回收利用等新兴技术使金属铼获得更为充分的应用。

连续铸钢与钢坯热塑性

魏民, 张家泉

2022 (2): 55-59. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0009

摘要(250) HTML (43) PDF (29)

摘要:
中国是制造业大国，也是钢铁生产强国，钢铁工业是国家经济发展的基础。出于社会高速发展的需要，中国近年每年钢产量均在10亿t左右，约占世界钢产量55%。其中，99%以上的钢都是通过高效率的连续铸钢工艺生产的。那么连铸工艺是怎样发展起来的？传统模铸工艺又是如何兴盛与衰落的？面对实际的钢铁连铸问题，我们又怎样类比生活常识去解释与理解？本文介绍了金属模铸与连铸的发展历史，形象地描述了钢铁连铸的过程，并且结合连铸过程中的一个控制要点介绍了如何从科学常识和多个角度认识复杂且重要的冶金现象。

冰与火之歌——汽车钢的冷热成形工艺

陈星翰, 宋仁伯

2022 (2): 60-64. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0010

摘要(301) HTML (72) PDF (20)

摘要:
汽车自被发明伊始，就与钢铁结下了不解之缘。从第一台蒸汽汽车到如今多种型式、不同规格广泛用于社会经济生活多种领域的交通运输工具，汽车的发展史同样也是一部汽车用钢的发展史。更高的强度、更好的塑性、更低的成本、更轻的重量，汽车钢经过多次迭代发展至今，其优异且可控的性能也为汽车制造提供了更多的可能。本文将通过介绍汽车钢的迭代发展以及目前汽车钢使用较为广泛的冷成形与热成形生产工艺，带大家更加细致地了解汽车钢的前世今生。

如何用萃取法拯救工业废水中的硫酸

李白冰

2022 (2): 65-67. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0011

摘要(203) HTML (42) PDF (15)

摘要:
作为化工、冶金领域的重要原料之一，硫酸在生产过程作为废酸大量排出，如何对硫酸进行回收并加以利用成为了一个需要研究的重要课题。由于硫酸自身的特性及对生产环境的影响，大量废硫酸作为工业生产副产品被排出，直接排放废硫酸不仅会导致实际生产成本增高，更会引发严重环境污染问题。基于此，废硫酸采取萃取法进行回收，提升废硫酸资源利用率，为实现经济效益、生态效益最大化的生产发展目标奠定了坚实技术基础。

隐秘而伟大的微生物

时婧芸

2022 (2): 68-71. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0012

摘要(151) HTML (30) PDF (8)

摘要:
在大自然中有着千千万万、不可计数的微生物，人类通常难以用肉眼看见它。它们虽然是隐秘的角色，却可以做成许多伟大的事。随着工业领域的发展，环境问题越发严重，血铅、镉大米事件频发，而环境的修复通常需要很大的投入。那么，微生物修复技术如何实现高效修复呢？本文将介绍当前存在的典型环境问题，通过对比多种环境修复技术，使微生物修复技术走进大家的视野，让大家更加了解微生物的妙用。

固废处理与人类社会可持续发展

任可飘, 佘雪峰

2022 (2): 72-76. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0013

摘要(304) HTML (56) PDF (17)

摘要:
工业革命使得人类从农业社会进入工业社会，大机器生产极大地提高了社会生产力，给我们的生活带来许多便利，但是我们需要透过现象看本质，深入思考一下，工业化除了生产大量生活中离不开的工业品之外给我们的生活带来了哪些负面影响，在这个过程中要怎么解决这些负面问题？本文将从钢铁厂固体废弃物处理角度出发探讨其对人类可持续发展的意义。

单原子催化剂上活性氧物种的产生机制及催化氧化典型VOCs

唐甜

2022 (2): 77-81. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0014

摘要(308) HTML (47) PDF (12)

摘要:
挥发性有机化合物（VOCs）是造成大气污染的重要原因之一，也是我国大气污染物臭氧和PM2.5形成的重要前体物。VOCs主要来源于交通运输、工业生产、建筑装饰材料及烹饪等各行业生产生活，同时也给环境和人体健康带来不良影响。催化氧化法目前被认为是工业上最有前途的去除VOCs的方法之一，而参与其中的氧气活化过程成为了近年来的研究热点。

强大的蛇形机器人

张棚

2022 (2): 82-85. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0015

摘要(364) HTML (43) PDF (21)

摘要:
在日常生活中经常见到形式各样的具有定向功能的机器人，它们在不同领域内协助或完全取代人力开展相关工作，不仅提高了工业生产的质量和效率，同时也增加人们生活的体验感和丰富度。随着科学技术的不断提升，研究者们开始着手于仿生类机器人的研究和研发，通过对一些动物所具备的独特运动特点进行分析和模仿，进而应用到生活实际中，以此来克服传统机器人在工作过程中存在的缺陷。本文将以蛇形机器人为例，介绍其生物研究、历史发展、功能应用，使读者对蛇形机器人有更加清楚的认识，以及对仿生类机器人有初步的了解。

给肢体震颤患者“亿”点爱

王美军

2022 (2): 86-90. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0016

摘要(245) HTML (68) PDF (9)

摘要:
把身体的每一个动作，都调成慢速播放，循环五年、十年、二十四年，越来越慢，这就是帕金森患者的日常。他们要面对身体突然的紧绷，四肢不住地颤抖，以及周围人异样的眼光。帕金森患者往往伴随震颤症状，严重者甚至无法正常进食，这严重影响了患者的正常生活，甚至情绪和心理状态，同时也给家人带来极大的困扰。因而防抖产品的问世显得格外重要，他不仅可以使老年人实现自主进食，减少烦恼，提升老年人的生活质量，同时也可减轻子女的负担，具有非常重要的实践意义。

电磁泵驱动液态金属的芯片散热研究

张禧龙

2022 (2): 91-96. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0017

摘要(380) HTML (220) PDF (29)

摘要:
随着芯片的集成度越来越高，散热问题已成为制约其发展的主要瓶颈之一。液态金属芯片散热技术的引入为此打开了新的局面。相比于传统以水为冷却介质的液冷技术，液态金属冷却具有更优异的散热性能。此外，由于其导电性，液态金属还可以采用完全无运动部件的电磁泵进行驱动。而利用电容对电磁泵进行供电，可以非常便捷的实现大电流，从而显著提升电磁泵的驱动能力，并有望实现液态金属的射流。那么，电磁泵是如何驱动液态金属的？液态金属散热技术的优势何在？本文将通过介绍芯片散热的发展历史、液态金属的优异性能，使人们更好地认识液态金属，以及它在散热领域的应用。

多点办学背景下理工类研究生文化育人实践

于伟, 韩晶晶, 张晓媛, 宗燕兵

2022 (2): 97-101. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0018

摘要(385) HTML (34) PDF (7)

摘要:
随着我国国民经济与高等教育发展，多点办学已经成为高等院校办学新常态。北京科技大学昌平校区为更好承担校本部疏解任务，从红色文化、校史文化和多学科交叉3个角度出发，有针对性地对如何增强理工类研究生的文化需求进行了详细探讨。

以研究生学术三分钟演讲比赛为例探析研究生综合素养教育

李勇威

2022 (2): 102-104. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.02.0019

摘要(392) HTML (51) PDF (8)

摘要:
研究生作为科技创新的生力军,其培养质量直接影响到科教兴国和人才强国战略的实施成效。近年来，北京科技大学围绕研究生教育发展的新特点、新趋势、新要求，加强研究生的科学道德和学风建设，营造风清气正的育人环境和学术氛围，坚持“学术生涯规划统筹先行，学术诚信教育贯穿始终”的原则，精心设计策划开展“六学一服一美”系列活动，为研究生学风建设打造“三大平台”，建设良好的育人环境。其中，研究生学术三分钟演讲比赛作为我校研究生学风建设系列活动的重要组成部分，旨在通过“以演讲道学术”的方式，提高研究生表达学术观点的水平，为研究生提供学术风采展示的平台，推动新时代研究生培养质量不断提升。

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