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NRC 非轻水反应堆愿景与战略；第 2 卷
工作人员认为，应进一步开发 FAST 并将其用于支持非轻水反应堆燃料设计评审。FAST 的持续改进使 NRC 工作人员能够进一步了解非轻水反应堆燃料现象，并评估用于分析非轻水反应堆燃料性能的各种模型的优缺点。该代码基于以前的 NRC 代码 FRAPCON 和 FRAPTRAN，并被 NRC 工作人员广泛使用。它已经包含了分析非轻水反应堆燃料形式所需的许多物理模型和材料特性，并结合了这些燃料的现有知识库中的模型。NRC 工作人员及其承包商正在开展代码开发活动，美国能源部正在开展研究活动，以解决代码能力方面的剩余差距。特别是，金属和氧化物燃料模型具有较高的成熟度，这是使用桑迪亚国家实验室开发的预测能力成熟度模型评估的。TRISO 燃料模型不太成熟，但工作人员已经确定了改进 FAST 对这种和其他非轻水反应堆燃料类型的能力所需的任务。随着拟议的燃料概念的实现，其他不太成熟的燃料概念（如碳化铀和氮化铀）将得到解决。能源部先进燃料研究和建模与仿真工作将继续开发和验证可纳入 FAST 的模型。因此，NRC 和能源部之间的持续合作对于确保 NRC 工作人员拥有最好的工具和模型非常重要。工作人员还将准备使用 FAST 代码的替代方案 - 例如爱达荷国家实验室开发的 BISON 代码或市售的多物理软件（视情况而定）。这将使工作人员能够
2024年5月20日星期一上午
8:20 AM PL-MOM-2工程2D MXENE表面用于功能性电影和涂料，Yury Gogotsi（YG36@DRexel.edu），美国德雷克塞尔大学，邀请了MXENES（碳化物，硝酸盐，硝酸盐，氧气，氧气和碳替代物的早期过渡金属）是一项非常大的家族。它们具有m n +1 x n t x的化学公式，其中m是过渡金属（ti，mo，nb，v，cr等。），x是碳和/或氮（n = 1、2、3或4），而T x表示表面终止（o，o，哦，卤素，chalcogens）。各种各样的结构和组成，在M和X站点上的实心溶液的可用性以及对表面终止的控制提供了大量的材料来生产和调查。1在水性加工，高电子电导率（超过20,000 s/cm），生物相容性和出色的机械性能中，将其等离子性能易于使用，超过了其他溶液可供处理的2D材料，MXENES具有可实现众多应用的特性。2固有的2D结构，负责MXENE的光学响应和电子传输的电荷载体非常接近表面，具有出色的能力，可以经历可逆的化学和电化学反应，以增加或改变表面终止。mxenes可以应用于各种表面，以提供电子和离子电导率，在各种波长中控制光学特性，产生电致色膜，甚至达到低摩擦系数。聚合物，纸张和织物由水溶液或有机溶液中的MXENE涂覆的织物具有独特的表面特性。1,3,4MXENE涂层的性能可以在光学上或电化学调制。这些化学和光学响应式导电涂层可以实现许多技术进步。
MXenes：趋势、增长和未来方向 - NSF-PAR
十多年前，德雷塞尔大学发现了二维 (2D) Ti 3 C 2，从此创建了一个新的 2D 过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物家族 [1]。由于采用自上而下的选择性蚀刻从三元碳化物 (Ti 3 AlC 2 ) 合成 Ti 3 C 2 ，而三元碳化物属于 MAX 相大家族 [2]，因此自发现第一个 MXene 以来，很明显有更多的 2D 组合物是可能的。不久之后，又报道了具有不同过渡金属和固溶体的更多 MXene [3]，从而确立了 MXene 作为一类 2D 材料的地位，化学式为 M n+1 X n T x。迄今为止，M 代表第 3 至 6 族过渡金属，X 为碳或氮，T 代表表面终端，包括元素周期表第 16 和 17 族以及羟基和酰亚胺基（图 1）。随着最近发现碳化物 MXenes 中的氧取代 [ 4 ] 和氧化物碳化物的形成，X 也可以包括氧（至少在固溶体 MXenes 中）。MXenes 可以具有不同数量的 MXM 层，用 n 表示，范围从 1 到 4，T x 中的 x ≤ 2 [5]。自 2019 年我们的 ACS Nano 社论 [ 6 ] 以来，MXenes 的格局从组成和应用的角度发生了变化。MXene 成分的范围在 MXene 公式的所有四个组分中都有所扩展，即 M、X、T 和 M n +1 X n T x 中的 n。对于M，M的全范围固溶体，例如(Ti,V) 2 CT x 、(Ti,Nb) 2 CT x 、(V,Nb) 2 CT x ，允许
2D MXenes 氧化稳定化学的最新进展
二维过渡金属（TM）碳化物和碳氮化物（称为MXenes）自2011年首次亮相以来，由于其二维层状结构和优异的物理化学性质，在各个应用领域引起了极大关注。[1] MXenes 可以从相应的层状 MAX 相中衍生出来，其结构公式为 M n + 1 AX n（n = 1–3）。[2] MAX 相化合物由过渡金属（M）层与 C 或 N 层（X）交错组成，强的 M X 键进一步通过 III A 或 IV A 族元素（A）的单原子层插入，呈现原子层和六方晶体结构。[3,4] 通常，可以通过优先溶解和提取 MAX 相结构中弱键合的 A 层来获得 MXenes。 [5,6] 在水相中蚀刻和剥离过程中，高反应性的TM表面立即与F、OH和=O等物质连接，得到MXene通式：M n + 1 X n T x （T x 代表表面物质）。[7–9] 基于丰富的表面终端、独特的混合共价键和金属键的层状结构，MXenes表现出有趣的功能性能，如优异的电化学和光学性能、优异的热导率、高电导率和突出的机械特性。[10–13] MXenes的这些性质可以通过改变微观结构、元素组成和表面终端来进一步调节，[14–19] 例如，通过改变M或X元素、合金化M或X层，[20–24] 以及通过使用多元素（M）面外或面内顺序在MXene结构中构造特殊空位。 [23,25–29] 因此，多功能且具有潜在可扩展性的合成技术使 MXene 材料在性能可调的二维材料领域中占据了独特的地位。[30]
铝合金在活塞制造中的应用综述
博帕尔。摘要- 近年来，铝合金在活塞制造中的应用引起了广泛关注，因为它比铸铁等传统材料具有许多优势。本综述旨在全面分析铝合金在活塞制造中的应用，重点介绍其机械性能、性能和潜在挑战。铝合金活塞的主要优势在于其重量轻，有助于减少往复质量并提高发动机效率。这一特性可以提高发动机转速、降低油耗并提高车辆整体性能。此外，铝合金活塞具有出色的导热性，有助于高效散热并最大限度地降低热膨胀相关问题的风险。关键词-铝合金、活塞、强度、综述、变形、温度分布。1. 简介铝活塞重量轻，因此与铸铁活塞相比，惯性力可以降低到更大程度。在 Al-Si 活塞合金中添加超过 12% 的硅以在高温下工作，因此由于添加 Si，活塞的热强度可以提高。发动机运转时活塞顶部的温度达到约 300°C，在此温度范围内膨胀程度超过铁，因此，为了将铝活塞与铸铁气缸正确配合，活塞在室温下必须松配合。添加硅会使活塞变硬，不易磨损，因此增加了基于纤维和基质成分百分比可实现的优势。MMC 的缺点是 a) 生产系统昂贵，b) 技术仍然相对不成熟，c) 生产过程复杂（尤其是长纤维 MMC），d) 专门生产服务的经验有限，e) 在颗粒 MMC 的情况下难以实现纤维颗粒的适当扩散，f) 颗粒分布不一致，g) 长纤维充当应力集中器，h) 不均匀性质和 i) 各向异性材料。这些缺点限制了金属基复合材料在汽车应用中的使用。除了用于活塞的先进材料外，还采用一些涂层来改善活塞性能。这些涂层技术将在下一节中讨论。过去几十年的研究和创新催生出复合材料，从用于汽车车身的玻璃纤维发展到用于航空航天和其他各种应用的颗粒复合材料。有些复合材料表现出更高的耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性。这些设计和特性机会是传统单片（非增强）材料无法实现的。复合材料在 20 世纪 70 年代被引入工程应用时被称为“未来材料”。由两种或两种以上可明显识别的成分组成的材料在日常生活中被用作天然复合材料。天然复合材料包括木材、土壤骨料、矿物、岩石等。复合材料是最具创新性的材料，由于材料性能的增强，它取代了航空航天、汽车、结构工程等领域的传统材料。这些复合材料是通过传统的金属生产和加工现场生产的。碳化物含量高的钢或石墨以及含有金属粘合剂、碳化钨和碳化物也属于这类复合材料。2. 现有文献综述在文献综述的基础上，重点介绍了研究空白。此外，本章最后还提出了研究目标。Singh 等人 [1] 本文的目的是研究铝和镁合金活塞的应力分布和热分析。在室温下，WE43A 的强度低于 Al-7Si 活塞，但在高温下，由于 WE43A 的机械和热性能优于 Al-7Si，因此可以承受更高的效率。因此，可以得出结论，对于热负荷相对较高的高性能发动机，镁合金是设计活塞的理想材料，但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机，铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。可以得出这样的结论：对于热负荷相对较高的高性能发动机，镁合金是设计活塞的理想材料，但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机，铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。可以得出这样的结论：对于热负荷相对较高的高性能发动机，镁合金是设计活塞的理想材料，但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机，铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。
非化学计量 NiFeMo 固溶体
HER 动力学缓慢，而 Ni 则具有一些积极特性，例如高导电性、稳定性和相对较高的地球丰度。[1,3] 自 20 世纪 60 年代以来，人们做出了巨大努力来提高 Ni 基电催化剂的催化活性，采用了各种有希望的候选材料，例如镍的氢氧化物、二硫属元素化物、磷化物、碳化物等。[1,4] 通常，可以通过调整催化剂的形貌（例如，生产纳米线、纳米片、纳米颗粒等）来增加活性表面积，以及改善可用活性位点的固有活性（例如，通过合金化、掺杂、缺陷工程等）来增强催化活性。对于镍而言，形成合金是改变形貌和内在活性的常用策略，其中 NiCo、NiFe 和 NiMo 混合物已被鉴定为很有前途的 HER 电催化剂。[2b,4,5] 多组分合金的使用是二元体系的自然延伸，其中已经研究了三元合金，例如 CuAlNi、NiMoFe 和 NiMoW[2b,4]，尽管每种金属的作用尚不完全清楚。在常见的 Ni 合金中，NiFe 混合物通常表现出更好的催化性能，特别是，在这些合金中添加 Mo 可以降低起始电位，这是由于有利的氢-金属相互作用和增加活性位点的数量。[4,6] 因此，NiFeMo 合金是最有前途的 HER 电催化剂之一，主要通过热液工艺[7]或电沉积生产。 [8] 合成技术的选择对催化剂的形貌有显著的影响，一般来说，不同的合成技术具有不同的最佳 Ni:Fe:Mo 金属比。此外，这些技术的特点是产量低、材料负载有限，使其在大规模应用中的使用变得复杂。因此，寻找一种能够生产三金属合金的可扩展技术对于氢经济的发展至关重要。溶液前体等离子喷涂 (SPPS) 是一种很有前途的技术，它有可能生产出各种具有适合作为电催化剂的特性的涂层 [9]。因此，在本研究中，我们表明，在等离子喷涂过程中使用含有 Ni、Fe 和 Mo 金属盐的液体前体
对最大相的合成和结构的详细分析（MO 0.75 V 0.25）5 Alc 4及其MXENE同胞（MO 0.75 V 0.25）5 C 4 ROSE SNYDER A
亚利桑那州立大学的一所分子科学学院，坦佩，亚利桑那州85281，美国b化学和生物化学系，技术策划大学Darmstadt，64287 DARMSTADT，德国Darmstadt，德国c材料系，牛津大学，牛津大学，牛津大学，牛津大学，牛津，牛津，牛津，OX1 3PH，英国，英国。D化学系，伦敦大学学院，伦敦，WC1H 0AJ，英国。 e应用化学和材料部，美国国家标准与技术研究所，博尔德，CO 80305，美国F钻石光源，Harwell Science and Innovation Campus，Didcot，Ox11 0de，英国。 G化学系，分子科学研究中心，伦敦帝国学院，伦敦W12 0BZ，英国皇室校园，英国。 摘要：具有通用公式M n+1 AX N的最大相是分层的碳化物，氮化物和碳依抗碳，具有不同的M 6 x octahedra层的堆叠序列，并取决于n。 几乎没有制备“ 211”最大相（n = 1），而最大n，尤其是n≥3的最大相。 这项工作解决了有关相对新的“ 514”最大阶段的合成条件，结构和化学组成的开放问题。 与文献报告相比，不需要氧化物以形成最大相位，但是需要在1,600°C下进行多个加热步骤。 使用高分辨率X射线衍射，（MO 1-X V X）5 ALC 4的结构进行了彻底研究，Rietveld的细化确认P -6 C 2是最合适的空间组。 SEM/ED和XPS表明，最大相的化学组成为（MO 0.75 V 0.25）5 ALC 4。D化学系，伦敦大学学院，伦敦，WC1H 0AJ，英国。e应用化学和材料部，美国国家标准与技术研究所，博尔德，CO 80305，美国F钻石光源，Harwell Science and Innovation Campus，Didcot，Ox11 0de，英国。G化学系，分子科学研究中心，伦敦帝国学院，伦敦W12 0BZ，英国皇室校园，英国。 摘要：具有通用公式M n+1 AX N的最大相是分层的碳化物，氮化物和碳依抗碳，具有不同的M 6 x octahedra层的堆叠序列，并取决于n。 几乎没有制备“ 211”最大相（n = 1），而最大n，尤其是n≥3的最大相。 这项工作解决了有关相对新的“ 514”最大阶段的合成条件，结构和化学组成的开放问题。 与文献报告相比，不需要氧化物以形成最大相位，但是需要在1,600°C下进行多个加热步骤。 使用高分辨率X射线衍射，（MO 1-X V X）5 ALC 4的结构进行了彻底研究，Rietveld的细化确认P -6 C 2是最合适的空间组。 SEM/ED和XPS表明，最大相的化学组成为（MO 0.75 V 0.25）5 ALC 4。G化学系，分子科学研究中心，伦敦帝国学院，伦敦W12 0BZ，英国皇室校园，英国。摘要：具有通用公式M n+1 AX N的最大相是分层的碳化物，氮化物和碳依抗碳，具有不同的M 6 x octahedra层的堆叠序列，并取决于n。几乎没有制备“ 211”最大相（n = 1），而最大n，尤其是n≥3的最大相。这项工作解决了有关相对新的“ 514”最大阶段的合成条件，结构和化学组成的开放问题。与文献报告相比，不需要氧化物以形成最大相位，但是需要在1,600°C下进行多个加热步骤。使用高分辨率X射线衍射，（MO 1-X V X）5 ALC 4的结构进行了彻底研究，Rietveld的细化确认P -6 C 2是最合适的空间组。SEM/ED和XPS表明，最大相的化学组成为（MO 0.75 V 0.25）5 ALC 4。也使用两种不同的技术（使用HF和HF/HCl混合物）将其剥落成其MXENE同胞（MO 0.75 V 0.25）5 C 4，这导致了不同的表面终止，如XPS/HAXPES测量所示。对两个MXENE版本的电催化特性的初步研究表明，取决于蚀刻剂（MO 0.75 v 0.25）5 C 4可以在10 mA cm -2下以166 mV（仅HF）或425 mV（HF/HCL）的过度降低在10 mA cm -2下的氢，或者在囊中囊括了潜在的养殖者，这会使他们成为潜在的犬种，以使其成为一种养护的犬种，以使其成为一种犬种的犬种。
用于MXENE合成和电化学电化学的电化学行为的声学平台
气候变化被认为是全球最大的挑战，在其最前沿是能源的话题。虽然非常重要，但有关能源的辩论已成为一种正常性。与能源储能应用的材料合成相关领域也在增长，以及对可再生能源的工业电气化需求。水性超级电容器是一种能够提供高功率密度的储能设备，同时在环境友好的媒体中保持长期环环性。但是，他们的挑战包括在能量密度，安全性和低成本的电极生产方面保持较高的表现。mxene是由H，OH和F组终止的二维过渡金属碳化物/氮化物的家族。该材料表现出与其3D母体材料最大相位的能源应用相关的出色物理和化学特性。自2011年发现以来，由于其高电导率（20,000 s.cm -1）和可以达到900 FCM -3的体积功能，MXENE（例如Ti 3 C 2 T Z）在储能领域得到了广泛研究。但是，报告的MXENE的合成过程充满了耗时的危险程序。本文的第一部分提出了一种新的Ti 3 C 2 T Z Mxene合成的创新方法，其中MXENE在几毫秒内合成了MXENE，借助30 MHz频率表面声波（SAW）和0.05m的LIF。在硫酸电解质中研究了MO 1.33 CT Z。MO 1.33 CT ZTi 3 Alc 2 Max相中的铝元素被所谓的“局部HF”蚀刻，并将粉末转化为2d Ti 3 C 2 T Z。该方法显示了与先前报道的合成技术相当的MXENE，如该材料的电型性能所证明的那样。该论文的第二部分着重于研究相对较新的MXENE家族在水溶液中产生的I-含量的电化学性能。i -mxene在2017年报道，具有化学式MO 1.33 ct z，是平面内化学有序化学蚀刻的产物（MO 2/3 SC 1/3）2 ALC I -MAX相。该电解质为电极电位窗口和电容设置了极限，因此，使用后处理方案来增强电化学性能。
轨道2：核裂变功率和推进-Nets 2020
高温燃料的快速发展对于部署核热推进（NTP）系统至关重要。NTP使用核反应堆将流动的氢气流到> 2000 K，提供了高脉冲推进，大约是化学火箭的能力的两倍。但是，两种由美国平民舰队运营的燃料形式，而历史方法的其他燃料与当前的绩效和运营安全要求不相容。一种称为Tristructral各向同性（TRISO）的替代燃料形式可以满足这些要求。Triso颗粒每个都包含一个可裂变的微球（例如uo 2），由热解碳（PYC），SIC和PYC三重涂层。相应的PYC和SIC“壳”为每个制造的Triso颗粒（〜1 mm）提供裂变产物（FP）遏制系统和压力容器。具体而言，已证明了辐照的Triso颗粒中的FP遏制（1，2），代表了“基于材料的”工程控制，以实现操作安全性。从2011年开始，Triso颗粒的合并是通过在烧结的SIC矩阵中随机堆积进行的。SIC矩阵有效地替换了HTGR中发现的典型石墨。SIC表现出次要的FP障碍，以及其他不同的燃料效果。SIC被氧化物添加剂烧结（3）。使用这种类型的方法，也称为纳米浸润瞬态共晶（nite）SIC，在没有损坏Triso颗粒的情况下进行整合。通常，需要低温和施加压力（约1850°C，20 MPa）以防止Triso损坏。这种方法类似于仔细的基质巩固，以防止复合烧结中的纤维损坏。Nite SIC是已知辐射稳定的少数SIC材料之一。（4）此外，使用脉冲电流烧结（PECS）轴承轴轴轴承堆叠的TRISO颗粒阵列验证了零破裂FCM燃料的工业可行性方法。最近，在2000K的热氢条件下，Benensky等人（5）在2000K的热氢条件下进行了氢测试，显示出相对较高的质量损失动力学和氧化物晶界边界相的浸出。目前尚不清楚Nite SIC的其他变体是否具有相同的局限性。其他碳化物（例如ZRC）的稳定性通过数量级和2000k以上的稳定性提高。
二维量子材料：超越……的新方法
最近，新兴的量子材料 [1] 实现了以前不可能实现的功能，目前正在彻底改变先进量子技术的科学发展和创新。它的出现推动了先进量子光子学、先进通信、量子计算、先进光电器件等的发展 [2]。它为探索许多新的尖端科学和可能性提供了机会。在其众多可能的应用中，当前需要的一项基本发展是超快先进无线通信，从量子材料中寻找其解决方案是一个新的视角和潜在领域。当今快速发展的社会需要高数据速率、超低延迟、更好的频谱效率和在更高频段工作的设备。为了解决这个问题，数据速率需要达到每秒兆兆比特 (TBPS) 的数量级，从而导致新兴的第六代 (6G) 网络，这可以通过将操作频段推向潜在的太赫兹 (THz) 范围来实现 [3]。石墨烯是所有二维 (2D) 材料之母，它的发现获得了诺贝尔奖，从那时起，许多二维材料被发现。 2D 材料是原子级薄的材料，包括石墨烯、过渡金属二硫属化物 (TMDC)，例如 MoS 2 [6]、WS 2 、MoSe 2 [7]、WSe 2 [8]、六方氮化硼 (h-BN)、磷烯、硅烯（2D 硅）、锗（2D 锗）、硼烯（2D 硼）和 MXenes（2D 碳化物/氮化物）[9]。由于 2D 材料为原子级薄，且其独特的电子和光学特性源于量子限制效应 [9]，因此被称为“量子材料” [1]。可调带隙、大载流子迁移率和增强的光物质相互作用等特性使 2D 材料成为太赫兹应用的有希望的候选材料，可用作发射器、探测器、调制器和光源。其独特的光-物质相互作用源于激子能量动力学，这种动力学仅因二维结构中的量子限制而存在，由于其与太赫兹频率的共振，透射率增强。尽管石墨烯具有非线性光学行为、高光学透明度、高载流子迁移率和表面电导率等非凡特性 [5]，使其适用于太赫兹应用，但它受到空气污染性质、零带隙和不稳定的离域 π 电子的限制，而这些限制在 TMDC 等其他二维材料中并不存在。此外，TMDC 的高调制效率推动了使用石墨烯制造异质结构的创新新趋势 [5]。这种异质结构结合了石墨烯的特性，同时克服了其缺点，从而提供了进一步增强和更好的性能 [10]。有关这方面的更多细节将在演讲中讨论和描述。