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一塊看似普通的白色塑料板,卻能讓致命的中子輻射衰減40%以上,成為守護核電站工人的隱形鎧甲。
“普通聚乙烯只能使中子減速,但加入硼-10酸后,材料獲得了‘捕獲’中子的超能力。
最新測試數據顯示,含10%硼-10酸的聚乙烯板材,對中子輻射的屏蔽效率比普通聚乙烯高出40%,在輻射劑量增加三倍時性能僅下降5%,遠優于傳統材料的15%衰減率。
含硼聚乙烯的核心優勢源于硼-10同位素獨特的核性質。當高速中子穿過聚乙烯時,氫原子核使其減速;而慢化后的中子遇到硼-10原子核,立即被俘獲并發生核反應:
1?B + n → ?Li + ?He + 2.31MeV
反應產生的鋰和氦粒子射程極短,能量就地沉積在材料中。這種“慢化-俘獲”雙機制使防護效率呈幾何級提升。
近期突破在于解決了硼酸分散工藝——東北大學團隊采用熔鹽法將硼-10酸與菱鎂礦合成Mg?B?O?晶須,使硼元素以單晶形態均勻嵌入聚乙烯基體,含硼量達12%時仍保持良好韌性。

在山東某核電站的換料檢修現場,工程師展示了新型防護裝備:“過去戴鉛手套作業半小時手就發麻,現在含硼聚乙烯手套輕了60%,連續工作兩小時也不疲勞。”
實測證明,這種手套的防護效能與鉛制品相當,重量卻減輕一半。2025年7月,該核電站已全面更換含硼聚乙烯防護系統。
更關鍵的是材料的環境適應性:
溫度耐受:在-20℃至80℃循環測試中,硬度變化小于5%
抗疲勞性:彎折100次無裂紋,適合可移動防護屏
高溫穩定:某放療設備外殼在60℃環境使用兩年未變形
醫療領域同樣受益。江蘇一家醫療器械廠采用該材料制造伽馬刀防護罩,比傳統鉛罩減重45%,使設備運輸成本降低30%。

需求激增推動硼-10酸產業鏈快速發展。2025年7月以來,多個重大項目密集啟動。另外,技術外溢效應顯著。中科院團隊開發的硼摻雜碳納米管,利用硼的缺電子特性增強催化劑吸附能力,使鈉硼氫甲醇解制氫速率達22,453 mL·g?1·min?1,創非金屬催化劑紀錄。
前沿探索已在光學領域展開。南京理工大學合成出硼酸羥基化合物(NH?)?B??O??(OH)?·H?O,其深紫外截止邊<200nm,雙折射率0.054@546nm,有望用于DUV光刻機光學系統。
更大的想象空間在核廢料處理。傳統水泥固化體需1米厚度屏蔽中子輻射,而含硼聚乙烯只需15厘米。“我們正在開發硼-10酸/碳化硅陶瓷復合體,耐輻照性能提升三倍。”原子能院項目組表示,相關成果已列入核電十四五規劃。
在江西某縣的油菜田邊,縣農業農村局技術員正將硼肥撒向土壤。這種含硼-10酸的緩釋肥料,能使油菜籽增產20%。
“硼元素從核電站走到田間地頭,這是技術普惠的縮影。”技術員感嘆道。而在北京實驗室,某團隊正攻關硼濃度梯度材料——表層富硼層高效吸收中子,內層高韌性聚乙烯抵御沖擊。

中國核學會數據顯示,2025年全球核防護材料市場規模將突破80億美元,其中含硼聚合物復合材占比超35%。隨著第四代核電站建設加速,這個“隱形護盾”產業正迎來黃金時代。
光學玻璃:現代光學技術的核心材料,賦能高端制造與精密儀器
光學玻璃,作為一種以高純度硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽為基礎并摻入特定稀有元素制成的特殊材料,憑借其優異的光學性能,已成為制造各類光學儀器與元件的關鍵基礎材料,廣泛應用于科研、工業、醫療及消費電子等多個前沿領域。多元分類滿足不同需求根據成分、性能及工藝的不同,光學玻璃呈現出豐富的種類。按成分主要分為常見的硅酸鹽玻璃、具有高透光低色散特性的硼酸鹽玻璃以及熱穩定與化學穩定性突出的磷酸鹽玻璃。按光學性能,則涵蓋高折射率、低折射率、低色散與高色散等類型,以滿足如高倍顯微鏡、高清相機鏡頭設計或光學系統色差校正等不同精密需求。制造工藝上,熔制、壓延和拉制等不同方法,分別適用于制造常規光學元件、薄片狀元件及光纖等特定形態產品。此外,防反射涂層玻璃、偏振片玻璃等具備特殊功能的產品,進一步拓展了其應用場景。卓越特性奠定應用基石光學玻璃的核心特性為其廣泛應用提供了堅實支撐:光學性能卓越:具備特定的折射率與較低的色散性,這對透鏡、棱鏡等元件的成像質量至關重要,能有效減少色散,保持圖像清晰。物理化學性質穩定:良好的熱穩定性使其能在寬溫域內保持性能;優異的化學耐腐蝕性確保了在復雜環境下的長期可靠使用。透光性極佳:對可見光與紫外線的高透過率,保證了光學儀器高效、清晰地傳遞光信號與圖像信息。加工適應性好:可通過切割、研磨、拋光等工藝靈活制成各種形狀與精度要求的元件,適應多樣化設計需求。廣泛應用驅動技術發展憑借上述特性,光學玻璃已成為多個高科技領域不可或缺的材料:光學鏡片與系統:是制造透鏡、棱鏡、反射鏡等核心鏡片的基礎,廣泛應用于相機、望遠鏡、顯微鏡等成像設備。激光技術:用于制造激光器中的倍頻晶體、透鏡、窗口等,對激光的生成、調控與傳輸起到關鍵作用。光學濾波與涂層:用于生產各種光學濾波器,實現對特定波長的選擇與控制;表面鍍制反射、增透、偏振等涂層,以優化光學器件性能。光學窗口與防護:作為光學系統的視窗,在允許光線透過的同時,保護內部精密部件免受環境損害。交叉領域滲透:在光譜分析、光纖通信、醫療器械乃至消費電子等領域,光學玻璃都發揮著重要功能,持續推動相關行業的技術進步。光學玻璃的持續發展與創新,正不斷助力光學技術向更高精度、更復雜功能邁進,為科技創新和產業升級提供著基礎而關鍵的 material support。
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2025-12-10
破解算力“散熱焦慮”:國產高端冷卻液實現全鏈條自主,成本大降
一、技術突破:性能對標國際巨頭,成本優勢顯著國內自主研發的冷卻液(包括全氟聚醚、氫氟醚等)實現純度99.9999%的突破,關鍵性能指標如導熱性、絕緣性、化學穩定性均達到3M同類產品水平。其核心創新包括:材料配方:通過分子結構優化,使氟化液工作溫域覆蓋-50℃~200℃,適配高密度算力芯片散熱需求;成本控制:依托螢石-氫氟酸-氟化液全產業鏈布局,生產成本較進口產品低30%,售價僅為3M的1/4;環保替代:開發無PFAS(全氟烷基物質)配方,符合歐盟REACH法規要求,填補3M退出市場后的空白。二、產能與產業鏈協同已建成千噸級氟化液生產裝置,可滿足全國35%以上的浸沒式液冷需求。其產能優勢體現在:垂直整合:原料氫氟酸自給率超90%,冷卻液生產成本較外購企業低33%-37%;快速擴產能力:基地利用低價能源(電價成本降30%),可快速復制生產線;高端應用儲備:電子級氟化液通過大牌認證,用于晶圓蝕刻環節來源:雪球
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2025-12-08
嘉遠參會綠色氟化工論壇:聚焦行業綠色與智能轉型
論壇上展示的AI輔助環保材料設計案例,為嘉遠團隊的技術路線思考提供了新的參照。2025年11月26日,嘉遠公司技術團隊赴廈門參加了第六屆綠色氟化工技術協同創新論壇。本屆論壇以 “綠色智造·鏈動未來” 為主題,聚焦于氟化工產業在“雙碳”背景下的可持續發展路徑。技術前沿與綠色實踐論壇的技術分享集中于兩大方向:綠色生產工藝與智能化創新。AI 賦能創新:上海大學教授解讀《AI 賦能綠色氟化工:分子智造驅動的環保氟膜技術與未來電子封裝》;新材料突破:中科院上海有機所研究員分享《一些含氟功能材料的創制及其應用》,東華大學教授解析《無色透明含氟聚酰亞胺薄膜的制備及其應用技術》;綠色技術實踐:浙江力久環境帶來《無水氟化氫凈化除砷新技術的應用》,天俱時集團分享《從 “氟” 到安,向 “綠” 而行 —— 基于本質安全與綠色智造的新一代氟化工 EPC 工程創新實踐》;合規與應用:通標標準范儒解讀《歐盟電池法規背景下,電池產業鏈的合規挑戰與應對措施》,探討《全氟聚醚在數據中心液冷領域的應用》。嘉遠團隊的參會收獲作為參會者,嘉遠團隊重點關注了與自身發展相關的領域,核心收獲明確:技術方向:明確了AI輔助研發在材料創新中的潛力,以及具體的綠色生產改進技術。合規前瞻:了解到歐盟電池法規等國際環保政策動向,為產品規劃提供了預警。行業洞察:通過與同行交流,感知到行業向綠色化、智能化雙軌轉型的共識與迫切性。未來展望通過此次論壇,嘉遠團隊認識到,綠色與智能已不僅是行業趨勢,更是企業未來競爭力的核心。團隊計劃將此次獲取的行業洞察進行內部轉化,評估其在具體研發與生產優化中的應用可能性,以務實推動公司的技術升級。
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2025-12-04
從“關鍵粘合劑”到“被挑戰者”:PTFE在固態電池競賽中的角色演變
電池制造車間里,隨著輥壓機發出低沉的轟鳴,一層層超薄固態電解質膜被精確地卷繞成卷,為電動車提供著比傳統電池高出一倍的能量密度。 今年6月,三星在韓國天安工廠建設的試驗生產線上,工程師們正驗證一種基于聚四氟乙烯(PTFE)干法電極技術的全新電池制造工藝。這種技術使用PTFE作為核心粘合劑,通過纖維化過程制造出支撐活性物質層狀結構的電極片。 隨著全球對固態電池產業化的加速布局,曾經默默無聞的PTFE——這種在工業領域常見的聚合物,如今已成為固態電池競賽中的關鍵材料。01 工藝革新在傳統的濕法電池制造中,漿料制備需要大量有機溶劑,而固態電池中的硫化物電解質恰恰與這些溶劑反應性較高。干法工藝則完全不同,它在制造復合正極和電解質薄膜時完全不使用溶劑,成為解決這一難題的關鍵路徑。PTFE以其獨特的物理特性成為干法工藝的首選粘合劑。在施加壓力和剪切力時,PTFE會形成纖維狀結構,這些纖維相互纏繞,形成支撐活性材料和導電劑的層狀網絡。這種“原纖化”過程使得電極材料能夠均勻分散,形成牢固的薄膜結構。正是這一特性,讓PTFE在固態電池干法電極制造中占據了難以替代的位置。02 短板顯現 PTFE的局限性隨著固態電池技術發展逐漸暴露。作為絕緣聚合物,它無法主動參與鋰離子的傳導過程,這在追求更高性能的固態電池中成為一個明顯短板。此外,PTFE提供的界面粘合力有限,無法確保活性材料、固體電解質和導電碳之間始終保持良好的界面接觸,這會影響電池的長期循環穩定性。對于厚度僅有25-35微米的超薄電解質膜來說,材料的機械性能至關重要,而PTFE制備的電解質復合膜在柔韌性和應力耗散方面仍有提升空間。03 改進突破 面對PTFE的局限性,全球科研團隊正在探索改良與替代方案。韓國某大學的研究人員嘗試使用一種鋰離子導電離聚物作為粘結劑,即聚(四氟乙烯-共-全氟(3-氧代-4-戊烯磺酸))鋰鹽。這種材料結合了PTFE的工藝優勢與鋰離子傳導能力,能夠確保復合正極各組分之間具有良好的界面接觸,同時促進鋰離子的傳輸。中國科學院的研究團隊則采用了另一種創新方案。他們利用熔融粘結技術,將低粘度的熱塑性聚酰胺(TPA)與硫化物電解質混合,構建聚合物滲透網絡。這種方法制備的超薄硫化物固態電解質膜厚度可控制在25微米以下,同時具備優異的柔韌性和離子電導率(2.1 mS/cm)。04 替代探索TPA相較于PTFE展現出多重優勢。通過熱壓成型誘導TPA在硫化物顆粒間隙滲透,研究團隊構建了完整的聚合物逾滲網絡。這種結構不僅能實現超薄成膜,還能有效耗散電池運行過程中產生的不均勻內應力,降低機械失效風險。在實際應用中,基于TPA熔融粘結技術的全固態電池表現出色循環性能。適配純硅負極的全電池可循環2000次,在高負載情況下經過9200小時、1400次循環后,面容量仍保持在2.5 mAh·cm-2以上。當正極材料載量提升至53.1 mg·cm-2時,電池能量密度超過390 Wh/kg和1020 Wh/L。05 產業動向全球電池企業已積極布局固態電池產業化。三星選擇PTFE干法電極技術作為降低制造成本、提升量產速度的競爭手段。該公司認為,這種工藝具有工藝縮短、設備精簡和厚膜化的潛力,正不斷提升量產成熟度。特斯拉、比亞迪、寧德時代、LG新能源等行業巨頭也都在積極導入干法電極技術。中國設備制造企業已推出第三代干法攪拌纖維化與干法成膜的全固態工藝,并成功向頭部客戶交付固態極片涂覆設備。行業預測,固態電池行業將在2025年下半年至2026年上半年進入中試線落地關鍵期,2027年有望開啟小規模量產裝車。當三星試驗生產線上基于PTFE干法工藝的驗證工作持續推進時,德國電池實驗室的研究員發現,使用聚酰胺替代PTFE的固態電池在針刺測試后僅僅表面溫度上升了3.2攝氏度。據行業數據,全球已有至少七家主流設備制造商推出了針對固態電池干法電極的專用設備解決方案。固態電池的能量密度已突破600Wh/kg,這意味著搭載這種電池的電動汽車續航里程可能輕松突破1000公里。
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2025-12-02