Single-atom catalysts (SACs) have garnered increasingly growing attention in renewable energy scenarios, especially in electrocatalysis due to their unique high efficiency of atom utilization and flexible electronic structure adjustability. The intensive efforts towards the rational design and synthesis of SACs with versatile local configurations have significantly accelerated the development of efficient and sustainable electrocatalysts for a wide range of electrochemical applications. As an emergent coordination avenue, intentionally breaking the planar symmetry of SACs by adding ligands in the axial direction of metal single atoms offers a novel approach for the tuning of both geometric and electronic structures, thereby enhancing electrocatalytic performance at active sites. In this review, we briefly outline the burgeoning research topic of axially coordinated SACs and provide a comprehensive summary of the recent advances in their synthetic strategies and electrocatalytic applications. Besides, the challenges and outlooks in this research field have also been emphasized. The present review provides an in-depth and comprehensive understanding of the axial coordination design of SACs, which could bring new perspectives and solutions for fine regulation of the electronic structures of SACs catering to high-performing energy electrocatalysis.

激光焊接技术是提高超高强钢固体火箭发动机加工精度、加工效率和服役安全性的重要技术手段。梳理了国内外超高强钢中厚壁结构全位置激光焊接、单道全穿透焊接、功率调制激光焊接和激光焊熔池动力学仿真模拟等关键技术的研究进展,系统地展示了这些新进展在超高强钢固体火箭发动机壳体激光焊接质量控制方面的潜在应用价值。所述的研究进展可为我国超高强钢固体火箭发动机壳体的优质高效制造提供参考。

采用“台阶”结构充当填充金属,开展了TC4钛合金T形接头的双光束激光焊接研究。首先对工艺台阶尺寸进行优化,采用优化台阶尺寸在不同激光功率、焊接速度、离焦量下开展双光束激光焊接试验,根据光学显微镜观察、扫描电镜观察、拉伸试验、显微硬度试验对比接头的焊缝形貌及力学性能,确定出了优化的焊接参数。结果表明：台阶尺寸为0.8 mm×0.8 mm时,焊缝表面过渡平滑,无凹陷和外凸现象发生；提高激光功率或降低焊接速度会增大焊缝熔深及结合面面积,只有当焊接速度与激光功率合理匹配的情况下,才可以获得既满足熔深要求又具有足够结合面面积的理想接头；显微硬度测试结果表明热影响区与焊缝的显微硬度均高于母材；焊缝熔深适中时有利于提高T形接头轴向抗拉强度,试验条件下接头抗拉强度达母材抗拉强度的90%以上。研究结果对于钛合金薄壁复杂结构“以焊代铆”实现机身减重和促进我国飞机**集成技术创新发展具有重要意义。

为研究激光熔覆修复过程中稀释率的主要影响因素及其对修复性能的影响，在300M钢表面对12Cr17Ni2B新型不锈钢粉末进行激光熔覆试验。为了使粉末充分熔化并减小基体热影响区的软化程度，调整粉焦高于基体表面。分别探索扫描速度及粉末吸热率（激光功率与送粉速率之比）对稀释率的影响，结果表明：两种工艺参数均可以显著改变稀释率的大小，扫描速度会显著改变熔覆层的面积，粉末吸热率会显著改变熔合区的面积。为了明晰稀释率对修复性能的影响，采用粉末吸热率为自变量的工艺调控稀释率，并分析稀释率对修复性能的影响；结果表明：稀释率对修复件界面结合强度的影响不大，但对热影响区的软化程度有一定影响，基体对熔覆层的稀释有利于熔合区硬度的提高，但过大的稀释率会导致熔合区开裂。

采用电极感应气雾化方法制备新型高强度双相钢粉末。设计了以雾化压力、熔炼功率和气体加热温度为变量的正交试验方案, 在不同条件下制备得到高强度双相钢粉末。利用扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪、氮氧分析仪和霍尔流速计对不同条件下所获粉末进行测试分析, 得到了雾化压力、熔炼功率和气体加热温度对粉末的表面形貌、球形度、粒度分布、氧氮含量和流动性的影响规律。结果表明优化工艺下制备的高强度双相钢粉末综合质量良好。最优工艺下粉末氧含量约44 ppm, 氮含量约655 ppm, 粉末平均粒径不超过100 μm, 粉末流动性优于14 s/50 g。利用该粉末在2 205双相不锈钢基体表面进行激光增材试验, 所制备的熔覆体材料沿扫描方向的抗拉强度约910 MPa, 延伸率约30%, 横截面维氏显微硬度为300 HV～360 HV。

针对1.2 mm厚TC4钛合金薄板的光纤激光焊接, 从正交试验入手, 研究了不同焊接参数对焊缝力学性能的影响, 分析得出TC4薄板激光焊接的最优工艺参数。通过光学显微镜观察、显微硬度试验、拉伸试验和弯曲试验, 对比分析了最优焊接参数下焊缝与母材组织性能上的区别。结果表明: 激光功率对抗拉强度有较大影响, 离焦量和焊接速度影响水平相当。焊接规范合理时, 接头拉伸强度达到母材的93%以上, 延伸率为母材的83%以上, 断裂部位主要出现在母材区, 断口呈韧性断裂特征, 微观可见韧窝形貌。