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地大北京Applied Clay Science：超快焦耳加热秒级转化高岭土杂质合成4A
本研究采用超快焦耳加热法（UJH），首次实现从含白云母/石英杂质的低品位高岭土高效合成高纯度沸石4A。 图文解读超快焦耳加热路线首次实现从低品位高岭土秒级合成沸石4A：原料与Al(OH)₃/Na₂CO₃混合后，经1300°C闪速加热20秒，再通过水热结晶（90°C/10小时）定向转化，该工艺突破传统煅烧法对杂质矿物的处理瓶颈 XRD图谱证实超快焦耳加热彻底重构矿物相——高岭石、白云母及石英的衍射峰完全消失，同步生成钠铝硅酸盐与钾长石新相，表明1300°C/20s的极端条件成功解离惰性杂质矿物，将其硅铝组分高效转化为可结晶前驱体 SEM形貌图微观揭示纯度差异——超快焦耳加热产物呈现均一立方沸石晶体（1-2μm），而传统法产物中清晰可见板状白云母（5-10μm）和棱柱状石英（3-5μm）嵌入沸石基体，从空间分布证实UJH技术对杂质矿物的完全消解能力 总结展望本研究通过超快焦耳加热（UJH）技术（1300°C/20s）成功将含白云母、石英杂质的低品位高岭土转化为高纯度沸石4A，突破传统煅烧法无法转化杂质矿物的局限。
29600编辑于 2025-06-09台州学院王家成团队综述：焦耳热冲击非平衡合成金属单原子催化剂——从原子锚定到工业级构筑
焦耳加热的核心理论焦耳加热合成金属单原子材料的理论核心在于毫秒级非平衡热力学与强金属-载体相互作用的协同：当电流脉冲在<2 s内将体系推至1500–3500 K时，金属盐瞬时裂解为原子蒸汽，超快升温（> 双管设计 （FWF系统） ：外管焦耳加热内管挥发物（如硫、硒），适用于气固反应（图3d）。 3. 图1：焦耳加热制备金属单原子材料的综合示意图图2：焦耳加热技术发展历程时间轴图3：焦耳加热反应器结构分类与原理示意图4：典型金属单原子材料的焦耳加热参数汇总图5：贵金属单原子焦耳加热合成实例图6：非贵金属单原子焦耳加热合成策略图 7：焦耳加热单原子材料在新能源与环境中的典型应用【结论】焦耳加热技术以“超快、高效、可控、绿色”的核心优势，成为金属单原子材料规模化制备的最具潜力路线之一。 深圳中科精研以超快高温焦耳热冲击、材料创新 AI、实验室自动化技术为核心，研发了超快高温焦耳加热装置、超快脉冲电闪蒸焦耳加热装置、等离子焦耳热装置、高通量全自动焦耳加热装置、高温&高真空烧结炉、焦耳热催化装置等先进设备
54010编辑于 2025-07-19中国科学院大学ACS Omega：“焦耳热冲击”1 秒实现陶瓷化！
传统热解工艺如管式炉热解存在加热与冷却周期长、能耗高等问题，限制了其在大规模或高性能陶瓷制备中的应用。 该技术通过脉冲式电阻加热，在毫秒间实现目标高温（如1400°C）并快速冷却，极大提升了热解效率。 SiC的宽吸收带；图2c为不同热解方法下的陶瓷产率对比，焦耳热冲击样品产率略低，可能与超快加热促进挥发性物质释放有关。 该技术基于焦耳定律，通过对材料施加瞬时大电流，可在毫秒至秒级时间内实现3000℃以上的超高温快速加热，具备无与伦比的升温速率与精准控温能力。 相较于马弗炉、管式炉等传统加热方式，我们在效率与工艺可控性上实现了跨越式突破，助力科研与产业向更高效、更精准的方向迈进。深圳中科精研——以尖端焦耳加热技术，推动材料未来。
21310编辑于 2026-01-24- 来自专栏用户9145373的专栏
加热板的红外线加热
新韶光电热的加热板利用红外线辐射物体，物体吸收红外线后，将辐射能转变为热能而被加热。 红外线是一种电磁波。在太阳光谱中，处在可见光的红端以外，是一种看不见的辐射能。 因此应用红外线加热，须根据被加热物体的种类，选择合适的红外线辐射源，使其辐射能量集中在被加热物体的吸收波长范围内，以得到良好的加热效果。 电红外线加热实际上是电阻加热的一种特殊形式，即以钨、铁镍或镍铬合金等材料作为辐射体，制成辐射源。通电后，由于其电阻发热而产生热辐射。 灯型和管型发射的红外线的波长在0.7~3微米范围内，工作温度较低，一般用于轻、纺工业的加热、烘烤、干燥和医疗中的红外线理疗等。 由于红外线具有较强的穿透能力，易于被物体吸收，并一旦为物体吸收，立即转变为热能;红外线加热前后能量损失小，温度容易控制，加热质量高，因此，红外线加热应用发展很快。
70950发布于 2021-11-03 电热耦合焦耳加热30秒实现硬碳超快合成
论文概要2025年7月6日，天津大学陈亚楠、中国矿业大学朱荣涛团队合作提出一种创新的时空电热耦合策略，通过原位焦耳加热实现硬碳的精准合成。 图文解读图1：焦耳加热的热力学特性与结构演化焦耳加热技术通过材料本征电阻实现瞬时体相加热（100 K s⁻¹），相较传统管式炉的传导/对流加热（图1a），其温度分布均匀性显著提升（图1c-d）。 有限元模拟证实传统方法在20 min内产生800°C温差，而焦耳加热10 s内实现全域均温。 图3：合成方法对微观结构的差异化调控管式炉样品（TF-1000）呈现致密层状结构（层间距0.37 nm，图3a-b），而焦耳加热样品（JH-1000-30）展现松散堆叠特征（层间距0.39 nm，图3c-d Advanced materials , 2025来源：微信公众号“高温热冲击焦耳热超快合成”
57700编辑于 2025-07-13西安工业大学Energy Storage Materials：闪蒸焦耳加热1秒合成SiC！硅基负极三效合一突破瓶颈
本研究提出了一种创新且可规模化的三步联用制备策略：首先通过真空熔炼将硅与低熔点金属（锡、铋或钇）制成均匀的前驱体合金（SiSnM），以解决纯硅导电性差、无法直接进行焦耳加热的问题；接着利用砂磨技术将合金锭粉碎并精细控制颗粒尺寸至亚微米级 （0.7-1微米），以缩短离子传输路径并增大反应比表面积；最后，将前驱体粉末置于卷曲的碳纸中，施加瞬时高电流进行闪蒸焦耳加热（1秒内升温至约1000°C）。 该策略的核心在于，三步工艺环环相扣：熔炼引入导电网络骨架，砂磨优化颗粒形态与混合均匀性，而闪速加热则一步实现了SiC的原位合成、缺陷工程以及颗粒表面的瞬时熔融致密化。 图文解读图1：FH-SiSnBi的合成路径与物相表征通过XRD图谱（图1b）确认了Si晶体衍射峰及SiC特征峰（JCPDS 29-1129），证实闪速焦耳加热过程中碳纸作为碳源参与反应，在SiSnBi颗粒表面及近表面原位生成 总结展望总之，本研究通过真空熔炼‑砂磨‑闪蒸焦耳加热联用策略，在硅基合金中原位合成均匀分散的SiC纳米相，构建了“金属相‑SiC‑硅基体”三重协同增强体系。
21810编辑于 2026-02-07清华刘锴、李佳Nat Commun：焦耳加热法制备高熵协同Pt单原子催化剂实现高效甲醇氧化
采用焦耳加热法合成Pt含量仅2.3 at%的催化剂Pt₁-NiCoMgBiSn，其创新设计使单原子Pt位点既能激活C-O键，又通过高熵配位环境削弱CO吸附。 本研究采用原位焦耳加热法（冷却速率>1000 °C/s），以碳纳米管（CNT）薄膜为基底和热源，在H₂/Ar气氛中瞬时加热金属前驱体至1100°C后急速冷却，成功合成单相HEA纳米颗粒（图1a）。
76710编辑于 2025-07-15：毫秒级闪蒸焦耳加热合成单晶HfO₂，构筑高离子导、高热稳固态电解质
通过闪蒸焦耳加热技术合成纳米单晶HfO₂，并嵌入锂导电粘结剂中构建sc-HfO₂@LCB复合电解质。 图2 sc-HfO₂@LCB的闪蒸焦耳合成与界面结构表征为了验证S_d指导的材料设计思路，研究选择HfO₂作为模型体系，并通过毫秒级闪蒸焦耳加热技术将其转化为纳米单晶（sc-HfO₂）。
16510编辑于 2026-02-07长春应化所湖南大学JACS：焦耳热合成（2000°C，2s）碳配位钴纳米电极用于胶质瘤脑内多巴胺监测
该催化剂采用焦耳加热法合成（2000°C，加热与冷却时间各2秒，氩气保护），通过高温瞬态处理调控钴‑碳配位结构，进而优化钴的d带中心，促进DA的多电子氧化路径并抑制抗坏血酸等干扰物的吸附。 SEM与TEM图像（图1e-f）显示CoC₂@C为直径约20 nm的纳米颗粒，均匀嵌于碳基质中，其合成采用焦耳加热法，该方法可实现快速、可控的碳包覆与钴碳键形成。 本研究展示了焦耳加热技术在调控材料微观结构与催化性能中的关键作用，其采用的瞬时高温处理（2000°C，2s）为碳‑金属配位结构的构建提供了高效、可控的合成路径。 当前，随着纳米催化、脑机界面及先进传感等领域的快速发展，对高性能、高稳定性焦耳加热设备的需求也日益提升。 深圳中科精研专注于精密高温工艺装备的研发，致力于为前沿材料制备与能源化学研究提供稳定、灵活、可扩展的焦耳加热解决方案，助力科研与产业界在纳米材料合成、表界面工程等领域实现更精准的调控与创新。
11210编辑于 2026-02-07南方科技大学ACB：空间限域焦耳热构建高性能复合电极，500 mAcm²仅需1.65 V+稳定运行600小时
本研究提出了一种多尺度电极设计策略，其核心在于采用一种空间限域的焦耳加热方法：首先通过化学气相沉积在石墨毡上生长氮掺杂垂直石墨烯骨架，随后通过水热法锚定镍钼前驱体，最后在H₂/Ar气氛中施加快速焦耳加热 图文解读图1：催化剂合成策略与物相结构表征图1a展示了通过化学气相沉积（CVD）生长NVG骨架，再经水热及焦耳加热过程原位生成Ni₄Mo/MoO₂异质结构的合成路线。 总结展望总之，本研究通过一种“空间限域焦耳加热”策略，成功将Ni₄Mo/MoO₂纳米异质结构限域生长于氮掺杂垂直石墨烯（NVG）骨架中，构建了多尺度集成的Ni₄Mo/MoO₂@GF-NVG阴极。 该技术基于焦耳定律，通过对材料施加瞬时大电流，可在毫秒至秒级时间内实现3000℃以上的超高温快速加热，具备无与伦比的升温速率与精准控温能力。 相较于马弗炉、管式炉等传统加热方式，我们在效率与工艺可控性上实现了跨越式突破，助力科研与产业向更高效、更精准的方向迈进。深圳中科精研——以尖端焦耳加热技术，推动材料未来。
15810编辑于 2026-01-24- 来自专栏机器之心
Nature封面：可控核聚变里程碑式新进展，燃烧等离子体实现
燃烧等离子体是一种等离子体，其中聚变反应本身是等离子体中加热的主要来源，对于维持和传播燃烧是必需的，可以实现高能量增益。 他们使用激光在辐射腔中产生 X 射线，然后通过 X 射线烧蚀压力间接驱动燃料胶囊，从而使得内爆过程通过机械功压缩和加热燃料。 作为对比，一兆焦耳的能量大约可以将一加仑（约 3.8 升）的水加热到 100 华氏度（约 37.8 摄氏度）。 与接近点火相关的参数空间。 根据之前的信息，2021 年晚些时候所做实验的初步结果仍在接受其他科学家的审查，当时研究者能量输出达到了 1.3 兆焦耳，并持续了 100 万亿分之一秒。 但即便如此，这个数值也低于达到收支平衡所需的 1.9 兆焦耳。
74810编辑于 2022-02-23 - 来自专栏新智元
输出能量突破3.5兆焦耳，打破纪录
新智元报道 编辑：编辑部 【新智元导读】美国可控核聚变再次实现能量净增益，最新输出的能量已突破3.5兆焦耳。 美国可控核聚变实验，再次实现净能量增益！ LLNL在向目标提供2.05兆焦耳（MJ）的能量之后，产生了3.15兆焦耳的核聚变能量输出，能量增益约为1.5。 7月30日，该实验室复现了这一实验。 首先，若干氢气小球被放入胡椒粒大小的装置中，然后使用强大的192束激光，加热和压缩氢燃料。 为了产生2.1兆焦耳的能量，它们需要500万亿瓦特，这比整个美国国家电网的输出还要多。 而如果想要将聚变反应堆应用于商业发电，就需要让激光器每秒加热目标10次。这并非根本不可能，但从工程角度来看，是非常困难的。
2K70编辑于 2023-09-09 中国石油大学（华东）Nano Energy：3000 K秒级焦耳加热制备高硫掺杂石墨烯阴极，实现钠-氯电池3000 mAh g⁻¹超高容量
本研究提出了一种基于氮诱导策略的高浓度硫掺杂石墨烯阴极材料，采用闪蒸焦耳热冲击法（FJH），利用瞬时高温脉冲（~3000 K，持续约1秒）快速热解氧化石墨烯与尿素/噻吩复合物，在石墨烯中同时引入氮和硫异质原子 合成示意图直观展示了通过焦耳热冲击实现氮诱导高硫掺杂的过程。LSV与Tafel测试表明，硫掺杂显著提高了Cl₂还原反应起始电位，并降低了反应过电势，证实硫掺杂有效提升了阴极的电催化活性。 深圳中科精研致力推广的超快高温焦耳热冲击技术，是材料科学领域的一项革命性突破。 该技术基于焦耳定律，通过对材料施加瞬时大电流，可在毫秒至秒级时间内实现3000℃以上的超高温快速加热，具备无与伦比的升温速率与精准控温能力。 相较于马弗炉、管式炉等传统加热方式，我们在效率与工艺可控性上实现了跨越式突破，助力科研与产业向更高效、更精准的方向迈进。深圳中科精研——以尖端焦耳加热技术，推动材料未来。
19810编辑于 2026-01-24非平衡合成方法与AI结合如何加速材料发现过程？
高通量合成与AI协同非平衡方法（如激光烧蚀、闪光焦耳加热）支持分钟级合成数十种成分的纳米材料[C126][C214]气溶胶技术（火焰喷雾热解、喷雾干燥）通过连续流程可单日生产288种样品，切换前体溶液即可实现高通量 规模化生产的突破非平衡方法（如卷对卷闪蒸焦耳加热）实现7m/分钟连续生产[C48][C79]工业级火焰喷雾反应器产能达吨/小时级[C52][C82]AI通过工艺参数优化（如温度曲线、气体配比）进一步提升规模化效率 未来发展方向建立非平衡合成数据库：记录极端条件下材料形成路径（如超快加热中的原子扩散动力学）[C31][C33]开发多尺度AI模型：结合分子动力学（MD）模拟与实验数据，预测非平衡相变[C30][C44
10610编辑于 2026-01-17北京邮电大学清华大学Nano Research：快速焦耳加热（400°C，2min）合成高活性CoOₓ@NMC催化剂
研究创新性地采用两步法合成关键双功能催化剂：首先通过液相机械化学混合实现前驱体均匀分散，随后利用快速焦耳热技术（400°C，空气气氛，2分钟）一步完成Co(NO₃)₂向Co₃O₄相的热转化与氮掺杂碳基体的复合 图2 CoOx@NMC催化剂的结构与性能表征CoOx@NMC催化剂通过两步法制备，包括液相机械化学混合与随后的快速焦耳热处理（400°C，空气气氛，2分钟），该过程促使Co(NO3)₂前驱体转化为Co3O4 HRTEM显示Co3O4晶格条纹（2.46 Å，对应（311）晶面），SAED进一步确认其晶体结构；XRD表明Co3O4与Co0相共存，证实焦耳加热过程中Co物种的受控氧化；XPS显示Co呈Co³⁺/Co²
22210编辑于 2026-01-04青岛科技大学ACS Catalysis：高温热冲击合成NbN负载CoCu合金实现高效硝酸盐电还原制氨
HTS方法基于焦耳加热原理，在氮气氛围中施加约45 A、持续0.5秒的电流脉冲，使前驱体在极短时间内（升温/冷却速率 > 10⁵ K·s⁻¹）经历约1800°C的高温处理，随后快速淬火至室温。 ACS catalysis. , 2026深圳中科精研致力推广的超快高温焦耳热冲击技术，是材料科学领域的一项革命性突破。 该技术基于焦耳定律，通过对材料施加瞬时大电流，可在毫秒至秒级时间内实现3000℃以上的超高温快速加热，具备无与伦比的升温速率与精准控温能力。 相较于马弗炉、管式炉等传统加热方式，我们在效率与工艺可控性上实现了跨越式突破，助力科研与产业向更高效、更精准的方向迈进。深圳中科精研——以尖端焦耳加热技术，推动材料未来。
23410编辑于 2026-01-24- 来自专栏机器之心
可控核聚变突破没带来实用化，只是漫长道路上的一小步
LLNL 国家点火装置的靶室包含 192 束紫外线激光束，能够将超过 2 兆焦耳的能量输送到单个微型燃料颗粒中。 按照地球聚变反应的标准，这是大量的能量。 人们继续进行实验，终于在 12 月 5 日凌晨 1 点刚过获得了完美的结果：输入两兆焦耳，输出了三兆焦耳，能量增加了 50%。 问题在于低效的激光器，使用 NIF 的方法产生聚变能包括将数十束光束射入称为空腔的金圆柱体，将其加热到超过 300 万摄氏度。 这必须以完美的对称精度完成，即实现「稳定内爆」，否则颗粒会起皱，燃料无法充分加热。 托卡马克是一种甜甜圈形装置，其中氢气被加热成等离子体，然后被磁场捕获。商业聚变公司普遍采用磁铁路线，部分原因是激光的挑战。但最近，惯性设施得到了更多投资——今天的成功可能意味着未来会有更多投资。
41420编辑于 2023-03-29 - 来自专栏机器之心
实验室再现太阳能量！美国宣布首次实现核聚变点火，35亿美元投资曾打水漂
大量中子粒子（聚变的产物）流出，携带了大约 3 兆焦耳的能量，能量增益约为 1.5。 研究者 9 月份进行了第一次 2.05 兆焦耳的激光发射，第一次尝试产生了 1.2 兆焦耳的聚变能。之后他们对这一结果进行分析，得出球形氢气颗粒没有被均匀挤压，部分氢气从侧面喷出，没有达到聚变温度。 在反应堆内，氢气被加热到足够高的温度，以至于电子从氢原子核中剥离出来形成等离子体——带正电的原子核和带负电的电子组成的云。 尽管与入射激光束中 2.05 兆焦耳的能量相比，最新的实验产生了净能量增益，但 NIF 需要从电网中提取 300 兆焦耳的能量才能产生短暂的激光脉冲。 不同波长的其他类型的激光可能会更有效地加热氢气。一些人赞成激光聚变直接驱动的方法，即使用激光直接加热氢。这将使更多的能量进入氢气，但也可能产生阻碍聚变反应的不稳定性。
54410编辑于 2023-03-29 非平衡合成方法如何克服热力学障碍实现不相容元素的混合？
非平衡合成方法通过以下机制克服热力学障碍实现不相容元素的混合：非平衡合成方法利用超快加热和淬火过程，使系统在原子扩散和相分离发生之前就被"冻结"在特定状态，从而克服传统热力学平衡的限制[C6][C27] 例如在毫秒甚至纳秒时间内实现原子级均匀混合[C27][C120]这些方法利用极端温度梯度和超短时间窗口，通过动力学途径而非热力学途径实现材料形成，使不相容元素能够在亚稳态或高熵结构中共存[C30][C120]这些非平衡技术包括闪光焦耳加热 、火焰喷雾热解、放电等离子体、激光烧蚀、微波加热、喷雾干燥、机械化学合成、超声合成、超快光闪合成、电线电爆炸和莱顿弗罗斯特液滴爆炸等方法，它们各自通过不同的机制实现了对传统热力学限制的突破[C37-C119
11510编辑于 2026-01-17- 来自专栏新智元
可控核聚变点火成功！35亿美元烧开20壶水，人类摘下清洁能源「圣杯」
据官方介绍，LLNL在向目标提供2.05兆焦耳（MJ）的能量之后，产生了3.15兆焦耳的核聚变能量输出，能量增益约为1.5。 对此，美国能源部长Jennifer M. 此外，尽管该实验产生的能量比激光器输入的能量高，但与激光器工作所需供能（约300兆焦耳）相比则低得多。 具体来说，若干氢气小球被放入胡椒粒大小的装置中，然后使用强大的192束激光，加热和压缩氢燃料。 这种能量将会以热能和辐射的形式释放，其中热能被用来将水加热成蒸汽，进而使涡轮机转动并驱动发电机发电。 辅助加热系统将温度提高到核聚变所需的水平（1.5-3亿摄氏度），通电的等离子体粒子发生碰撞并加热。这些条件允许高能粒子在碰撞时克服其自然电磁排斥力，将它们融合在一起并释放出巨大的能量。
58920编辑于 2023-01-09
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