工艺条件对高熵合金耐蚀性能影响的研究进展
摘要: 高熵合金特有的高熵效应和缓慢扩散效应使其展现出优异的耐蚀性能，通过在耐蚀性较差的材料表面熔覆高熵合金涂层/薄膜可有效提高材料的耐蚀性能，因此其在耐蚀领域受到广泛关注。本研究从自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电阻等参数的变化进行论述，综述了工艺条件，如制备工艺及参数、热处理及加工方法等对高熵合金的显微组织及耐蚀性能的影响，并对高熵合金的耐蚀性能未来的研究方向进行了展望。
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稠油井下大功率加热电缆结构对传热行为影响
摘要：蒸汽辅助重力泄油（steam assisted gravity drainage，SAGD）是开发稠油油藏最有效的技术之一，井下大功率电加热技术是提高SAGD工艺技术能效的重要技术手段。为研究井下大功率加热电缆结构对传热行为的影响，基于计算流体动力学和传热学理论，建立了SAGD注采工艺井筒蒸汽循环电加热数值模型，开展了6种结构的加热电缆在不同注汽量、功率下的传热行为研究。研究结果表明：在传热过程中，随着注汽量的增加，蒸汽和电缆芯线的平均温度降低；而随着加热功率的增加，平均温度升高；对于三芯单护套、三芯双护套、单护套集成和双护套集成这4种电缆，其芯线与护套之间的平均温差为16.7 ℃，其中三芯单护套传热效果最好；而双护套空气式和单护套空气式电缆由于内部空气的低热导率限制了芯线向外界的传热，导致芯线与护套的平均温差分别达803和763℃，氧化镁作为传热介质更合适。研究结果可为稠油井下大功率加热电缆的结构选型提供理论依据。
毛细管嵌管墙热工特性与节能性研究
摘要：热激活建筑系统是一项创新的节能技术，其常用的形式是嵌管墙。为提高嵌管墙的热屏障能力并更有效地利用低品位能源，提出一种毛细管嵌管墙，采用4.3mm×0.8mm 的PPR 毛细管组成间隔20mm 的网栅，替代传统的PB 管嵌管墙。建立毛细管嵌管墙的传热模型，通过实验数据验证了模型的准确性，研究在夏热冬冷地区不同水温条件下毛细管嵌管墙的冬夏季工况热工特性和节能性，并与PB 管嵌管墙进行对比分析。结果表明，毛细管嵌管墙具有较大的热惯性，其内表面温度峰值比室外空气温度峰值出现时间滞后5h，可有效蓄存冷热量并转移峰值负荷。在夏季工况下，当进口水温相同时，毛细管嵌管墙的内表面温度比PB 管嵌管墙低约2℃，表明毛细管嵌管墙的换热性能以及对室内热环境的调控效果更好。此外，无论是在冬季还是夏季工况下，毛细管嵌管墙的水温要求均更低，特别是在夏季工况时，毛细管嵌管墙的有效热屏障水温范围更宽。更低的水温要求以及更宽的水温范围，意味着毛细管嵌管墙可更加容易地利用自然环境中的低品位能源，来实现热屏障功能以及供热/供冷功能，节能潜力明显。
海洋防腐涂层的设计构筑与防腐机制
摘要：船舶与海洋工程装备在湿度、温度、盐度、风浪和辐射等海洋环境的多因素交互作用下，极易发生腐蚀，导致其结构性能急剧退化、服役周期大幅缩短和运维成本显著增加。高性能防腐涂层作为抵御海洋侵蚀的重要防线，对于保障装备作业的安全性和可靠性起到了重要作用。本研究围绕船舶与海洋工程装备的高效防腐需求，结合海洋环境的腐蚀特性与机理，重点论述了有机和无机两类防腐涂层的制备技术与防腐机制，以及智能防腐涂层的设计原理与构筑方法，为船舶与海洋工程装备的腐蚀防护技术提供理论依据和技术支撑，并进一步展望了海洋防腐涂层材料在多功能应用、数据驱动设计和智能监测技术等方面的发展前景。
轻量化装配式货厢研究
摘要：为开发兼具经济性与安全性的厢式货车货厢，采用铝合金替代钢材，并设计为装配式结构。通过建立几何与有限元模型，依据实际工况开展垂直冲击、转向、扭转、制动等工况下的强度分析，前围、侧围、后围等刚度分析，以及踩踏、装卸、雪载分析。结果显示：虽然强度分析均合格，但扭转工况接近材料屈服强度，需适当加强；刚度分析显示，除前围外，其他部位的残余变形小，可减重优化；在踩踏、装卸、雪载分析中，货厢表现出色。
新型功能性低维金属有机磁体的第一性原理设计
摘要：低维磁性材料能够同时利用电子的自旋和电荷自由度进行信息的存储、处理和传递, 在下一代高速信息技术中展现出重要应用前景. 然而, 低维磁性材料发展面临着实验合成和表征困难、居里温度低、功能单一等问题. 针对这一现状, 通过第一性原理计算方法对低维磁性材料进行性能定制是解决上述问题的重要途径之一. 在此背景下, 金属有机配位体系凭借其独特的结构可设计性受到广泛的关注, 其丰富的过渡金属中心和多样化的有机配体库为低维磁性材料设计提供了广阔空间. 其中, 可精确调控的配位化学环境能有效地调制金属/配体的电荷态和自旋态, 从而诱导产生自旋极化. 而且, 金属和配体之间为配位键, 轨道耦合形式多样且可调, 为实现高居里温度、多样的磁相互作用提供了理想平台. 此外, 有机配体方便进行化学修饰和构象调控, 有利于实现磁性相变体系和多功能集成的自旋电子器件.为此, 系统总结了低维磁性金属有机材料第一性原理设计的最新研究进展, 重点阐述了金属有机体系实现特定功能性磁体的几个关键设计策略, 包括: 室温稳定亚铁磁体的构筑方法、磁性相变的化学调控策略、多铁磁体设计方法、具有显著Rashba效应的金属有机材料设计方案、双极磁性分子的设计原理、新型交变磁体的创制途径, 以及电场调控磁性的微观机制等. 最后, 探讨了结合机器学习方法实现具有高磁晶各向异性能的低维金属有机磁体的研究进展. 通过系统总结金属有机体系在低维磁性材料设计中的独特优势与现存挑战, 该展望期待能为后续相关研究提供前瞻性的理论指导与技术路线.
机器学习在分子束外延生长的应用进展
摘要：最近几年，人工智能在材料领域得到广泛应用，机器学习在分子束外延（MBE）技术中的应用引人关注。基于原位反射高能电子衍射（RHEED）及相关物性的智能识别和反馈的MBE技术，能够显著提升生长材料的质量和生长效率，有望实现薄膜的MBE智能外延。本综述聚焦机器学习MBE中的应用研究，首先介绍了MBE中常用的机器学习算法模型，阐述了机器学习在优化MBE生长条件中的应用，着重总结了不同材料体系（半导体薄膜和量子结构材料、氧化物材料和二维材料等）基于RHEED图像机器学习的研究进展，并就存在的问题和未来的发展策略进行了总结展望。
纳米或超细WC-Co粉体制备过程强化研究进展
摘要：【目的】总结纳米或超细碳化钨钴（WC-Co）粉体制备过程的研究，解决WC-Co做为热喷涂原料对机械零件的磨损和腐蚀的影响。【研究现状】 总结纳米或超细WC-Co制备过程强化、反应路径，以及Co对还原碳化过程的作用等；其中机械作用力强化包括球磨强度的影响、氧化钨原料的影响、反应温度的影响，原子或分子水平强化包括气相化学合成、喷雾转化，气相碳质强化反应过程包括烃类物质、一氧化碳；纳米或超细WC-Co制备过程反应路径包括还原过程、碳化过程；对还原碳化过程的作用包括Co对氧化钨还原碳化过程具有催化作用、Co影响WC-Co产物粒径、Co含量增加降低碳化温度、Co促进气态碳源析碳等。【结论与展望】提出WC-Co粉体制备反应路径方面，应深入揭示制备反应路径，应进一步分析缺碳相η物相在制备过程中的作用，对W、Co、C扩散的影响机制；认为模拟分析反应过程中还原碳化气与固体原料之间的热量、质量传递过程，可为制备过程进一步优化调控和反应器放大设计奠定理论基础；同时WC-Co粉体热喷涂性能方面，用于机械件的喷涂处理时，应测试涂层的抗磨损和腐蚀性能，反馈调控优化和制备过程。
生物医学的可视化发展前沿与机遇
摘要：生命健康重大问题及生物医学基础前沿的探究离不开对生命过程和机体调控规律的系统解析。生命体高度复杂，跨越多个时空尺度且同层级与跨层级之间的交流调控错综复杂。准确理解生命功能和调控规律，需要获取与整合不同层级的结构与调控信息。近年来，新型成像技术以及人工智能等方法的快速涌现使生命活动的在体、实时、精确可视化成为现实，是后基因组时代“可视化生命”“刻画疾病”的利器。基于国家自然科学基金委员会第365期“双清论坛”，本文聚焦代谢、神经与认知、肿瘤免疫等生物医学前沿领域，探讨了可视化技术在揭示生命调控规律和探究复杂疾病成因等方面的研究现状和发展趋势，分析了我国在这些领域的已有优势和布局，凝练了未来5~10年亟需聚焦和解决的重要科学问题，提出了可视化技术助力生物医学发展的新模式和新范式。
