超高速激光熔覆的研究现状与展望
摘要：超高速激光熔覆技术是近年发展起来的一种表面改性技术，因其稀释率低、热影响区小、效率高等特点，受到国内外学者的青睐。文章介绍了几种常见表面改性技术并进行比较，从粉末材料、工艺参数、组织性能三方面分析了超高速激光熔覆的研究现状，讨论了传统激光熔覆涂层与超高速激光熔覆涂层微观组织及性能的差异，总结了超高速激光熔覆技术的应用实践，综述了超高速激光熔覆技术目前存在的问题，并对其发展趋势进行展望。
精品资源
机器学习在原子制造中的应用：现状、挑战与展望
摘要：随着半导体制造向原子尺度推进，纳米器件对材料种类和沉积精度的要求不断提升。原子层沉积与原子层刻蚀作为实现原子尺度精确控制的核心技术，正面临工艺参数高维度化和反应机制复杂化的挑战。传统的实验和模拟手段难以满足高通量筛选和高精度优化需求，而机器学习技术的迅速发展为解决这一问题提供了全新的范式。本文系统综述了机器学习方法在前驱体设计、反应路径预测、薄膜沉积参数优化及过程控制等方面的最新研究成果，阐述了机器学习与计算材料科学相结合在提高建模效率、提升预测精度和实现智能化工艺控制方面的显著优势。同时，分析了现阶段机器学习应用中面临的泛化性不足、数据稀疏、跨尺度融合难题等主要挑战，展望了未来融合物理信息、多尺度模型和语义数据平台等前沿技术的应用前景，以期实现原子制造领域从离线预测到在线智能控制的转型。
铜合金在增材制造领域的研究进展
摘要： 增材制造（AM）技术，俗称3D打印，作为一种发展中的先进制造技术， 近年来在多个工业制造领域得以较大规模应用。为总结AM技术在铜合金领域的研究进展， 重点梳理了铜合金产品的增材制造过程、铜合金AM制品的应用领域， 以及铜合金AM产品性能的优化路径。本文通过文献调研和实例分析，提示了铜合金AM过程的特殊要求，以及影响AM质量的关键因素。此外，探讨了通过后处理技术优化铜合金AM部件性能的可能性。结果发现， 铜合金的AM技术在汽车、 医疗、热管理、航空航天、消费电子等领域的应用前景十分广阔，但目前仍面临加工难度大、工艺优化复杂等挑战。本综述为铜合金AM的研究和工业应用提供了一个参考框架， 并指出了进一步研究的方向。
中国钢研纯氢冶金技术开发与实践应用
摘要:铁前二氧化碳排放量占钢铁工业总排放的70%以上,铁前工序减碳是实现钢铁行业“碳达峰”“碳中和”的关键。概述了现有氢冶金技术的发展现状,描述了中国钢研科技集团有限公司提出的纯氢竖炉还原工艺路线。中国钢研通过对纯氢竖炉还原工艺技术和装备进行开发,建成全球首条纯氢竖炉还原示范线;通过优化各种工艺参数,实现连续通氢运行,取得金属化率97.0%~99.4%的优良效果。开展井室炉、电弧炉和真空感应炉熔分纯氢竖炉无碳海绵铁试验,结果表明,电弧炉熔分冷压球和冷压块熔分周期较短,真空感应炉熔分气体含量明显下降,真空感应炉熔分得到的高纯铁纯度(质量分数)达到99.9%。中国钢研纯氢冶金技术为将来中国实现绿氢冶金二氧化碳低排放或零排放提供了解决方案,可预期未来氢冶金会比碳冶金更具有竞争力。
磷化铟胶体量子点合成及其在敏化太阳能电池中的应用进展
摘要：半导体胶体量子点在新型太阳能电池、发光、光电器件和生物医学等领域具有重要的应用价值。目前，对Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族等量子点的合成与应用研究仍然是一个研究热点。磷化铟被认为是Ⅲ-Ⅴ族半导体材料中最有希望替代ＣｄＳｅ和ＰｄＳ等含镉或含铅半导体的材料。重点对磷化铟胶体量子点的合成方法和其在量子点敏化太阳能电池中的应用现状进行了讨论和展望，并提出磷化铟量子点在合成和光伏应用中面临的问题，期望能为高质量磷化铟量子点的合成以及量子点敏化太阳能电池应用研究提供参考。
超深水油气钻完井关键装备现状及技术展望
摘要：全球超深水油气资源主要集中在巴西桑托斯盆地、美国墨西哥湾、圭亚那盆地以及中国南海琼东南盆地等地区。近年来，中国海洋油气勘探开发实现了从浅水到深水、从深水到超深水的重大跨越，中国海洋油气钻探开发已迈入超深水行列。超深水油气资源开发是保障国家能源安全和实现能源转型的现实需要，目前南海琼东南盆地已成为中国最具潜力的超深水油气资源开发区域。为对标国内外深水关键装备的技术差距，明确技术发展方向，系统梳理了中国超深水钻井平台、精细控压钻井装备、旋转导向工具、水下生产系统和水下应急封井器的装备和技术现状，并与国际领先技术进行了对比分析，指出了中国超深水油气钻完井关键装备的发展方向。研究结果表明：①复杂的海洋环境、高风险作业条件和装备技术的进口依赖仍是制约超深水油气全面自主开发的重要瓶颈；②超深水油气开发面临复杂海洋环境、窄压力窗口及高温高压等多重挑战，核心钻完井装备的自主化、智能化和高效化发展是关键；③未来需加速关键装备国产化，构建智能化开发体系，创新适应极端环境的新型装备，并强化环保技术研发，积极构建自主、高效、绿色的开发能力，进而实现油气的绿色可持续发展。结论认为，通过技术创新和装备升级，可全面提升超深水油气资源的开发能力，以中国南海为核心的超深水油气区块开发取得了历史性突破，展现了中国在超深水钻完井领域的技术进步和实践能力，并为全球超深水油气开发提供了技术示范和实践经验。
航天器发动机耐高温复合材料支架设计与验证
摘要：针对第1代490Ｎ发动机复合材料支架和第２代490Ｎ发动机钛合金支架难以同时满足耐高温和轻量化双重要求的问题，设计一种应用耐高温双马树脂基复合材料的第２代490Ｎ发动机支架，并开展了分析验证和试验验证。验证结果表明：其能够承受各种复杂工况下的力、热载荷，相比第１代490Ｎ发动机复合材料支架，可将耐温能力由100℃提高至200℃，相比第２代490Ｎ发动机钛合金支架，可实现结构质量减小57.7%。耐高温复合材料支架已成功应用于多个航天器，可为航天器高质量发射和精确变轨提供可靠的技术保障。
有限元数值模拟在增材制造领域的研究及应用现状
摘要：增材制造是一种新兴的材料成形技术，其成形过程为典型的非平衡凝固过程，涉及复杂的温度、热力、相变等物理现象，使用传统方法难以对增材制造过程中物理量的变化进行测量和分析。将有限元数值模拟技术应用于增材制造中，可以很好地对加工过程和结果进行计算和预测，提高增材工艺研究开发效率，并降低成本。从有限元数值模拟方法、有限元数值模拟软件介绍和在增材制造领域的应用现状3 个方面进行综述，分析了有限元数值模拟技术在增材制造领域优势与局限性，并对未来发展趋势进行展望。
面向多功能工程应用的力学功能超材料的研究进展
摘要：力学超材料是一类人造结构化材料，其本质是以人工微结构为单元构造的复合结构，旨在通过设计人工微结构单元的形状、尺寸和周期性排列模式增强宏观整体结构的力学性能，实现负泊松比、多稳态、轻质高强、可编程/重编程等超常力学性能。然而，通过常规材料制备的力学超材料难以满足不同工程应用场景对功能器件的多环境场自适应性、迅速可控环境响应和能量转化等性能要求。结合力学超材料和先进功能材料构筑的力学功能超材料从材料角度拓展了力学超材料的性能，可以实现可调控的力电、力磁、力热等耦合响应，有望实现力学超材料的多功能工程应用。本文从超常力学性能和典型分类方面阐述了力学超材料的研究进展，从构筑方法和耦合响应方面详细介绍了力电、力磁和力热超材料3 类代表性力学功能超材料，总结与展望了力学功能超材料在航空航天和海洋工程领域的潜在工程应用，包括自折展卫星太阳翼、微型航天器自供能、卫星平台隔振、海洋工程与装备监测感知和海洋波浪能采集等。
