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冷喷涂技术在增材修复中的应用现状与展望
摘要: 冷喷涂作为一种固态材料沉积技术，近年来成为增材制造和再制造领域热点研究和应用方向。文章介绍了冷喷涂技术的原理，总结了其主要工艺参数及对沉积层性能的影响规律，重点探讨了冷喷涂技术在航空装备、舰船装备及陆运装备领域局部损伤零部件修复方面的应用现状，围绕丰富粉末材料体系、提升沉积层性能、开发专用辅助装备以及建立健全标准体系等方面阐述了冷喷涂技术的发展前景和挑战，期待为丰富轨道交通装备的制造及修复技术手段提供有益借鉴。
3D打印混凝土的长期性能研究进展
摘要：与传统的浇筑混凝土相比，3D打印混凝土（３ＤＰＣ）施工技术因具有绿色环保和无模板化施工的特点，可提高施工效率和安全性，近年来在建筑行业广受青睐。然而，由于逐层打印过程中形成的薄弱层———层间冷缝，其孔隙含量较高，层间缺陷增加，可能导致抗冻性问题。同时３ＤＰＣ独特的养护制度（经打印沉积后暴露于高蒸发率的干燥环境中）导致混凝土失水速率加快，产生收缩裂缝，加速混凝土劣化开裂。上述问题势必会对服役于严酷外部环境中的打印构件的长期性能产生不利影响，这一问题已成为３Ｄ打印混凝土大规模商业化的瓶颈之一。本文对影响３ＤＰＣ耐久性的流变参数、打印参数、固化方式、孔隙率、孔隙连通性因素等进行详细综述。鉴于在长期服役过程中，抗冻融破坏和早期收缩开裂性能对３ＤＰＣ耐久性的影响更为显著，本文着重分析了３ＤＰＣ的抗冻融循环、早期收缩性的演变过程，为解决工程中出现的耐久性问题提供有效参考，同时提供一些可行性建议、措施，避免或缓解实际应用中所面临的问题，以期推动本行业的快速发展。
高温太阳光谱选择性吸收涂层的研究进展
摘要：光热转换是当前世界范围内最普及和最常见的太阳能利用方式，而同时具有高太阳能吸收率和低红外发射率的太阳光谱选择性吸收涂层可以显著提高光热转换效率。与中低温( 0＜T＜400 ℃) 应用的太阳光谱选择性吸收涂层相比，高温( T≥400 ℃) 太阳光谱选择性吸收涂层表现了巨大的发展潜力和应用前景。然而太阳光谱选择性吸收涂层在高温下的老化和失效问题制约了其在高温领域的应用。因此，迫切需要开发具有出色光谱选择性和高温热稳定性的选择性吸收涂层。本文从太阳光谱选择性吸收涂层的设计机理出发，总结了具有高温热稳定性的吸收涂层的类型和最新研究进展，主要包括双金属陶瓷、过渡金属化合物和高熵合金氮化物多层结构三大类，并分类讨论了其主要的失效机制和热稳定性增强策略。在此基础上探讨了各种耐高温吸收涂层的制备工艺，并综述了加速老化试验与寿命预测。最后指出并展望了高温太阳光谱选择性吸收涂层面临的问题及研究方向。
碳酸钙基微纳材料与肿瘤创新诊疗
摘要：癌症是当前全球范围内人口死亡的主要原因之一, 已成为包括中国在内的世界各国面临的持续性公共卫生挑战. 在过去的几十年中, 肿瘤防治领域涌现出了一系列富有成效的诊断方法与治疗手段. 但是, 受肿瘤异质性等因素影响, 当前临床中常用的肿瘤诊治手段仍难以满足患者对于精准防治的迫切需求. 因此, 我们亟需发展更为先进的防治方法以进一步提升癌症患者的治疗效果与生活质量. 近年来, 随着生物材料和纳米生物医学等交叉学科的不断发展, 一系列具有丰富理化性质与生物学功能的微纳材料被成功用于构建各类肿瘤靶向纳米影像探针与药物递释载体, 极大提升了肿瘤诊断的精准性以及肿瘤治疗的疗效和安全性. 碳酸钙作为自然界中大量存在的一类矿化材料, 具有易于合成、分子离子吸附效率高、微酸响应性分解与质子中和等特点, 在肿瘤微酸响应性纳米影像探针和药物递释载体构建等方面得到了广泛的关注与研究, 并表现出了较好的应用前景. 本综述将首先介绍碳酸钙基微纳材料可控合成方法, 进而介绍其在响应性纳米影像探针、药物靶向递释、微环境调控等肿瘤创新诊治领域的研究现状. 最后, 本文就该领域所存在的不足与缺点进行讨论, 并对未来的发展方向进行展望.
梯度金属材料构筑及强−塑性机理
摘要：同时提高强度和塑性是金属结构材料不断追求的目标，其中提高应变硬化能力和拉伸塑性的金属材料异构化设计策略具有克服强−塑性权衡的巨大潜力。异构化策略中最具代表性的梯度结构，因其梯度变量(化学组分、晶粒、相组成、孪晶等)多、梯度分布(形成含量、体积分数等)宽以及应变协调优等特点，已应用于多种合金中，并在高屈服强度和良好延展性之间取得了极佳的平衡。为进一步挖掘梯度结构对材料力学性能优化的潜力，本文基于国内外金属材料在梯度结构设计和强−塑性机理等方面的成果，概述了梯度结构在设计思路、构筑方法、微结构演化及其强塑性机制等方面的研究现状，总结了梯度结构存在的关键科学问题，并展望了未来关注的研究方向与面临的挑战。
液态金属基可拉伸导电复合材料
摘要：拉伸电子器件因具有优异的机械性能和电学性能，已成为当下信息电子领域的研究热点。作为拉伸电子器件中的高速电子传输通道，可拉伸导电材料在实现拉伸电子器件功能中起着至关重要的作用。液态金属因兼具本征柔性和优异导电性能，近年来逐渐成为拉伸导电复合材料领域的热点研究对象。液态金属是一种常温液态导电材料，由于其固有的高导电性、流动性和延展性，使其表现出优异的可拉伸性和可调性。基于液态金属的可拉伸导电复合材料制备与图案化技术相继被报道，并成功应用于制备兼具优秀机械和电气性能的可拉伸器件。鉴于液态金属基可拉伸复合材料的一般结构特点，制备的关键是如何解决不同材料之间物性差异所导致的界面处非浸润问题。因此，本文从常见的复合材料种类出发，首先简要介绍了常被采用的液态金属的一般组分与物理性质，以及常用的可拉伸聚合物基质材料。然后分别从“被动”和“主动”两种应对界面非浸润问题的解决方式以及共混分散法、新式改性法等综述了液态金属基导电复合材料中液态金属与弹性材料的复合方法。最后对这一领域的最新研究进展做了简单介绍，并对未来液态金属基复合导电材料的研究方向和所面临的问题做了初步探讨。
增材制造奥氏体不锈钢抗氢脆行为研究进展
摘要：氢能作为一种新型能源正受到国际社会的广泛关注，然而，用于氢能运输和储存的奥氏体不锈钢不可避免地面临氢脆问题。传统工艺制备的奥氏体不锈钢无法避免氢脆发生，而增材制造工艺在制备奥氏体不锈钢抗氢脆结构部件方面具有显著优势，为解决奥氏体不锈钢氢脆问题提供了新思路。概述了增材制造奥氏体不锈钢抗氢脆机制的研究进展，并对以下方面进行了讨论与分析：传统奥氏体不锈钢氢原子捕获及其氢脆机制；增材制造奥氏体不锈钢微观组织结构特征及其对氢原子捕获的影响；增材制造奥氏体不锈钢的抗氢脆性能及机制。对增材制造奥氏体不锈钢在氢环境中的应用进行了总结和展望。
高端数控机床正向设计方法发展研究及建议
摘要：文章阐述了高端数控机床正向设计理论、方法和技术体系对实现我国面向重点领域用户需求的高端数控机床自主研发、维护国家关键核心技术自主可控的重要战略意义；提出了贯穿于设计、加工、装配过程，面向机床末端空间位姿误差/相对动柔度特性约束的整机静动刚度、几何精度、热平衡、装配工艺过程精度等正向设计方法和关键科学问题；论述了国际领先研究机构在机床正向设计领域的研究进展，提出了发展和提升我国高端数控机床正向设计技术水平的政策建议。
