光固化3D打印氮化硅陶瓷研究进展

摘要:氮化硅是一种力学性能、生物性能优异的人工合成陶瓷材料,在高温零部件、耐磨轴承、生物医学器件等领域应用前景广阔。相应地,对其精细化、复杂化结构的需求也日益旺盛。近年来,光固化3D打印技术在构建高复杂度、高精细化陶瓷结构方面展现出巨大的潜力。本文从光固化陶瓷浆料配方出发,总结了近年来光固化3D打印氮化硅陶瓷的研究现状。

纳米银的抗菌原理及在抗菌涂料中的研究进展

摘要:人民日益增长的美好生活需要提高了日常抗菌需求。与此同时,随着生态环境的恶化,细菌、真菌和病毒的肆虐使得人们提高了日常生活中的抗菌需求。纳米银作为新型抗菌剂之一,其优异的抗菌性能在抗菌涂料领域引起了广泛关注。本文综述了纳米银的抗菌原理及其在抗菌涂料中的应用。通过比较不同抗菌剂的优缺点,重点阐述了纳米银抗菌原理及机理机制,指出纳米银具有低浓度高灭菌性、广谱性和低耐药性等优点,论述了纳米银在抗菌涂料中的应用及优势,为抗菌涂料的开发提供理论依据。

压电材料在传统吸声结构中的应用

摘要:压电材料受到外界声压强作用时,可将声能转化为电能,并进一步转化为热能进行消耗,这可以作为一种新的吸声机制。当把压电材料应用到传统吸声结构中时,压电材料特有的吸声机制有利于提高结构的吸声降噪性能。本文总结了国内外压电材料在传统吸声结构中的应用进展。首先,介绍了常用的压电材料和其吸声机制。此外,根据传统多孔吸声结构和共振吸声结构的分类,系统综述了压电-多孔吸声结构(无机压电填料泡沫、有机压电泡沫、有机压电气凝胶等)以及压电-共振吸声结构(压电薄片、压电微穿孔板、压电静电纺薄膜等)的研究进展,并提炼出两种结构的基本设计原则、结构和性能。最后提出了压电复合吸声结构研究领域存在的问题及发展方向,以促进压电材料在传统吸声结构中的应用。

高熵氧化物合成及催化应用的研究进展

摘要:高熵氧化物(High entropy oxides,HEOs)作为近几年发展起来的由五种及以上氧化物以等物质的量或近等物质的量构成的新型氧化物体系,因具有简单的结构和优异的性能等而受到国内外研究人员的广泛关注。高熵氧化物主要有岩盐型、萤石型、尖晶石型或钙钛矿等固溶体结构,在催化领域(包括热催化、电催化和光催化)有十分广阔的应用前景。本工作介绍了国内外高熵氧化物的制备方法,主要包括固相法、火焰喷雾和喷雾热解法、湿化学法和溶液燃烧合成法等,并比较了各方法的优缺点,还简述了HEOs的主要表征手段;归纳了高熵氧化物在催化等方面的应用,包括热催化、电催化和光催化,并通过分析反应机理,以进一步推动这一新兴领域的发展,然后对HEOs的理论计算进行简要介绍,最后指出了高熵氧化物目前研究存在的问题,讨论了解决措施,展望了高熵氧化物未来的发展趋势。

高强韧高熵合金的变形行为研究进展

摘要:高熵合金的提出为传统合金领域的发展开辟了一条新的途径。基于独特的合金设计理念实现多原子化学长程无序的简单晶体结构,从而使高熵合金具有显著的物化性能。通常,金属结构材料的强硬度和塑韧性是一个此消彼长的关系,“强”和“韧”不能协同的问题是阻碍金属材料无法应用严苛使役环境的重要因素,也是限制传统金属材料发展的瓶颈问题。近几年来,高熵合金的强韧化研究取得了重要进展,并陆续报道出了几类具有不同微观结构及变形行为的高强韧高熵合金。本文综述了几类高强韧高熵合金的微观结构、力学性能与变形机制,讨论了高强韧高熵合金软硬相交互作用、纳米沉淀粒子、异质结构以及化学“序”与变形行为之间的关系,展望了高强韧高熵合金未来的发展趋势。

高温电磁透波材料的研究进展

摘要:高速飞行器的飞行马赫数不断提高,位于其前端的天线罩部件对高温透波材料提出了迫切需求。本文综述了近年来耐温1300℃以上电磁透波材料体系(包括透波陶瓷增强体、透波陶瓷基复合材料和透波涂层等) 以及新型制备工艺(包括快速烧结技术和3D打印技术等) 的研究进展,同时介绍了本团队在相关领域的最新研究工作,指出高温透波领域还存在新型连续透波纤维成本高昂、高温透波领域可用材料体系较少及透波材料高温下透波与烧蚀性能演变规律尚不明确等问题,最后对高温透波领域在透波纤维工艺优化、新型高温透波材料预测、透波材料使役性能分析与评估等方面未来的发展趋势做了展望。

水基吸波超材料的研究进展

摘要:吸波超材料已经成为国内外电磁隐身和防护领域的研究热点,并取得了一系列重要的研究成果。超材料独有的人工周期性结构能够引发特异的电磁特性,从而满足吸波器件“ 薄、轻、宽、强” 的综合性能要求,其中宽频吸波仍然是超材料吸波器件设计的难点。与传统金属基吸收体相比,水在微波频段特有的频散效应有助于实现水基吸波体在此频率范围内的高效吸收。近年来,宽频水基吸波超材料已经取得了一定的突破,但依旧存在一些问题需进行总结分析。本文综述了近年来水基吸波超材料的重要研究进展,按照吸波介质与结构特性,分类介绍了基于单纯水、水溶液和复合型水基吸波超材料的主要特征,展开说明了水基吸波超材料在微波频段的应用优势,并在此基础上展望了水基吸波超材料多功能化的研究趋势。

超材料吸波体及其3D打印制造研究进展

摘要:超材料吸波体由于其独特的电磁特性和较强的结构设计性等优点,成为电磁吸波领域的研究热点。而3D打印技术能够突破传统制造方式的缺陷,极大地提高设计自由度,因此利用其制备超材料能够实现结构与功能的一体化,逐渐成为超材料吸波体领域的重要发展方向。本文阐述了基于等效介质理论的超材料吸波体吸波机理,介绍了超材料吸波体在宽频吸波、极化和角度不敏感、动态可调性等方面的研究现状,进而归纳了3D打印超材料吸波体的研究进展以及现阶段3D打印超材料吸波体研究中存在的问题,并从吸波性能、结构设计、应用发展三个角度对3D打印超材料吸波体的未来发展进行了展望。

战略性矿产在高性能摩擦材料中的研究进展

摘要:摩擦材料是一种应用在交通运输和动力机械上,通过摩擦作用来完成制动和传动的部件材料,主要由增强材料、粘合剂和填料构成。随着汽车工业和交通技术的发展和革新,庞大的市场需求和潜在的经济价值不可估量,然而传统摩擦材料的性能逐渐不能满足用户要求,因此开发设计拥有耐磨、耐高温和优异摩擦稳定性等诸多优点的高性能摩擦材料迫在眉睫。摩擦材料功能的正常运行往往需要性能的多维组合,这对材料设计中原料的选择带来了挑战。而战略性矿产的种类丰富多样,具有优异的力学、热学和摩擦学等性能,正是高性能摩擦材料组分的合适之选,也逐渐成为各国学者研究的热点,被认为是极具前景的增强材料和填料。本文简要介绍了近年来多种战略性矿产在高性能摩擦材料领域的应用和发展,系统归纳了战略性矿产在力学、热学、润滑、降噪和摩擦学方面的最新研究进展,配合相关理论模型分析了各种调控背后的机理,最后提出了当前研究存在的不足和问题,并展望了未来摩擦材料配方研究的发展趋势和工作重点。

基于智能制造的焊接材料新特征

摘要:制造业是国民经济的主要支柱,是工业提质增效转型升级的主力军。当前世界制造业正在向智能制造转变,各工业强国纷纷投入新工业革命的竞争当中,美国提出了“ 美国先进制造业国家战略计划” ,德国提出了“ 工业4.0计划” ,日本提出了“ 智能制造系统” ,国内在实施制造强国战略方面也提出了促进制造业创新发展,明确智能制造的主攻方向,助推智能制造一体化向高端化迈进的长远规划。焊接技术是制造业不可或缺的重要手段,智能焊接技术更是智能制造的重要主攻方向,已成为促进产业优化与提升“ 智造” 水平的关键因素。基于智能制造大背景下,不断涌现出新型的智能焊接技术,但其发展始终需要以焊接材料作为支撑,尤其是在智能制造背景下,焊接材料的研制面临着新的需求和挑战,只有不断提升焊接材料品质,赋予焊接材料新的特征,才能实现智能制造下优质高效焊接技术的不断发展和应用。面向全球智能制造发展浪潮,本文讨论了智能制造背景下焊接自动化与智能化的发展现状,梳理了焊接场景与焊接材料的匹配关系,归纳了新一代焊接材料应具备的特质,提出了焊材质量评价的新要素,总结了新时代浪潮下焊材制造技术所面临的新挑战,并对未来焊接材料的发展提出展望。