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有机共晶的设计及制备方法研究进展

有机共晶的设计及制备方法研究进展

摘要：有机共晶是一种新型的功能材料，由两种或多种有机分子通过非共价相互作用协同组装形成的多功能晶体。这类材料通过调控供体（D）与受体（A）的分子组成和组装方式，突破单一组分性能限制，展现出多样的堆积方式，具有丰富的分子间相互作用和丰富的功能成分，其物理化学性质可以根据不同的要求进行定制，并呈现出新颖的特性。随着有机共晶在光电材料和药物制剂等领域的突破性应用，其制备方法成为材料研究的核心挑战。如何合理设计和选择有机共晶中的D/A组分，使其具有所需的形貌、尺寸和功能是共晶合成的关键目标。本文总结了有机共晶的制备方法，首先对有机共晶进行介绍，概述了其构建和设计特征，以及有机共晶的性能；随后重点介绍了有机共晶的制备方法，最后展望了有机共晶的发展前景。
有机 2026年04月22日
第一性原理计算在若干铁基合金中的研究进展

第一性原理计算在若干铁基合金中的研究进展

摘要：基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算是研究材料物理化学性质的重要手段，对新材料的发展具有重要意义。这种方法仅需输入元素种类、 原子数和初始结构， 即可预测材料的晶体结构、电子结构和性能。随着计算机技术的进步，中国科学技术大学在“神威·太湖之光”超级计算机上实现万原子分子固体的大规模第一性原理计算。这一突破使得高精度的材料模拟在大尺度、长时间范围内成为可能，为材料研究提供了更精准的预测和模拟。第一性原理计算可帮助理解材料性质、预测不同环境下的材料行为，并指导新材料的发现和设计，有望显著缩短研发周期并降低成本。本文概述了第一性原理计算的理论基础，并详细评述了基于密度函数理论的第一性原理计算方法在若干铁基合金研究中的进展，同时探讨了其中存在的问题和未来发展趋势，为新型铁基合金的计算模拟研究提供了参考。
新材料 2026年04月22日
高强韧抗氢脆高熵合金研究进展

高强韧抗氢脆高熵合金研究进展

摘要: 材料的氢脆敏感性通常随其机械强度的提高而升高，使得高强韧抗氢脆材料的开发面临挑战。高熵合金晶内显著的局部化学环境波动和晶格畸变有助于使其具有良好的氢相容性，在实现高强韧和抗氢脆等特征方面展现出发展潜力。对近年来高强韧抗氢脆高熵合金的研究现状进行了综述: 首先总结了通过添加C，N 和B 等非金属间隙元素进行微合金化调控、析出相调控、主元比例调控和制备工艺优化等方式制备的高强韧高熵合金的抗氢脆性能; 然后基于合金中氢的吸附及扩散行为、氢诱导的变形组织演化等研究，总结了合金的抗氢脆机理; 最后展望了高强韧、抗氢脆高熵合金的未来发展趋势。
稀有 2026年04月22日
运载火箭表面防护技术及其研究进展

运载火箭表面防护技术及其研究进展

摘要：运载火箭是将人类制造的卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等各种航天器推向太空的重要载具，其中运载火箭表面防护技术是其成功发射的重要保障。概述了运载火箭表面防护技术，主要包括烧蚀性热防护涂层技术、非烧蚀性热防护涂层技术、环境适用性表面涂层技术和低温绝热材料技术等。烧蚀性热防护涂层是通过质量损耗带走热量的一种有机涂层，可分为两类：环氧类烧蚀防热涂层和硅橡胶类烧蚀防热涂层，前者存在附着力好的优点，但是高温易开裂，涂层韧性差，适用于较低热流密度防护；后者耐温性好，但存在烧蚀易粉化的缺点。非烧蚀性热防护涂层是一类高红外辐射率的陶瓷无机涂层，国外已经发展了三代非烧蚀性热防护涂层材料体系，适用于可重复运载火箭关键部位的热防护，但国内研究基础与工程能力相对不足。环境适用性表面涂层主要用于应对运载火箭地面发射时面临高盐雾、高湿热、高辐射等环境工况，发展了防辐射、抗静电等防护涂层。低温绝热材料起到超低温液氧/液氢工况保温隔热的作用，主要有泡沫材料和气凝胶材料，前者较后者施工工艺更为灵活，满足复杂形状的高效隔热。总结了近年来国内外运载火箭表面防护技术的发展现状和趋势，介绍了运载火箭卫星整流罩、推进剂贮箱和舱体尾部等不同部位面临的不同防隔热需求，为相关的研究工作提供了技术参考。
航空 2026年04月22日
人工心脏泵用磁悬浮轴承拓扑优化及性能仿真分析

人工心脏泵用磁悬浮轴承拓扑优化及性能仿真分析

摘要：采用接触式轴承的传统人工心脏存在溶血高和血栓发生率高的问题，利用磁悬浮轴承无磨损、无需润滑的优势设计了一种结构紧凑、能耗低的单自由度可控型磁悬浮轴承。该磁悬浮轴承包括内周和外周布置的排斥型永磁铁对（被动控制）、悬浮控制用线圈（主动控制）和电动机。利用有限元软件对径向被动、轴向主动控制部分进行结构参数设计，并通过仿真分析评价系统的性能。结果表明，转子的径向位移刚度系数为16.76 N/mm，轴向位移刚度系数为41.42 N/mm，轴向电流刚度系数为0.009 3 N/A，计算得到转子的径向恢复力为16 N左右，轴向恢复力为20 N左右，可以实现径向被动控制和轴向主动控制，满足转子的五自由度稳定悬浮要求。
医疗 2026年04月22日
激光熔丝定向能量沉积增材制造技术研究现状与发展趋势

激光熔丝定向能量沉积增材制造技术研究现状与发展趋势

摘要：随着航空、航天、航海等领域的发展，高端装备的服役条件愈加苛刻，对制造业的发展提出了更高的要求。增材制造技术，又称为3D 打印技术，相较于传统制造技术在复杂形状结构制造方面优势显著，有望实现三维空间内特定位置的打印和独特性能的结构打印。激光熔丝定向能量沉积（wire-based laser directed energy deposition，W-LDED）技术作为增材制造技术的重要分支，具有高效率、高精度和高材料利用率等显著优势，在高端装备制造领域具有广阔的应用前景。尽管W-LDED 技术具有诸多优点，但其工艺参数选择、多次热循环以及制造过程精确控制和可重复性等方面仍存在诸多挑战，沉积质量和制造稳定性受多种因素影响，如何解决这些现状难题是当前国内外的研究重点。基于此，本文从工艺参数优化、沉积质量分析和组织成分调控三个方面对W-LDED 技术的研究现状进行了详细介绍，分析了不同参数对成形质量和制造稳定性的影响，提出了优化策略，进一步总结了W-LDED 技术当前的应用场景，并对该项技术的未来发展趋势提出了设想，包括材料创新设计与发展多功能复合材料、成形机理研究、建立工艺-缺陷-组织性能预测模型、增/减材一体化制造新方法和大尺寸、高精度、多功能装备开发。
机械 2026年04月22日
CVD多晶金刚石膜的生长技术与热导率优化研究进展

CVD多晶金刚石膜的生长技术与热导率优化研究进展

摘要：系统综述了化学气相沉积（CVD）技术在多晶金刚石膜生长与热导率优化领域的研究进展，聚焦大尺寸制备技术突破及热性能调控机制。通过对比热丝化学气相沉积（HFCVD）、微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）、直流热阴极化学气相沉积（DC-HC CVD）及直流电弧等离子体喷射化学气相沉积（DC arc jet CVD）等主流方法的工艺特点，揭示了各类技术在大尺寸金刚石膜制备中的优势与局限性。研究指出，大尺寸金刚石膜的制备需结合反应器设计创新、等离子体激发模式优化及多参数协同调控，以实现高效、均匀的规模化生产。在热导率优化方面，研究系统分析了晶粒尺寸、膜厚、晶面取向及残余应力等多因素的协同作用。通过优化晶粒尺寸与膜厚的匹配关系，显著降低了晶界密度对声子传输的散射效应，从而提升整体热输运效率。工艺参数中，碳源浓度、温度与功率的精准调控对晶粒形貌与结晶质量具有决定性影响，晶面取向的择优生长可进一步强化热导率优势。动态磁场辅助、基团比例调控等创新方法为晶面定向生长提供了新路径。残余应力问题则需通过衬底选择、界面预处理及结构设计等策略综合缓解，以降低晶格畸变对热性能的负面影响。为高性能金刚石热管理材料的开发及高功率电子器件的散热应用提供了理论框架与技术参考。
光电 2026年04月22日
三维碳基集流体在高比能钠金属电池中的应用与展望

三维碳基集流体在高比能钠金属电池中的应用与展望

摘要：钠金属电池因其理论比容量高(1076 mA•h•g－1)和钠资源储量丰富, 被认为是下一代高能量密度电池的理想选择之一. 然而, 钠金属负极在循环过程中易形成枝晶, 引发短路问题, 导致电池循环寿命短和库仑效率低, 甚至存在安全隐患. 作为电池关键结构材料, 集流体的形貌结构设计可调控钠金属的沉积/剥离行为, 从而抑制枝晶生长. 其中, 三维碳集流体凭借其稳定的机械支撑、高比表面积和优化的离子传输路径, 能有效抑制枝晶形成, 显著提升电池的循环稳定性和电化学性能, 成为最具潜力的集流体材料之一. 系统综述了近年来碳集流体的制备工艺, 重点分析了三维碳基集流体的性能优化策略, 如原子掺杂提高亲钠特性、功能化改性三维碳材料电子结构、有机/无机复合策略提高界面稳定性以及孔径结构调节三维碳基集流体表面反应等方法, 并探讨了碳基材料的应用优势与研究进展. 最后, 对三维集流体在钠金属电池中的未来发展方向进行了展望.
交叉 2026年04月22日
石墨烯吸附磁性原子结构及其电磁特性的第一性原理研究

石墨烯吸附磁性原子结构及其电磁特性的第一性原理研究

摘要：石墨烯与磁性材料复合是调控其电磁性能的重要方法之一。本文使用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了石墨烯吸附Fe， Co，Ni磁性原子的稳定吸附结构和电磁性质。通过计算石墨烯穴位、顶位和桥位吸附磁性原子的吸附能，发现3种磁性原子都倾向于石墨烯穴位吸附构型。电子结构分析结果表明， 磁性原子d轨道与碳原子p轨道之间轨道杂化， 导致费米能级附近态密度增加。在磁性方面，吸附Fe和Co原子后，石墨烯体系呈现磁性特征；吸附Ni原子后， 石墨烯体系仍然保持自旋非极化，呈现非磁性特征。在介电性能方面， 磁性原子的吸附可以有效改变石墨烯体系介电函数的实部和虚部，实现了石墨烯的极化强度和能量损耗能力的有效调控。此外，通过改变磁性原子吸附浓度，可以调控石墨烯体系的介电性能和电磁波衰减频率范围。本文揭示了吸附磁性原子对石墨烯电磁性质的调控机制，为石墨烯在电磁防护领域的应用提供了一定的理论指导。
新材料 2026年04月22日
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