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材料4.0在热障涂层与环境障涂层领域的发展现状

材料4.0在热障涂层与环境障涂层领域的发展现状

摘要：热障涂层（TBC）与环境障涂层（EBC）作为燃气轮机、航空发动机高温部件的核心防护材料，在提升部件耐温极限与服役寿命方面发挥关键作用。然而，苛刻的服役环境要求其同时满足隔热性能、相稳定性、热膨胀匹配及抗腐蚀等多重性能指标，材料性能优化面临显著挑战；加之制备工艺复杂，缺乏高效的涂层微观结构调控手段。基于数据驱动的“材料4.0”研究范式融合大数据与数据挖掘技术，通过人工智能领域的机器学习方法，可从复杂数据中自动解析成分- 结构-工艺-性能的映射关系，为TBC与EBC的创新发展提供了全新路径。本文系统阐述了材料4.0的理论框架与典型机器学习算法，全面回顾了近年来该范式在热障涂层与环境障涂层领域的研究进展，同时指出当前存在材料数据短缺、机器学习模型可解释性差等挑战，并展望了基于机器学习方法研究的发展方向，以期推动人工智能技术在高温防护涂层领域更广泛深入的应用。
新材料 2026年05月07日
AFSD高强铝合金析出强化的研究现状及发展趋势

AFSD高强铝合金析出强化的研究现状及发展趋势

摘要：增材搅拌摩擦沉积（additive friction stir deposition， AFSD）具有沉积温度低、增材质量好、制造效率高等特点，在航空航天制造领域具有广阔的应用前景。本文详细介绍了AFSD 技术，深入剖析了AFSD 对三类析出强化型铝合金组织和性能的影响规律及机理，并指出了制约高强铝合金构件AFSD 制造的关键问题。AFSD 在固相下进行沉积，克服了基于激光和电弧沉积的气孔和热裂纹缺陷。然而，在AFSD 过程中，由于沉积金属的冷却速度较慢，敏感温度区间的停留时间较长，在增材时后续沉积层对前一层，甚至前几层均有热作用。因此，沉积样品中部与底部的晶内强化相粗大，使得沉积层中下部的强度急剧下降。沉积层顶部不受二次或多次热循环的影响，析出相分布均匀，力学性能较好，但仍低于基体材料。时效处理可使AFSD 过程固溶的部分元素再次析出，性能轻微提升，但始终无法达到固溶+时效（T6）的水平。虽然沉积态经过T6 处理后可再次形成均匀细小的强化相，使其强度重新达到峰值，但在固溶的同时，沉积材料将发生晶粒的异常长大（abnormal grain growth，AGG）问题，因此，通常不建议对AFSD 沉积金属进行固溶处理。为了实现高强度析出强化铝合金构件的AFSD 制造，未来还需要在合金化设计、复合强化、工艺创新等方面开展进一步的研究工作。
有色 2026年05月07日
高功率大面积AI芯片液冷技术进展

高功率大面积AI芯片液冷技术进展

摘要：随着人工智能（artificial intelligence，AI）技术的升级迭代，巨大的算力需求推动了AI芯片的发展，特别是近年来开发的芯粒（Chiplet）技术，为人工智能提供了高计算性能、高良品率、低成本的先进芯片封装集成方案，为AI发展提供了坚实的硬件支撑。Chiplet型芯片具有大面积、高发热功率的特征，其3D的芯片堆叠设计带来了热流分布不均匀、多层芯片导热路径长、填充热界面材料较厚等散热难题，成为了芯片性能提升的关键瓶颈，Chiplet型芯片的高效热管理成了人工智能发展的关键挑战。本文综述了芯片热管理的先进液冷技术进展，包括单相与两相液冷方案，基于冷却架构分为冷板式液冷、近结区液冷与浸没式液冷，并针对2. 5D、3D Chiplet型芯片中的散热问题与冷却方案进行了总结，为高功率大面积AI芯片的液冷方案的应用与发展提供参考。
光电 2026年05月06日
聚氨酯材料在骨缺损修复中的应用

聚氨酯材料在骨缺损修复中的应用

摘要：意外事故或疾病导致的骨缺损是骨科手术中非常常见且棘手的问题，寻找理想的骨修复材料已成为目前骨组织工程的热点之一。聚氨酯（PU）材料是一类软硬段交替排列，具有微相分离结构的多嵌段共聚物，可通过软段结构、硬段比例、结晶度等实现应用性能的调控（机械性能、生物相容性及生物降解性等），在骨缺损修复领域展现出广阔的应用前景。本文综述了近年来PU在骨组织工程领域的设计、合成、改性和生物学性能等方面的研究，并重点介绍了PU在骨再生中的应用进展，包括植入支架、可注射材料和药物载体等，以期为未来PU材料的设计及临床应用提供更多思路。
医疗 2026年05月06日
高强度密封钢丝绳在公路悬索桥吊索和斜拉索应用

高强度密封钢丝绳在公路悬索桥吊索和斜拉索应用

摘要：针对传统悬索桥吊索PE护套易老化、维护成本高等问题，开发了高强度密封钢丝绳吊索技术，并实现首次工程应用。该技术采用锌铝稀土合金镀层密封钢丝绳，通过异型钢丝紧密扣合形成全封闭结构，抗拉强度1960MPa以上，弹性模量1.67×105MPa，相比较传统平行钢丝束，直径减小且免涂装。工程应用显示，密封钢丝绳吊索抗风雨和抗振能力显著增强，面接触设计降低钢丝间应力，运行维护成本降低。开发的WSC-ZZZZ-133型斜拉索通过JT/T775-2016规范抗弯疲劳测试。成果纳入团体标准T/CCTAS92-2023，为桥梁轻量化与耐久性设计提供技术支撑。
建筑 2026年05月06日
3D打印技术在液体定向运输方面的应用与挑战

3D打印技术在液体定向运输方面的应用与挑战

摘要：液体定向运输因其在精确药物递送、高效雾气收集及热转换等领域的广阔应用前景，近年来已成为科学研究的重点和热点。在此背景下，3D 打印（增材制造）技术凭借其材料与性能的可定制性及轻量化优势，为仿生液体定向运输功能结构/表面的制备提供了强有力的技术支撑。然而，目前对该方向的研究进展仍缺乏系统综述与深入讨论。本文在介绍液体定向运输所涉及相关模型/理论的基础上，从当前广泛应用的3D 打印技术（材料喷射打印、挤出式打印、粉末熔融打印及光聚合打印）出发，聚焦其在液体定向运输功能结构/表面制造中的应用，并依据制造原理对相关研究进行分类与探讨。最后，对不同3D 打印技术在现阶段应用中存在的问题（如打印精度及分辨率、打印材料、打印效率）进行总结，并对其未来在该领域的制造中所面临的挑战与发展方向进行展望。本文充分体现了3D 打印技术“材料-结构-功能”一体化的制造理念，对推动液体定向运输结构/表面的智能化及高性能制造具有重要的指导意义。
机械 2026年05月06日
镍基多晶高温合金抗蠕变性能研究进展

镍基多晶高温合金抗蠕变性能研究进展

摘要: 镍基多晶高温合金具有出色的抗蠕变性能, 广泛应用于航空航天、能源电力等领域。随着工业技术的发展, 对镍基多晶高温合金蠕变性能的要求也变得越来越严苛。为了改善其蠕变性能, 研究人员进行了大量工作, 重点研究了合金元素对镍基多晶高温合金蠕变性能的影响, 以期通过添加合金元素来实现最大限度的抗蠕变性能提升。以镍基多晶高温合金为主要阐述对象, 分别综述了合金元素的添加对碳化物相、晶界、γ 基体相和γ′沉淀相的影响, 探讨了不同组织结构下合金蠕变变形机理, 为镍基多晶高温合金的设计、制备及其抗蠕变性能的提升提供一定的理论依据和科学指导。
稀有 2026年05月06日
冷喷涂技术

冷喷涂技术

摘要：系统综述了冷喷涂技术的发展历程与基本原理，根据气体动力学的基本原理，利用一维可压缩气体模型，推导拉瓦尔喷枪冷喷涂过程中气体特征参数的关系式，用以指导冷喷涂喷枪的设计和喷涂工艺参数的制定。针对塑性变形材料和脆性材料的性能特点，总结了两种不同性质材料冷喷涂涂层结合机制。无论是塑性材料还是脆性材料，粉末粒度及喷涂过程中粉末颗粒速度均是影响冷喷涂涂层制备及涂层质量的两个关键参数。最后简要论述了冷喷涂技术的特点及其应用，并对该项技术今后的发展进行了展望。
新材料 2026年05月06日
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