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面向工程应用的先进结构陶瓷材料强度可靠性研究进展

面向工程应用的先进结构陶瓷材料强度可靠性研究进展

摘要：先进结构陶瓷材料具有良好的耐磨耐腐蚀性能，高比强度，高温蠕变小，高导热和低密度等优点，是高新技术或重大工程中的关键材料。先进结构陶瓷材料实现工程化应用最大的挑战就是保持其高的可靠性以实现更稳定的机械性能。然而先进结构陶瓷材料因自身脆性以及由材料组成、晶粒尺寸及缺陷分布不均匀所导致的强度离散等可靠性问题，限制了其作为工程结构材料的更广泛应用。基于工程应用的迫切需求及潜在的实际应用价值，文章梳理归纳了先进结构陶瓷材料断裂强度可靠性理论基础、评价方法和提升方法，并对先进结构陶瓷断裂强度可靠性改善途径进行了讨论，最后对未来高可靠性先进结构陶瓷的发展方向进行了展望。
无机 2026年08月10日
氧化铌对玻璃和微晶玻璃结构、光学性能和电学性能的影响

氧化铌对玻璃和微晶玻璃结构、光学性能和电学性能的影响

摘要：氧化铌（Nb2O5）作为一种结构独特、性能卓越的功能性氧化物，在推动新一代高性能玻璃与微晶玻璃发展方面展现出巨大潜力。本文系统综述了含铌玻璃与微晶玻璃的最新研究进展。首先，深入解析了Nb5+在不同玻璃基质（如硅酸盐、碲酸盐、磷酸盐）中的配位状态与网络角色演变规律，揭示了场强匹配原则、电荷补偿机制等对热稳定性、化学耐久性的构效关系。其次，重点评述了Nb5+在提升折射率、增强三阶非线性光学响应及优化稀土离子发光方面的协同调控机制，揭示了Nb—O—RE键合拓扑对局域晶体场的剪裁效应。进而，详细探讨了基于玻璃态结构遗传性的析晶动力学，以及飞秒激光诱导结晶技术在实现LiNbO3铁电晶相三维图案化、亚微米精度方面的革命性突破，阐明了激光诱导Marangoni对流驱动周期性自组织的物理机制。最后，展望了含铌玻璃和微晶玻璃领域在跨尺度计算设计、新材料体系探索及多功能集成器件等方向的未来发展趋势，旨在为含铌玻璃和微晶玻璃的深入研究与创新应用提供参考。
无机 2026年09月29日
无机生物材料调控神经细胞功能及神经化组织再生的研究进展

无机生物材料调控神经细胞功能及神经化组织再生的研究进展

摘要:基于神经在组织再生中的关键作用, 开发具有神经诱导活性的组织工程支架引起了研究者们的广泛关注。近年来, 无机生物材料因具有高度可控的化学组成、微/纳拓扑结构及优异的理化性能, 在调控神经细胞功能及神经化组织再生中得到广泛应用。本文首先介绍了常用于神经调控的无机生物材料, 主要包括生物陶瓷材料和电活性材料, 接着阐述了无机生物材料通过调控细胞行为、调节免疫微环境和构建电活性微环境等途径对神经细胞活性及生物学功能的增强作用, 重点阐述了无机生物材料在脊髓、周围神经、皮肤、骨骼肌、海绵体等组织神经化再生中的最新研究进展, 最后讨论了无机生物材料在调控神经细胞活性及神经化组织再生中存在的难题及未来发展前景。
无机 2026年04月27日
面向高温应用的聚合物先驱体陶瓷性能调控及其传感器研究进展

面向高温应用的聚合物先驱体陶瓷性能调控及其传感器研究进展

摘要：聚合物先驱体陶瓷是由聚合物先驱体经高温热解获得的新型陶瓷材料，其不仅具有良好的热稳定性、耐腐蚀性、抗蠕变性等高温特性，以及优异的半导体特性和大压阻系数等功能特性，还兼具成分可设计性和可加工性，是一种在高温环境下极具应用潜力的传感材料。本文系统概述了先驱体陶瓷近年来在高温传感领域的研究进展，分析了先驱体陶瓷与高温传感密切相关的微观组织结构特点及其传感机理，讨论了先驱体陶瓷电学、高温、力学特性及对应的调控手段，重点总结了近年来其在高温领域中作为各类传感器应用的研究现状，最后对其未来作为极端环境下智能感知结构/功能一体化材料的应用前景进行了展望。
无机 2026年03月19日
氧化-超滤耦合工艺：膜污染控制与新兴污染物降解的进展及挑战

氧化-超滤耦合工艺：膜污染控制与新兴污染物降解的进展及挑战

摘要：超滤（ultrafiltration，UF） 技术作为保障饮用水和再生水质量的关键手段，已在水处理领域得到广泛应用。然而，膜污染问题的严重性以及新兴污染物（emerging pollutants，EPs） 去除效率的局限性仍然是UF技术面临的重大挑战。为突破这一瓶颈，氧化-UF耦合工艺被广泛应用于膜污染控制及EPs降解研究中。系统阐述了氧化-UF耦合工艺的作用机制，并全面综述了氧化/UF顺序组合工艺与氧化/UF一体化耦合体系在缓解膜污染和提升EPs去除效能方面的最新研究进展。最后，基于现有研究成果，提出了氧化-UF耦合工艺的发展趋势与未来研究方向，为其在实际水处理工程中的进一步应用提供理论依据与实践指导。
无机 2026年07月28日
电弧等离子体制备过渡金属氮化物及应用

电弧等离子体制备过渡金属氮化物及应用

摘要：过渡金属氮化物由于其独特的物理和化学性质，如高硬度、高熔点、优良的导电性和化学稳定性，广泛应用于催化、能源存储、电子器件和生物医学等领域。电弧等离子体技术作为一种高效、绿色的制备技术，因反应温度高、产物纯度高、反应活性高以及可控性强而在过渡金属氮化物制备领域备受关注。本文介绍了电弧等离子体并探讨了其制备工艺对产物的影响，总结了过渡金属氮化物在涂层、催化剂、磁性制冷剂和超导领域的应用现状，展望了电弧等离子体制备过渡金属氮化物的发展趋势。未来的研究应将先进的表征技术和模拟计算方法相结合，深入理解材料的生长机理并提高材料的纯度和一致性，降低能耗和生产成本，以实现等离子体对过渡金属氮化物微观结构和性能的精确调控。
无机 2026年03月09日
无机非晶纳米材料的结构与特性

无机非晶纳米材料的结构与特性

摘要：非晶态材料是凝聚态化学研究的重要内容之一。非晶态材料长程无序、短程有序的原子排列特征，使其结构特性与物理化学性质显著区别于传统晶体材料。本文围绕无机非晶纳米材料近期的研究进展，首先从微观尺度解析了非晶结构的特性，重点探讨了组成非晶态材料的化学键与分子间相互作用的类型及作用机理；随后阐述了非晶结构在无机非晶纳米材料参与化学反应过程及功能应用中的关键作用，并基于多尺度结构视角深入分析了无机非晶纳米材料中电子态调制及原子结构设计对化学反应的调控作用，旨在建立非晶结构与反应活性间的构效关系；最后对无机非晶态材料的未来研究方向与应用前景进行了展望，为凝聚态化学的深化研究提供粗浅的借鉴。
无机 2026年07月17日
太阳能驱动的无机半导体-微生物杂化体系在二氧化碳固定和生物制造中的应用

太阳能驱动的无机半导体-微生物杂化体系在二氧化碳固定和生物制造中的应用

摘要：随着全球经济的快速发展，传统化石能源消耗显著增加，导致了二氧化碳(CO2)的大量排放，这对自然生态造成了显著的影响。近年来，由太阳能驱动的以大气中CO2为原料的第3代绿色生物制造技术引起了全球广泛关注。过去数年间，研究者们在太阳能驱动的无机半导体-微生物杂化体系领域开展了大量的工作，这对CO2固定以及生物制造领域具有深远的影响。本综述围绕如何构筑高性能无机半导体-微生物杂化体系，分别从无机半导体材料的结构性能优化、无机半导体-微生物界面的构筑以及微生物代谢通路的定向重构3个维度进行了全面综述。最后，本综述展望了无机半导体-微生物杂化体系领域的发展趋势。
无机 2026年02月09日
热防护系统用碳化物超高温陶瓷抗烧蚀涂层研究进展

热防护系统用碳化物超高温陶瓷抗烧蚀涂层研究进展

摘要: 碳化物超高温陶瓷具有高熔点(>3000 ℃)、高硬度、低热导率、优异的耐高温性和良好的化学稳定性等优点, 是高超声速飞行器热防护系统的理想涂层材料。本文概述了碳化物超高温陶瓷(TiC、ZrC、HfC、NbC、TaC)的结构与性质, 总结了化学气相沉积法、等离子喷涂法和固相反应法制备碳化物超高温陶瓷涂层的研究进展, 分析了涂层微观结构、组分、结构设计以及热流密度对烧蚀行为的影响。研究表明, 添加第二相形成多元复合涂层和采用多层结构设计, 可以有效提升碳化物超高温陶瓷涂层的抗烧蚀性能。添加第二相形成复杂氧化物, 可使烧蚀后的氧化层适度烧结, 从而获得良好的结构完整性和阻氧性能。采用梯度分层和多层功能结构设计, 有效缓解了涂层热应力, 抑制了裂纹扩展, 并促进了不同层间的协同增强作用。最后, 结合研究现状, 对碳化物超高温陶瓷抗烧蚀涂层发展面临的挑战与机遇进行了展望。
无机 2026年06月24日
无机非金属生物材料发展战略研究

无机非金属生物材料发展战略研究

摘要: 无机非金属生物材料是生物材料的主要类型之一, 在组织修复、肿瘤治疗、药物递送等生物医药领域应用广泛, 为国民生命健康做出了重要贡献。我国无机非金属生物材料的研究日渐繁盛, 但其生产和应用仍处于攻坚克难阶段。为了实现我国无机非金属生物材料的高质量发展, 提高其为国民生命健康保驾护航的硬实力, 本文通过战略研究, 分析了我国无机非金属生物材料研究应用的热点和难点问题。基于目前的发展机遇与挑战, 提出了在材料的独特性能设计、材料生物学效应研究、材料介导的新原理和新机制探索、智能个性化定制、大数据筛选和人工智能设计、标准化评价和监管等方面系统发展无机非金属生物材料的建议, 以期为无机非金属生物医药产品的发展提供指导并积蓄科研和人才力量。
无机 2026年06月01日