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机器学习辅助燃料分子设计

机器学习辅助燃料分子设计

摘要：燃料的理论设计一直是推进技术领域的研究重点，可以有效避免复杂的实验和潜在的危险，指导燃料合成并与实验结果相互验证，对新一代燃料开发至关重要。然而，基团贡献法和量子化学方法等传统的计算方法存在准确性差和效率低的缺陷。机器学习的快速发展，为设计和开发潜在高能燃料开辟了新的途径，在性质预测和分子设计两个关键环节均展现了强大的能力。本综述首先介绍了几种用于机器学习的燃料分子描述方式，分别对用于燃料性质预测和分子设计的不同机器学习模型进行简要介绍。进一步对机器学习辅助燃料性质预测和新型燃料分子设计的研究现状进行了归纳总结。最后，探讨了机器学习在燃料应用领域所面临的挑战及后续发展方向。
无机 2024年10月23日
中国碳酸钙产业及其高值应用现状

中国碳酸钙产业及其高值应用现状

摘要：作为具有高附加值的一种无机化合物，碳酸钙广泛应用于建筑材料、造纸、医药和食品等多个领域并在全球经济体系中扮演着重要角色。 随着中国市场经济持续增长、产业化发展加速，碳酸钙产品应用领域拓展至新能源电池隔膜涂层、优质药品填充剂与药用辅料、食品添加剂与加工助剂、高端涂料及橡胶制品补强剂等对材料性能要求极高的新兴领域。 虽然目前中国是全球碳酸钙生产大国，但与发达国家相比，在技术水平和高值利用方面仍有提升空间。 通过对碳酸钙产业在资源开采、产品市场及高值利用等方面进行充分的调研，对国内外该产业资源实际开采情况、产业市场规模变化、产品需求结构调整以及行业竞争态势等方面进行了详细分析，全面综述了2014−2023年中国碳酸钙产业的发展态势及高值应用现状。 通过与国外碳酸钙产业强国对比分析，指出了中国碳酸钙产业在技术创新和产业整合等方面存在的问题。 基于中国丰富的矿产资源以及众多生产企业的特点，就未来中国碳酸钙行业高值利用发展给出相关建议。 随着技术创新的推动和资源利用的优化，中国碳酸钙行业将逐步向高值应用转型，加速产业链的优化和升级，为行业的可持续发展提供坚实支撑。
无机 2026年02月11日
超高温氧化物陶瓷激光增材制造及组织性能调控研究进展

超高温氧化物陶瓷激光增材制造及组织性能调控研究进展

摘要: 氧化物陶瓷具有高硬度、高强度以及优异的抗氧化和抗腐蚀性能, 是高性能发动机极端高温、燃气腐蚀、氧化服役环境用重要的候选高温结构材料, 在航空航天用高端装备领域具有广阔的应用前景。与传统陶瓷制备技术相比, 激光增材制造技术能够一步实现从原材料粉末到高性能结构件的一体化高致密成型, 具有柔性度好、成型效率高的特点, 可以快速制备高性能、高精度、大尺寸复杂结构部件。近年来, 基于液固相变发展的熔体生长氧化物陶瓷激光增材制造技术已成为高温结构材料制备技术领域的前沿研究热点之一。本文首先概述了激光增材制造技术的基本原理, 着重介绍了选区激光熔化与激光定向能量沉积两种典型激光增材制造技术的工艺特点。在此基础上,重点阐述了利用激光增材制造技术制备不同氧化物陶瓷的组织特征及工艺参数对微观组织的影响规律, 并总结比较了不同体系氧化物陶瓷力学性能的差异。最后, 对该领域存在的问题进行了梳理和分析, 并对未来的发展趋势进行了展望。
无机 2024年10月25日
基于无机填料复合薄膜的摩擦纳米发电机研究进展

基于无机填料复合薄膜的摩擦纳米发电机研究进展

摘要: 摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator, TENG)是一种将微小机械能转化为电能并加以收集利用的绿色能源器件, 具有活性材料种类广泛、器件结构简单以及易于集成等特点。较低的输出功率密度是目前阻碍其实际应用的主要因素之一。如何通过材料组分设计与制备提高其输出功率密度及能量转化效率, 是目前该领域研究者关注的热点问题。在摩擦纳米发电机常用的活性材料-高分子聚合物中引入功能性填料是一种简便且高效的改性方法,不仅能够对薄膜摩擦电性能进行优化、提高输出性能, 还能够赋予其新功能, 可谓一举多得。因此, 此类复合薄膜已广泛应用于TENG 领域, 例如TiO2、SiO2、BaTiO3、ZnSnO3、MoS2、石墨烯、二维黑磷等无机填料对复合材料的性能均有不同程度的优化, TENG 的输出功率密度最高提升了数十倍。本文结合国内外研究现状, 按照填料对基体材料表面性能以及电学性能优化作用两个方面进行阐述, 综述了复合材料薄膜在摩擦纳米发电机中的研究进展,并展望了未来复合材料用于提高TENG 输出性能研究的发展方向。
无机 2024年10月28日
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
3D打印玻璃材料的研究现状及展望

3D打印玻璃材料的研究现状及展望

摘要: 玻璃作为一种非晶态材料，具有高光学透明度、高热稳定性、高化学稳定性、高熔点及低热膨胀系数等特点，广泛用于电子、信息、医疗等领域。随着人们对玻璃材料的结构形状、材料分布及功能属性要求越来越高，传统的玻璃材料成形加工方法( 浇筑法、吹制法、浮法等) 很难甚至无法满足上述需求。3D 打印技术颠覆了传统材料的成形工艺，其基于逐层累加的制造原理，理论上可实现任意复杂构件的数字化成形，具有无需模具、成形效率高等优点，受到玻璃材料成形制造领域学者的广泛关注。本文系统总结了玻璃材料构件的不同3D 打印工艺方法、原理及优缺点，介绍了3D 打印玻璃材料的应用现状，最后对玻璃材料3D 打印技术进行了展望。
无机 2024年10月29日
第一性原理计算三元硼化物金属陶瓷性能的研究进展

第一性原理计算三元硼化物金属陶瓷性能的研究进展

摘要：利用第一性原理计算Mo2NiB2、Mo2FeB2、MoCoB、WCoB等三元硼化物金属陶瓷力学性能和物理性质，在开发和设计新型三元硼化物金属陶瓷方面发挥着重要作用。介绍了三元硼化物的结构特点及性能，综述了第一性原理在计算三元硼化物结构稳定性、力学性能、电子结构和热力学性能等方面的研究进展及存在的问题，并对未来的发展方向进行了展望。
无机 2026年07月16日
无机非金属类红外透明导电薄膜的研究进展

无机非金属类红外透明导电薄膜的研究进展

摘要：无论在军事领域还是民用领域，3~5 μm 和8~12 μm 波段在红外探测成像、空间光通信以及红外传感等关乎国家发展、国防安全、民生改善等技术领域具有重要的应用前景。飞行器红外探测制导前端的整流罩既要高红外透过率又需要高电导以实现电磁屏蔽，同时红外光调制器需要低损耗导电薄膜以制备高效、低能耗且尺寸小的调制器单元，因此，发展红外波段的透明与导电薄膜材料具有重大意义。本文系统阐述了薄膜红外透明与导电性能之间的矛盾与协同原理，随后回顾了该领域具有代表性的研究进展，最后对这类功能薄膜材料的未来发展方向及应用前景进行了总结与展望。
无机 2026年08月11日
陶瓷3D打印技术研究进展

陶瓷3D打印技术研究进展

摘要: 3D 打印技术因具有加工精度高、成本低、操作简易、制造灵动等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、医疗、武器等领域。将3D 打印技术与陶瓷成型制造相结合，可以解决很多使用传统陶瓷制造技术带来的问题。3D 打印技术主要有喷墨打印技术、浆料直写成型技术、光固化成型技术、陶瓷熔融沉积成型技术、激光选区烧结成型技术。本文概述了各3D 打印技术的特点及其研究进展，阐述了光固化成型技术中的陶瓷浆料制备、后处理工艺，讨论了有限元数值模拟在3D 陶瓷打印技术领域的应用，分析了氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、陶瓷前驱体、磷酸三钙陶瓷的特性及其应用现状，最后总结了陶瓷3D 打印技术目前存在的问题以及未来发展的潜力。
无机 2024年10月30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