高熵稀土氧化物热障涂层材料弹性及热物性的第一性原理研究

摘要: 应用于高推重比航空发动机热端部件的连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料需采用热/环境障复合涂层(T/EBCs)进行防护。为了得到兼具低热导率、适配的热膨胀系数及良好的高温相稳定性的新型稀土氧化物热障涂层材料, 高熵化设计概念为其成分设计和性能调控提供了新思路和新契机。本研究针对复杂高熵陶瓷体系的结构建模和性能预测难题, 提出了一种基于特殊准随机结构(SQS)的新型高熵建模策略。该方法在保证计算精度的同时,实现了对复杂结构陶瓷性能的快速预测。随后, 结合第一性原理计算方法, 预测并比较了四种高熵稀土氧化物材料的晶体结构、弹性性质及热物理性质, 重点揭示了不同稀土成分及Hf 掺杂对材料低热导率性能的调控作用及原子尺度根源。本研究为航空发动机热端部件用T/EBCs 材料的理论模拟和选材设计提供了科学思路与基础数据。

无机 2026年09月16日 1 点赞 0 评论 163 浏览

机器学习在生物炭生产及吸附领域中的应用研究进展

摘要：随着“双碳”战略的深入推进，生物炭因其独特的碳封存能力和功能性应用，已成为环境科学与材料工程领域的研究热点。机器学习(ML) 技术的快速发展为生物炭高效吸附性能的开发提供了创新性研究方法。本文系统综述了ML 在生物炭制备工艺优化及吸附性能预测领域的最新研究进展: 首先阐释了ML 技术的基本算法原理及其在生物炭研究中的适用性特征; 其次对ML 在生物炭制备过程建模，特别对热解产物分布与生物炭特性预测中的主要影响因素进行了分析; 在吸附性能评估方面，深入探讨了ML 在预测重金属离子、新兴污染物及气态污染物去除效率中的建模方法与应用成效; 最后就ML 驱动生物炭成本效益进行了一定的分析。通过对现有文献的分析，本文总结了ML 在生物炭研究中的技术优势，指出了在数据质量、模型可解释性及跨尺度预测等方面存在的技术瓶颈，并提出融合多组学数据与物理引导ML 的前瞻性研究方向。本文可为环境功能材料设计与污染控制技术的智能化发展提供理论参考。

无机 2026年09月14日 1 点赞 0 评论 136 浏览

高熵钙钛矿氧化物陶瓷的制备与应用研究进展

摘要：高熵钙钛矿氧化物陶瓷作为一种新型功能材料，凭借其高熵效应所赋予的优异介电性能、卓越的储能性能以及显著的催化活性，受到了国内外学者的广泛关注。本文首先概述了高熵钙钛矿氧化物陶瓷材料，介绍了其晶体结构基础与设计方法；接着探讨了多种制备方法，包括传统的固相反应法、溶胶-凝胶法，以及先进的闪烧法和放电等离子烧结技术等。此外，还系统介绍了高熵钙钛矿氧化物陶瓷的卓越性能，涵盖电学、磁学、热学以及介电与储能等方面，这些性能使其在电磁波吸收材料、固体氧化物燃料电池、介电与储能材料等诸多领域展现出广阔的应用前景。最后展望了高熵钙钛矿氧化物陶瓷未来的研究方向，包括新体系的开发、理论计算的深入以及应用领域的拓展等方面。

无机 2026年09月11日 1 点赞 0 评论 94 浏览

增材制造水处理用陶瓷的研究现状与发展趋势

摘要：增材制造技术具有高精度、无需模具、可调控陶瓷多级结构的优势，为高性能水处理用陶瓷的开发提供了新途径。本文系统综述了基于光固化和直写挤出等增材制造技术制备的水处理用陶瓷在结构设计、材料复合、水处理性能等方面的最新研究进展，并探讨了其在有机污染物催化降解、油水分离等场景的应用潜力。然而，该技术仍面临难以直接制备分离层、极端工况适应性差以及规模化生产难度大等关键挑战。最后展望了水处理用陶瓷在自愈合智能陶瓷材料和机器学习辅助工艺-结构-性能协同优化的研究。本文旨在为增材制造水处理用陶瓷的研究提供参考，以推动增材制造技术在高通量、长寿命水处理用陶瓷中的工业化应用。

无机 2026年09月09日 1 点赞 0 评论 133 浏览

煤系针状焦的制备技术、成焦机理与产业发展现状综述

摘要：煤系针状焦作为高功率与超高功率石墨电极及高端碳材料的重要原料，在我国“富煤、贫油、少气”的资源格局下具有显著的战略意义。本文系统综述了煤系针状焦的发展历程与国内外产业现状，重点总结了以煤焦油沥青为原料的主要制备工艺路线，包括延迟焦化、变温热聚及焦化– 煅烧一体化等技术，并对不同工艺的特点及工业化成熟度进行了比较分析。在此基础上，围绕中间相炭微球的成核、生长与融并过程，评述了传统理论、微域构筑理论及球形单位构筑理论等典型成焦机理模型，阐明了工艺参数对针状结构形成与各向异性发展的关键作用。同时，归纳了煤系针状焦的主要性能指标及其在石墨电极和锂离子电池负极材料中的应用现状。最后，针对当前煤系针状焦在原料净化、过程稳定性及产品一致性等方面面临的技术瓶颈，展望了未来在原料分子结构调控、工艺优化及高质量规模化制备方面的发展方向。

无机 2026年09月08日 1 点赞 0 评论 169 浏览

3D打印聚合物转化SiOC(Fe)陶瓷及其结构性能

摘要：将聚合物前驱体转化SiOC(Fe) 陶瓷技术与光固化3D 打印技术结合，成功开发出一种乙烯基二茂铁（VcFe）改性的聚合物前驱体光敏树脂。该树脂兼具较低黏度、高光敏性和良好固化强度，能够成形具有复杂几何结构和微纳特征的前驱体模型。在1000 ℃ 氩气气氛中裂解，获得形状完整、收缩均匀的SiOC(Fe) 陶瓷部件（质量保留率为45.27%，密度为1.89 g/cm3，线收缩率为32.94%）。同时系统研究裂解过程中的物相演变规律与体积收缩规律特性，并表征陶瓷产物硬度（1000 ℃ 裂解后硬度达5.93 GPa）。本研究验证光固化3D 打印技术结合聚合物前驱体转化陶瓷技术制备复杂结构SiOC(Fe) 陶瓷的可行性，为该技术的应用提供指导。

无机 2026年08月31日 1 点赞 0 评论 158 浏览

应用于极端热环境的氧化物多孔陶瓷及气凝胶隔热材料

摘要：随着航空航天装备向更高速度、更长航时的方向发展，飞行器在极端热环境中面临“新热障”挑战，传统热防护系统已难以满足其应用需求，亟须开展新型热防护系统的设计及制造研究。在防隔热一体化趋势下，隔热材料须兼具优异的隔热性能、耐温性能和力学性能。现有多孔陶瓷和气凝胶等存在显著性能权衡，亟须通过材料设计优化综合性能以满足极端应用场景的要求。系统介绍了氧化物多孔陶瓷及气凝胶作为高性能隔热材料的研究进展，详细阐述了氧化物多孔陶瓷及气凝胶的材料特性、制备方法、隔热性能、力学性能和耐高温性能等。通过组分设计、纤维增强、结构调控等手段，可以对多孔氧化物陶瓷及气凝胶在隔热性能与力学性能上进行调节，使其在极端环境热防护系统中展现出广阔的应用前景。

无机 2026年08月28日 1 点赞 0 评论 139 浏览

无机非晶微纳米材料的可控合成、特性与应用

摘要：在凝聚态物理与材料科学领域，非晶态物质的本质探究一直是国际前沿核心课题。北京航空航天大学郭林院士团队针对无机非晶微纳米材料开展了十余年系统性研究，建立了涵盖配位竞争、空间限域、原位转化、配体诱导的四大核心合成机制，成功实现零维至三维全维度非晶材料的精准可控制备。团队深入剖析非晶材料局域结构与电子态、功能特性的内在联系，攻克了稀土4f 电子调控、双电子储能、电催化固氮等多个领域的关键难题。团队基于天然牙釉质的仿生设计，研发出力学性能优于天然牙釉质的人造牙釉质材料并推进产业化。该研究为非晶材料基础理论创新提供了支撑，也为其在能源、催化、生物医学等领域的应用开辟了新路径。

无机 2026年08月27日 1 点赞 0 评论 115 浏览

陶瓷材料4D打印：从静态成形到智能结构的材料制造革命

摘要：陶瓷作为典型的无机非金属材料，经成型与高温烧结后展现出高硬度、耐高温、耐腐蚀的优异特性，分属结构陶瓷的承载耐磨、热冲击抗性，与功能陶瓷的电、磁、光、热特殊物理性能，使其成为贯穿民用生活与尖端科技的核心基础材料。而陶瓷材料4D 打印技术，将3D 打印的数字化成形优势与材料的时空变形、性能及功能动态调控深度结合，完成了陶瓷制备从“静态形状”向“智能结构”的关键跨越，成为增材制造领域的前沿研究方向。目前陶瓷4D 打印相关成果的发表与引用量呈逐年增长趋势，该方向已成为材料领域研究重点，我国更是该领域的核心研究主阵地，技术发展处于世界领先水平。

无机 2026年08月26日 1 点赞 0 评论 155 浏览

陶瓷轴承的性能短板与应用限制

摘要：陶瓷轴承具有非常优异的材料性能与使用特性，在高性能领域的应用越来越广泛。但陶瓷材料也存在一些显著的性能短板，如低韧性、高脆性、裂纹敏感性强，因而在重载荷、复杂载荷条件下，陶瓷轴承可能面临较大的断裂或碎裂破坏风险，难以满足高可靠性尤其是高安全性的要求。另外，陶瓷轴承在基础研究、制造检测、运用维护及经济性等其他方面仍存在一些难题，也对其形成了应用限制。只有客观全面地给出正、反两方面的完整信息，扬长避短，才更有利于陶瓷轴承的技术研发、用户选用与市场拓展。

无机 2026年08月21日 1 点赞 0 评论 141 浏览