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增材制造点阵结构设计、制备及性能研究进展

增材制造点阵结构设计、制备及性能研究进展

摘要：航空航天等领域对轻量化高性能结构的需求日益迫切，突显了点阵结构在轻量化目标中的重要性及其广阔的应用前景。粉末床熔融技术的快速发展和成熟，使得复杂的点阵结构制备成为可能，并迅速成为研究热点。虽然当前关于增材制造点阵结构的研究已经比较丰富，但成果间的关联性和系统化整合仍然不足，有关点阵结构的最优设计和调控手段仍尚未形成系统的理论体系。因此，本文不仅介绍了点阵结构的基本特性和主要分类，系统探讨了增材制造点阵设计和制备对其力学性能的相关影响及其主要研究进展，还总结了点阵结构的未来研究方向和发展趋势。
新材料 2026年02月06日
石墨烯增强SiC/Al界面结合的第一性原理研究

石墨烯增强SiC/Al界面结合的第一性原理研究

摘要：为改善SiC/Al 界面结合强度，在其界面处引入石墨烯中间层作为增强相。采用第一性原理计算方法，建立了18 种Al/单层石墨烯/SiC(0001)-Si 和Al/双层石墨烯/SiC(0001)-Si 界面模型，分别研究单层石墨烯和双层石墨烯增强SiC/Al 的界面结合情况。结果表明：石墨烯增强后的SiC/Al 界面具有强界面特征，界面处Si 原子和Al 原子与石墨烯层C原子均以共价键与离子键的混合形式成键。其中，双层石墨烯增强SiC/Al 界面分离功最大值为6.23 J/m2，界面间距为2.15 Å；而单层石墨烯增强SiC/Al 界面最大值仅为4.41 J/m2，界面间距为2.15 Å。这表明双层石墨烯比单层石墨烯更能有效改善SiC/Al 界面润湿性，显著增强SiC/Al界面结合强度。
新材料 2026年02月06日
梯度金属材料构筑及强−塑性机理

梯度金属材料构筑及强−塑性机理

摘要：同时提高强度和塑性是金属结构材料不断追求的目标，其中提高应变硬化能力和拉伸塑性的金属材料异构化设计策略具有克服强−塑性权衡的巨大潜力。异构化策略中最具代表性的梯度结构，因其梯度变量(化学组分、晶粒、相组成、孪晶等)多、梯度分布(形成含量、体积分数等)宽以及应变协调优等特点，已应用于多种合金中，并在高屈服强度和良好延展性之间取得了极佳的平衡。为进一步挖掘梯度结构对材料力学性能优化的潜力，本文基于国内外金属材料在梯度结构设计和强−塑性机理等方面的成果，概述了梯度结构在设计思路、构筑方法、微结构演化及其强塑性机制等方面的研究现状，总结了梯度结构存在的关键科学问题，并展望了未来关注的研究方向与面临的挑战。
新材料 2026年02月05日
液态金属脆化研究进展

液态金属脆化研究进展

摘要：液态金属脆化(Liquid metal embrittlement, LME)是一种固态金属在与液态金属接触后其力学性能显著降低的现象。该现象从发现至今已有近百年历史，但并未引起学界广泛关注，近年来，随着液态金属在医疗设备、电池能源、3D打印、计算等领域的应用以及LME对能源和制造等行业的明显阻碍，LME现象逐渐引起人们的重视。本文综合介绍了LME的特性、影响因素、微观机制以及研究现状，主要从理论研究、实验进展和模拟仿真三个方面对LME展开了讨论，总结了该领域目前存在的问题，并为未来的研究工作提供了建议。
新材料 2026年02月04日
快速凝固理论与技术研究进展

快速凝固理论与技术研究进展

摘要：当前，熔融玻璃包覆、3D打印和电磁悬浮等快速凝固装置已在亚稳材料研究中得到广泛应用。随着快速凝固理论、电子信息及自动化装备技术的创新发展，新一代快速凝固设备正朝着极端制造和高度智能化方向迈进，它们通过集成先进传感器和精密控制系统，以实现对凝固过程的精确控制与定向优化。在此背景下，本文首先从热力学和动力学两个维度总结了快速凝固的理论基础与技术原理，随后系统梳理了实验设备的技术进展，并深入分析其在高性能材料制备中的潜在应用前景，最后对快速凝固材料科学和技术的未来发展及挑战进行了展望。快速凝固技术与凝固理论科学深度融合，与新型材料的研发和制备协同创新，共同构成了亚稳材料科学研究迅猛发展的核心驱动力，这些研究必将共同推动材料科学实现跨越式发展。
新材料 2026年02月04日
团簇-晶核共组装亚纳米材料的研究进展

团簇-晶核共组装亚纳米材料的研究进展

摘要：亚纳米材料是指特征尺寸至少在一个维度上小于1 nm 的材料。与传统纳米材料相比，亚纳米材料往往有特殊的性能，因而具有广阔的应用前景。清华大学的王训教授课题组实现了在良/不良溶剂体系中制备亚纳米材料，并提出了团簇-晶核共组装策略来实现亚纳米尺度上材料组分的调控。目前，该策略已发展成为制备各种组分亚纳米材料的普适方法。亚纳米材料因超高的比表面积和接近100%的表面原子暴露率而具有快速的电子/离子传输特性，在储能、催化和光热转化等领域中获得了广泛的应用。本文介绍了团簇-晶核共组装策略的概念和亚纳米材料的形成机理，同时，综述了近年来利用团簇-晶核共组装策略制备的亚纳米材料的研究现状，就其合成方法、结构等进行系统的介绍，讨论了这些亚纳米材料在储能、催化、光热转化、有机凝胶等方面的应用，最后提出了亚纳米材料目前面临的挑战和未来的研究方向，旨在为亚纳米材料的设计和精确合成提供新的视角。
新材料 2026年02月03日
紫外光固化抗菌涂料的研究进展

紫外光固化抗菌涂料的研究进展

摘要：涂料常用作为保护材料，但由于不同使用环境的影响，微生物沉积不可避免，易导致涂层磨损甚至破坏，因此抗菌涂料在保护基材和减少材料浪费中起着关键作用。本文简要介绍了涂料和紫外光固化技术，回顾了抗菌涂料的优势与不足。根据抗菌剂在光固化涂料中的引入方式，涂料可分为结构型和共混型两类。文章详细讨论了近年来常用的抗菌成分、合成与改性方法及其抗菌效果，并分析了涂层的其他性能（如耐磨性、抗氧化性、防污性）及潜在应用场景。本综述为理解抗菌紫外光固化涂料提供了全面视角，并为涂层合成及性能提升提供了参考，展望了其未来应用前景。
新材料 2026年02月03日
纳米材料复合水凝胶及气凝胶在摩擦电纳米发电机中的研究进展

纳米材料复合水凝胶及气凝胶在摩擦电纳米发电机中的研究进展

摘要：摩擦电纳米发电机（TENG）自２０１２ 年由王中林团队提出以来，其因成本优势和广阔应用前景，在能源领域备受关注。TENG的电极系统作为能量转换核心，由摩擦层和导电传输层组成。近年研究聚焦纳米材料等新型电极材料以提升输出性能，但是目前研究较为分散，缺乏系统总结。本文基于TENG工作原理，系统总结了纳米材料、水凝胶及气凝胶等复合材料的性能优势及在TENG 中的应用，通过对比不同策略对导电性、比表面积等参数的提升效果，提出优化水凝胶及气凝胶型TENG性能的关键方向，并展望未来发展趋势，旨在为研究者提供参考。
新材料 2026年02月02日
空间流体润滑材料研究进展

空间流体润滑材料研究进展

摘要：空间有效载荷的核心传动机构通常没有备份，一旦失效将造成有效载荷功能的丧失。这种单点失效模式使得流体润滑材料成为保证空间活动机构可靠运转的重要材料，因此提升现有空间流体润滑材料的综合性能与开发新的空间高效流体润滑材料，是推进新一代空间载荷活动机构研制的重要途径。本文介绍了目前空间领域广泛应用的流体润滑材料的种类及结构特性，综述了各类型空间流体润滑材料性能的改进提升方法与应用现状等，对现有空间流体润滑材料面临的难点及未来发展方向和趋势进行了展望，以期为高性能空间活动机构的研发与润滑设计提供参考。
新材料 2026年02月02日
材料科学大语言模型关键技术及其应用

材料科学大语言模型关键技术及其应用

摘要：大语言模型近年来受到广泛关注, 并逐步发展为材料科学领域的重要研究工具. 相较于传统机器学习方法, 大语言模型能够实现材料科学领域多种任务协同处理, 进行跨模态语义理解, 并实现全流程智能化覆盖. 本文系统梳理了大语言模型在材料领域知识增强、多模态数据融合以及工具协同调用方向的最新进展, 阐述了大语言模型推动材料研发流程从局部智能化向全流程智能化的技术演进. 本文进一步探讨大语言模型应用于材料领域面临的核心挑战, 包括领域特定知识深度与指令泛化能力的平衡机制、跨模态语义精确对齐方法、工具调用精确度与模型自学习能力的提升策略, 以及学术研究与工业界需求间的矛盾, 最终为构建材料科学专用大语言模型的技术创新与应用落地提供了理论框架和发展建议.
新材料 2026年01月30日