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高熵氧化物合成及催化应用的研究进展

高熵氧化物合成及催化应用的研究进展

摘要：高熵氧化物（High entropy oxides，HEOs）作为近几年发展起来的由五种及以上氧化物以等物质的量或近等物质的量构成的新型氧化物体系，因具有简单的结构和优异的性能等而受到国内外研究人员的广泛关注。高熵氧化物主要有岩盐型、萤石型、尖晶石型或钙钛矿等固溶体结构，在催化领域（包括热催化、电催化和光催化）有十分广阔的应用前景。本工作介绍了国内外高熵氧化物的制备方法，主要包括固相法、火焰喷雾和喷雾热解法、湿化学法和溶液燃烧合成法等，并比较了各方法的优缺点，还简述了HEOs的主要表征手段；归纳了高熵氧化物在催化等方面的应用，包括热催化、电催化和光催化，并通过分析反应机理，以进一步推动这一新兴领域的发展，然后对HEOs的理论计算进行简要介绍，最后指出了高熵氧化物目前研究存在的问题，讨论了解决措施，展望了高熵氧化物未来的发展趋势。
新材料 2024年05月24日
高强韧高熵合金的变形行为研究进展

高强韧高熵合金的变形行为研究进展

摘要：高熵合金的提出为传统合金领域的发展开辟了一条新的途径。基于独特的合金设计理念实现多原子化学长程无序的简单晶体结构，从而使高熵合金具有显著的物化性能。通常，金属结构材料的强硬度和塑韧性是一个此消彼长的关系，“强”和“韧”不能协同的问题是阻碍金属材料无法应用严苛使役环境的重要因素，也是限制传统金属材料发展的瓶颈问题。近几年来，高熵合金的强韧化研究取得了重要进展，并陆续报道出了几类具有不同微观结构及变形行为的高强韧高熵合金。本文综述了几类高强韧高熵合金的微观结构、力学性能与变形机制，讨论了高强韧高熵合金软硬相交互作用、纳米沉淀粒子、异质结构以及化学“序”与变形行为之间的关系，展望了高强韧高熵合金未来的发展趋势。
新材料 2024年05月23日
高温电磁透波材料的研究进展

高温电磁透波材料的研究进展

摘要：高速飞行器的飞行马赫数不断提高，位于其前端的天线罩部件对高温透波材料提出了迫切需求。本文综述了近年来耐温1300℃以上电磁透波材料体系（包括透波陶瓷增强体、透波陶瓷基复合材料和透波涂层等） 以及新型制备工艺（包括快速烧结技术和3D打印技术等） 的研究进展，同时介绍了本团队在相关领域的最新研究工作，指出高温透波领域还存在新型连续透波纤维成本高昂、高温透波领域可用材料体系较少及透波材料高温下透波与烧蚀性能演变规律尚不明确等问题，最后对高温透波领域在透波纤维工艺优化、新型高温透波材料预测、透波材料使役性能分析与评估等方面未来的发展趋势做了展望。
新材料 2024年05月23日
水基吸波超材料的研究进展

水基吸波超材料的研究进展

摘要：吸波超材料已经成为国内外电磁隐身和防护领域的研究热点，并取得了一系列重要的研究成果。超材料独有的人工周期性结构能够引发特异的电磁特性，从而满足吸波器件“ 薄、轻、宽、强” 的综合性能要求，其中宽频吸波仍然是超材料吸波器件设计的难点。与传统金属基吸收体相比，水在微波频段特有的频散效应有助于实现水基吸波体在此频率范围内的高效吸收。近年来，宽频水基吸波超材料已经取得了一定的突破，但依旧存在一些问题需进行总结分析。本文综述了近年来水基吸波超材料的重要研究进展，按照吸波介质与结构特性，分类介绍了基于单纯水、水溶液和复合型水基吸波超材料的主要特征，展开说明了水基吸波超材料在微波频段的应用优势，并在此基础上展望了水基吸波超材料多功能化的研究趋势。
新材料 2024年05月23日
超材料吸波体及其3D打印制造研究进展

超材料吸波体及其3D打印制造研究进展

摘要：超材料吸波体由于其独特的电磁特性和较强的结构设计性等优点，成为电磁吸波领域的研究热点。而3D打印技术能够突破传统制造方式的缺陷，极大地提高设计自由度，因此利用其制备超材料能够实现结构与功能的一体化，逐渐成为超材料吸波体领域的重要发展方向。本文阐述了基于等效介质理论的超材料吸波体吸波机理，介绍了超材料吸波体在宽频吸波、极化和角度不敏感、动态可调性等方面的研究现状，进而归纳了3D打印超材料吸波体的研究进展以及现阶段3D打印超材料吸波体研究中存在的问题，并从吸波性能、结构设计、应用发展三个角度对3D打印超材料吸波体的未来发展进行了展望。
新材料 2024年05月23日
战略性矿产在高性能摩擦材料中的研究进展

战略性矿产在高性能摩擦材料中的研究进展

摘要：摩擦材料是一种应用在交通运输和动力机械上，通过摩擦作用来完成制动和传动的部件材料，主要由增强材料、粘合剂和填料构成。随着汽车工业和交通技术的发展和革新，庞大的市场需求和潜在的经济价值不可估量，然而传统摩擦材料的性能逐渐不能满足用户要求，因此开发设计拥有耐磨、耐高温和优异摩擦稳定性等诸多优点的高性能摩擦材料迫在眉睫。摩擦材料功能的正常运行往往需要性能的多维组合，这对材料设计中原料的选择带来了挑战。而战略性矿产的种类丰富多样，具有优异的力学、热学和摩擦学等性能，正是高性能摩擦材料组分的合适之选，也逐渐成为各国学者研究的热点，被认为是极具前景的增强材料和填料。本文简要介绍了近年来多种战略性矿产在高性能摩擦材料领域的应用和发展，系统归纳了战略性矿产在力学、热学、润滑、降噪和摩擦学方面的最新研究进展，配合相关理论模型分析了各种调控背后的机理，最后提出了当前研究存在的不足和问题，并展望了未来摩擦材料配方研究的发展趋势和工作重点。
新材料 2024年05月23日
液态金属的多功能化

液态金属的多功能化

摘要：液态金属是在室温或常温下处于液态的金属，又被称为低熔点金属。由于具有优越的导热、导电、润滑等性能，液态金属被应用在散热器、电池、3D打印、柔性机器人、磁流体发电、电磁屏蔽和生物医疗等领域，有着广阔的应用前景。各种新型多样的研究不断涌现。液态金属基塑料、合金等复合材料的问世也进一步推动了液态金属的发展。但是，液态金属的应用发展也面临瓶颈问题：腐蚀其他金属、密度大、质量大、原料储备种类数量过少等。本文综述了液态金属的多功能化的研究进展，并对液态金属的研究方向及应用前景进行了展望。
新材料 2024年05月23日
沉淀强化高熵合金研究进展

沉淀强化高熵合金研究进展

摘要：高熵合金是一类由多种主要元素共同组成的新型金属材料，其具有独特的微观结构和可调性能，在国内外已获得广泛关注。沉淀强化被证明是提高高熵合金屈服强度的一种非常有效的手段，并且沉淀相和基体之间的共格界面对于实现强度和塑性的良好结合非常重要。合理控制沉淀相的类型、形状、大小和体积分数是提高合金强塑性的关键因素。研究证实，采用不同的轧制、退火和时效等热处理工艺可调控合金的基体微观组织、沉淀相特征。沉淀强化高熵合金虽然表现出优异的拉伸性能和热稳定性，但目前对其疲劳、蠕变和氧化行为及相关机理等尚不清晰。因此，应对材料进行综合评价以促进性能优越的高温器件的合理设计和制造。使用计算模拟的方式对沉淀相的元素分布、电子结构、成键状态等内在特性进行量化研究，对沉淀相的演化过程进行针对性的预测和控制，有助于合理设计合金成分体系。本文综述了沉淀强化高熵合金的相形成、力学性能、热稳定性和计算机建模等方面的研究进展，归纳总结了相关问题，对今后设计沉淀强化高熵合金具有一定的指导意义。
新材料 2024年05月23日
纳米材料应用于无酶电化学生物传感器的研究进展

纳米材料应用于无酶电化学生物传感器的研究进展

摘要：无酶电化学生物传感器具有环境适用性强、稳定性高、材料简单易得、灵敏度高、检测限低等特点，近年来受到研究者广泛关注。纳米材料有类酶活性，表现出类似天然酶的酶促反应动力学和催化机理，且能够增强界面吸附性能，增加电催化活性，并促进电子转移动力学，从而广泛应用于无酶电化学生物传感器。本文探索了具有电催化活性的纳米材料及其修饰电极的制备方法，介绍了无酶电化学传感器在医疗诊断、食品检测、环境检测以及其他领域中的应用，讨论了开发基于纳米材料的电化学传感器的未来机遇和挑战。
新材料 2024年05月16日
二维纳米材料用于生物传感的研究

二维纳米材料用于生物传感的研究

摘要：生物传感技术广泛地应用于疾病诊断、临床治疗、环境监测、食品安全等领域。由于二维纳米材料具有独特的物理和化学性质，使其在生物传感领域的应用研究快速发展。本文首先介绍了二维纳米材料的晶体结构和合成方法，然后总结了基于比色、荧光、液滴微流控和微流控纸基等方法与二维纳米材料结合，应用于生物传感的最新研究进展，最后对未来的发展做出了展望。
新材料 2024年05月16日