常见结构材料低温性能研究进展
摘要：随着深空探测、极地科考、低温贮运等低温领域的快速发展，对低温材料的要求越来越高，低温材料逐渐成为目前国内外的研究热点。本文综述低温钢、铝合金、钛合金、铝基复合材料以及树脂基复合材料等常见结构材料的低温性能，归纳不同晶体结构、合金种类、合金元素等因素对结构材料的低温强度、塑性与韧性等力学性能的影响及低温变形和强韧化机理，介绍不同种类低温结构材料在国内外重要领域的应用，提出了低温材料未来的研究展望。
电子材料新奇物性研究中的关键科学问题
摘要：基于国家自然科学基金委员会第298期“双清论坛”，本文介绍了5d电子相关材料的新奇物性以及相关材料体系的研究意义，从理论、制备、表征、器件四个主要方向回顾了这一研究领域的研究现状以及面临的主要挑战，并进一步提出了亟需关注和解决的重要基础科学问题和重点研究方向。
高熵陶瓷薄膜晶体结构、制备及其功能特性研究进展
摘要：高熵陶瓷薄膜是在高熵合金薄膜中掺入C、N、O等非金属元素形成的碳化物、氮化物、氧化物等性能更优异的薄膜材料。由于高熵陶瓷薄膜具有组分可调节空间大、熵效应独特及材料性能可调控等优点，因此高熵陶瓷薄膜无论是作为结构材料还是功能材料，都有望成为综合多种优异性能的薄膜材料。首先介绍了含有C、N、O等不同非金属元素的高熵陶瓷薄膜的晶体结构，并研究了改变晶体结构的影响因素。除了掺入薄膜中的C、N、O等非金属元素含量会对薄膜的晶体结构产生显著影响外，制备工艺中的工艺参数也会对高熵陶瓷薄膜的晶体结构产生影响。例如，随着基底温度的升高，高熵氮化物薄膜会由非晶结构转变为简单的FCC 固溶体结构。另外，基底偏压虽不能直接影响高熵陶瓷薄膜的晶体结构，但对薄膜的择优取向有着显著影响。综述了制备高熵陶瓷薄膜常用的技术，包括磁控溅射技术、脉冲激光沉积技术、真空电弧沉积等。综述了目前国内外研究者对高熵陶瓷薄膜的功能特性的研究进展，包括抗辐照性、扩散阻挡性、电催化性、磁学性、生物相容性等。最后总结了高熵陶瓷薄膜的应用，并指出了目前研究的不足，以及高熵陶瓷薄膜未来的研究方向。
类石墨涂层的研究进展
摘要: 类石墨(GLC)涂层具有优异的摩擦学性能和较低的内应力,其摩擦系数小、磨损率低,可以作为减少运动部件摩擦磨损、延长使用寿命的保护涂层的候选材料之一,在机械工程、医疗和电子等领域具有广泛的应用潜力。类石墨涂层与类金刚石(DLC)涂层同属于非晶碳涂层,差异在于sp2和sp3键的含量,其制备方法、结构和性能都有明显的不同。类石墨涂层以sp2杂化为主,目前研究者们对其结构和性能及其掺杂和应用进行了大量的研究。本文综述了类石墨涂层的研究成果、分析了掺杂对类石墨涂层性能的影响、列举了不同类石墨涂层的应用范围,旨在为开发更合适的类石墨涂层提供参考,最后对类石墨涂层的研究方向及相关技术的研究发展进行了展望。
高熵形状记忆合金的研究进展
摘要： TiNi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应和超弹性，使其广泛应用于航空航天、生物医疗等领域。然而，面对日益增长的在更苛刻环境下服役的需求，传统二元TiNi合金存在着相变温度低、高温环境下功能特性丧失和强度不足等问题，还需要不断优化合金成分和热处理工艺以提升其性能，从而发展出高性能形状记忆合金。TiNi合金的力学性能和功能特性受多种因素的影响，本文主要从合金成分的角度重点概述了各合金化元素对合金微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性的影响，并结合高熵合金化思想，综述了近年来在TiNi基高熵形状记忆合金领域取得的进展。最后展望了TiNi基形状记忆合金未来的发展方向及应用前景。
Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展:新型粘结相
摘要: Ti(C,N)基金属陶瓷是由金属粘结相和陶瓷硬质相组成的复合材料,具有出色的硬度和韧性组合,在高速切削、表面精加工和耐磨部件等领域广泛应用。使用新型粘结相(金属间化合物、高熵合金、Fe 基合金、Ni基合金)来代替传统的Ni、Co、Fe及其复合粘结相时,Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能和高温抗氧化性能等均有改善,其使用寿命得以延长。本文综述了国内外采用不同新型粘结相制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织、力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能及抗氧化性能等方面的研究进展,总结了新型粘结相提高金属陶瓷性能的机理,并在此基础上展望了Ti(C,N)基金属陶瓷新型粘结相的未来研究发展方向。
第一性原理在热障涂层中的研究与应用进展
摘要：第一性原理作为一种不依赖经验参数的定量分析方法，能够大幅度缩减材料从设计到工程化应用的周期及成本，对热障涂层的研究具有重要的推动作用。总结了近年来第一性原理在热障涂层材料体系设计和界面结合优化等方面的研究成果，从热障涂层材料的结构稳定性、力学性能、热物理性能和耐腐蚀性能等４个方面，概括了第一性原理在界面结合功、分离功、电子结构、成键情况等方面的应用，揭示了杂质和掺杂剂对界面强化/削弱的机理，为热障涂层的深入研究提供了必要的理论知识储备。
石墨烯增强相对镍基复合镀层的强化作用及镀层制备
摘要:为促进石墨烯基复合材料的制备和应用，利用电沉积的方法在碳素钢基体表面分别制备了石墨烯/镍复合镀层及纯镍镀层，利用扫描电镜(SEM)对镀层的形貌进行了观察分析，利用X射线衍射仪(XRD)对镀层的物相进行了分析，利用硬度测试仪对镀层进行了力学性能的评价。研究表明: 在相同的制备条件下，对于石墨烯/镍复合镀层，石墨烯的引入使镍基晶粒细化，且由于石墨烯导电性能比镍好，在电沉积过程中，镍离子优先在石墨烯片上沉积形成包状凸起; 而未添加石墨烯的纯镍镀层在沉积过程形成的是较为光滑平整的纯镍镀层，晶粒较大。XRD检测结果显示，整个电沉积过程无相变发生，石墨烯的引入使得沉积镍的晶粒细小，组织更致密。Raman检测结果显示沉积电流越小，沉积的石墨烯的2D峰与G峰的强度比值越大，分散效果越好。添加石墨烯的镍镀层硬度明显高于未添加石墨烯的镀层，最高硬度可达约530HV4.9N。以上结果表明:利用电沉积技术将石墨烯作为第二相引入到金属基体中，是一种有效制备高性能石墨烯/金属复合材料的方法。
冷喷涂制备高熵合金的研究进展
摘要:高熵合金是近年来一种突破传统合金设计理念的新型多主元合金材料，在抗压强度、硬度、热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等方面具有显著优于常规金属材料的特质。冷喷涂作为一种固态沉积技术，在高性能涂层制备、零件修复与再制造和零构件增材制造等方面受到国内外的广泛关注，为高熵合金的制备提供了一种新的途径。通过分析国内外冷喷涂制备高熵合金的研究现状，重点阐述了冷喷涂高熵合金原料粉末制备、喷涂工艺参数优化、涂层显微组织结构及性能、粒子结合机制和后处理工艺等方面的进展，并对冷喷涂制备高性能高熵合金未来的研究方向提出了展望。
冷喷涂沉积层中的孔隙及其控制措施
摘要：冷喷涂沉积层中的孔隙率反映了喷涂颗粒的变形程度及它们之间的结合程度，对沉积层的硬度、弹性模量、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能和疲劳性能等均有一定影响。沉积层孔隙率对评价沉积层综合性能、优化冷喷涂工艺等均有着重要的意义，是衡量沉积层质量的重要指标之一。目前已有多篇文章系统介绍了冷喷涂工艺对沉积层性能的影响，但鲜有关于冷喷涂沉积层中孔隙及其控制措施的综述性报道。为此，在参阅了大量文献的基础上，系统阐述了冷喷涂沉积层中孔隙的形成及其检测方法和影响因素，并总结了孔隙率对沉积层性能的影响及降低沉积层孔隙率的措施。
