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金刚石表面改性技术研究进展与应用

金刚石表面改性技术研究进展与应用

摘要：金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和光电热等特性，广泛应用于磨料磨具、光学器件和电子封装等领域，但金刚石表面惰性强，纳米金刚石分散稳定性差，制约了其应用与推广。金刚石表面改性技术可有效改善金刚石与基体材料间的结合状态，解决其表面惰性强、难润湿，界面热阻大、热导率小，以及超细颗粒比表面能大、易团聚等问题，受到国内外研究者的高度关注。检索了近10年来国内外有关金刚石表面改性技术的文献报道，系统综述了金刚石表面改性技术的3种主要方法：金刚石表面金属化改性、金刚石表面氧化物改性和金刚石表面活性剂/偶联剂改性，概述了镀覆工艺、镀层质量、镀层结构、镀后金刚石性能与热损伤，以及镀后金刚石的应用和发展情况，指出金刚石表面改性技术研究目前存在的不足，同时展望未来发展方向，为金刚石表面改性的研究与应用提供参考。
新材料 2024年07月29日
超表面全息术：从概念到实现

超表面全息术：从概念到实现

摘要：对实时彩色三维动态显示的追求激发了学术界和产业界巨大的研究热情。随着“元宇宙”概念的提出，对高性能三维显示设备与技术的需求越发迫切。全息术是一种理想的三维显示方案，但传统光场调控器件却存在视场角狭窄、信息容量小等问题，阻碍了全息技术的进一步发展。本文主要从超表面全息器件的设计流程、调制方式、动态实现、制造技术四个方面给出了超表面全息十余年的概貌，并提出该领域未来发展的方向。关键词：超表面；计算全息；三维显示；光场调制；微纳制造
新材料 2024年01月08日
超材料技术及其应用展望

超材料技术及其应用展望

摘要：超材料是一类利用人工结构作为功能单元构筑的新型材料，可实现自然材料无法获得的新性能，得到了世界各国的高度重视，被美国国防部列为六大颠覆性技术之一。本文从工程应用出发对超材料技术的形成和发展做了简单评述，总结了过去一些年超材料在几个典型领域，如隐身、电子元器件及机械减震系统中取得的若干重要突破，预测了可能导致颠覆性技术的几个方向，如超材料透镜技术、超材料全光调控技术，以及超材料与常规材料的融合等，并对超材料技术未来发展的难点和战略思路提出了建议。
新材料 2024年03月27日
高热导率材料的发展和应用

高热导率材料的发展和应用

摘要: 概述了高热导率材料的分类、优缺点、制备方法和应用，包括陶瓷基封装材料、聚合物基封装材料和金属基封装材料。重点论述了金属基复合材料的应用和分类，金属层合板轧制工艺的研究，Cu/MoCu/Cu-Cu-MoCu-Cu( CPC)金属基层状复合材料的发展等。
新材料 2024年07月12日
基于增材制造的硬质合金粉末研究现状

基于增材制造的硬质合金粉末研究现状

摘要：硬质合金是由难熔金属碳化物（WC，TiC，NbC 等）和金属粘结相（如Fe，Ni 和Co）组成，通过粉末混合、压制然后烧结而成。然而传统的粉末冶金成形方法模具成本高，难以形成复杂零件。相比之下，增材制造（3D 打印）采用数字化叠层加工技术，能够实现快速精准的成形。关键词：硬质合金；增材制造；粉末；喷雾干燥；等离子球化
新材料 2024年01月08日
强电用超导材料的发展现状与展望

强电用超导材料的发展现状与展望

摘要：超导材料具有常规材料不具备的零电阻、完全抗磁性等宏观量子现象，是典型的量子材料。在强电应用领域，使用超导材料可以实现常规技术无法实现的超强磁场、大容量储能等诸多颠覆性技术，因此，强电用超导材料制备技术一直是国际高技术竞争前沿。本文通过梳理国内外强电用超导材料及其制备技术的发展现状，系统分析和阐明了包括低温超导材料NbTi、Nb3Sn和高温超导材料YBCO涂层导体、Bi-2223带材、Bi-2212线材以及MgB2线材等实用化超导材料在强电应用领域的发展趋势。分析我国强电用超导材料发展存在的问题，我国需要以开发出面向不同强电应用需求的高性能超导材料体系为基础，实现超导材料和强电应用产品的协同发展，推动强电用超导材料制备技术和应用技术的创新水平提升和产业化规模。研究建议，通过国家层面组织“产学研用”联合攻关，实现低温超导材料产业升级，突破高温超导材料批量化制备关键技术的发展思路，实现强电用超导材料的快速发展和应用。
新材料 2024年03月21日
高熵合金在焊接领域的应用研究现状

高熵合金在焊接领域的应用研究现状

摘要：高熵合金由于其新颖的设计理念及特殊性能，成为材料科学领域内新的研究热点。目前高熵合金的研究与应用还主要局限在材料的制备与合成方面，随着其在工业领域的广泛应用，必然涉及高熵合金在焊接领域的研究。本文从高熵合金同种材料的焊接、高熵合金和异种材料之间的焊接以及高熵合金作为填充材料进行异种材料之间的焊接三个方面展开叙述，重点分析焊接方法、高熵合金组分、焊接初始状态及焊接参数等因素对接头组织和性能的影响，特别在高熵合金作为填充材料时，利用高熵效应和迟滞扩散效应进行的界面调控尤为重要；对不同制备方法下的高熵合金涂层进行细致分析，介绍熔覆工艺、添加微量元素以及后热处理的影响，着重对比激光熔覆工艺下高熵合金涂层的耐磨性；通过对高熵合金在焊接领域的研究与应用进行总结，提出目前存在的问题主要是尚未建立高熵合金体系和焊接工艺间的对应标准及阐明缺陷的形成机理；并对未来高熵合金在焊接领域的重点研究方向进行了展望。
新材料 2024年07月11日
高熵陶瓷薄膜晶体结构、制备及其功能特性研究进展

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。
新材料 2024年07月04日
非晶合金薄膜的复合强韧化研究进展

非晶合金薄膜的复合强韧化研究进展

摘要：随着电子行业向便携化、智能化、柔性化方向不断发展，非晶合金薄膜由于强度和硬度高、耐磨损及耐腐蚀性好、表面粗糙度低等诸多性能优势，在微纳机电系统、传感器和生物医学方面显示出巨大的应用潜力，成为国内外炙手可热的高新技术材料之一。然而，剪切局域化和应变软化导致的室温脆性是非晶合金薄膜的致命问题，严重制约着其在结构工程领域中的广泛应用。因此，非晶合金薄膜的强韧化设计是目前的研究热点和前沿课题。近年来，随着生产工业和研发技术不断进步，各种新型非晶合金薄膜材料不断涌现。特别地，复合化具有高度的设计性和可控性，在非晶合金薄膜的强韧化研究方面得到广泛关注。本文回顾了非晶合金复合薄膜的几种主要结构设计策略，围绕“微观结构-力学性能-强韧化机制”的本构关系，重点阐述了不同微观结构对非晶合金薄膜力学性能和变形机理的影响，并对该课题研究进程中所面临的主要问题和挑战进行了展望。
新材料 2024年08月29日
面向实用化的第二代高温超导带材研究进展

面向实用化的第二代高温超导带材研究进展

摘要：自20世纪80年代钇钡铜氧化合物被发现具有超导电性以来，它受到了世界范围内研究者的广泛关注。该材料具有高不可逆场、高超导转变温度、高临界电流密度等本征物理优势。这种材料以薄膜外延沉积在织构柔性金属基带上，被称为第二代高温超导带材。近年来，国内外数家科研机构和公司解决了生产公里级超导带材的技术瓶颈，已能够批量生产第二代高温超导带材，极大地推动了超导示范工程的开展。此外，超导带材用户单位也从应用角度向超导带材性能提出新的要求，拉动了超导带材材料的发展。本文结合国内外二代超导带材发展的主要趋势，重点介绍面向实用化第二代高温超导带材研发取得的主要进展。
新材料 2025年02月14日