超分子凝胶润滑材料的研究进展

摘要:开发高性能润滑材料对于降低摩擦磨损带来的能量损失, 以及避免严重的机械故障和关节损伤均具有重要意义。超分子凝胶润滑材料可以实现对液体润滑剂的高效捕获, 因其良好的触变性能, 解决了传统润滑材料易爬移、泄漏及润滑效率低等问题。超分子凝胶润滑材料具有性能动态可调和可逆相转变等特点, 使其具有发展为智能润滑材料的天然优势。通过功能化设计可以赋予超分子凝胶润滑材料减摩、抗磨、抗腐蚀、自修复及高承载能力等特性, 在机械润滑和生物润滑领域均表现出潜在的应用前景。本文综述了基于不同液体润滑剂(润滑油、水及离子液体)的超分子凝胶润滑材料的发展现状, 并讨论了其在不同润滑领域的发展前景。

超快激光加工二维材料研究进展

摘要:二维材料如石墨烯、六方氮化硼、过渡金属硫化物和黑磷,因其优异特性在科研和工业领域备受关注,在传感、催化、储能等领域具有巨大应用潜力。超快激光加工技术以其高精度和广泛的材料适应性,在二维材料的加工和器件制备中扮演着关键角色,实现了材料的无损或低损加工,在石墨烯的制备、还原氧化石墨烯、烧蚀和图案化转移等方面表现出优势。对于过渡金属硫化物和其它二维材料,超快激光同样能有效实现相变、剥离、减薄和表面沉积. 超快激光与二维材料的相互作用为微纳电子学、光电子学等高科技领域的应用提供了新机遇,未来研究将聚焦于成本降低、量子器件性能提升和高性能微纳器件的开发。创新点: (1) 从激光与物质相互作用的方面,阐述了国内外超快激光加工二维材料的最新进展。(2) 分析了超快激光加工不同二维材料的技术特点,并阐述了其相关应用发展。

耐高温吸波材料的研究进展

摘要:雷达探测技术的发展对武器装备热端部件提出更高的隐身要求,而耐高温吸波复合材料是解决雷达隐身问题的关键材料,具有重要应用前景和战略意义,因此国内外研究学者针对吸波材料进行了大量研究。本文介绍了电磁波的不同吸收原理,包括磁损耗型、介电损耗型、电损耗型。综述了碳基、金属基、三元层状化合物以及陶瓷基吸波复合材料等常用耐高温吸波材料的最新研究进展。碳基材料(石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管等)多采用复合耐高温材料的方式发挥其吸波性能并解决高温氧化问题;金属氧化物材料(ZnO、MnO2、Fe3O4等)采取调整材料微结构的方式来增加界面极化损耗;三元层状化合物材料(主要为TisSiC2)主要配合AlO3、董青石等不同的热稳定性基体中使用,以此解决纯度以及高温氧化的问题。而陶瓷吸波材料因其出色的热稳定性成为在相对高温下研究最多的类别,本文总结了SiC二元以及SiCN、SiOC、SiBCN多元陶瓷吸波材料的最新研究进展,SiC二元吸波材料多采用元素掺杂及微结构调控的方式来提升吸波性能;SiCN三元吸波材料介电性能优异,目前的研究大多数采用复合磁性颗粒(Fe、Co、Ni)的方法;SiOC三元吸波材料成本低、导电性好,研究人员通过添加超高温陶瓷、BN等第二相组元方式来进一步发挥其吸波性能;而针对SiBCN四元吸波材料的吸波性能提升措施主要包括材料复合(高介电常数材料或者过渡金属)以及前驱体分子结构调整两种方式。最后本文从吸波频宽、耐温性能、多频谱兼容隐身等方面展望了耐高温吸波复合材料的发展趋势,旨在为未来新型吸波材料的发展提供新的研究思路。

石墨烯材料在热管理领域的应用进展

摘要:介绍了石墨烯作为高导热材料的研究现状和发展前景,总结了石墨烯材料的制备方法,包括机械剥离法、外延生长法、化学气相沉积法及氧化还原法等;探讨了不同类型石墨烯材料的导热机理,指出石墨烯材料通过声子和电子进行热传导,并以声子导热为主介绍了串联网络热阻模型和导热逾渗模型;归纳了单层或少层石墨烯、石墨烯膜、碳纳米管/石墨烯复合膜及相变高分子/石墨烯复合材料等类型的高导热石墨烯材料在热管理领域的研究和应用进展。

高温金属结构材料单晶制备及其研究进展

摘要:高温金属结构材料具有极其突出的高温力学性能、抗氧化能力等,被广泛用于航空航天、武器装备、核电装备等重要领域。其单晶不存在晶界破坏,具有韧-脆转变温度低、高温结构性能稳定等优点,使用温度比相同成分的传统柱状晶提高50~100℃,安全服役寿命得以显著提高,因而高温金属结构材料单晶的制备、取向及其性能已经成为当前高温结构材料领域研究的热点。该综述简要回顾了高温金属结构材料单晶发展历程,重点且系统论述了近年来国内外最新研究进展,分别介绍了气相沉积法、电子束悬浮区域熔炼法、光束悬浮区域熔炼法、等离子弧熔炼法、增材制造技术等制备工艺、原理、优缺点及最新研究现状,总结了不同制备工艺对高温金属结构材料单晶组织、性能的影响及其作用规律,并展望了未来的研究趋势以及应用前景,以期对高温金属结构材料的优化和发展提供借鉴意义。

材料科技前沿及相关颠覆性技术发展态势分析

摘要:材料是人类社会生存和发展的物质基础,近年来材料科技加速发展,新材料不断涌现,应用更迭加速,材料种类、创新和应用需求从速度、广度、深度及影响都呈现爆发态势。材料在经济社会发展中的作用逐渐从基础性、支撑性向颠覆性、引领性转变,成为面向未来产业取得竞争优势的关键性领域。总结材料领域颠覆性技术发展经验,分析发展态势,对于应对传统产业颠覆性重构,前瞻部署变革性技术研发,加快实现前沿技术创新应用,取得更加有利的国际竞争优势具有重大意义。

光固化3D打印氮化硅陶瓷研究进展

摘要:氮化硅是一种力学性能、生物性能优异的人工合成陶瓷材料,在高温零部件、耐磨轴承、生物医学器件等领域应用前景广阔。相应地,对其精细化、复杂化结构的需求也日益旺盛。近年来,光固化3D打印技术在构建高复杂度、高精细化陶瓷结构方面展现出巨大的潜力。本文从光固化陶瓷浆料配方出发,总结了近年来光固化3D打印氮化硅陶瓷的研究现状。

光与材料的交响:硫化锌基场致发光纤维

摘要:近年来,场致发光(EL)技术在智能可穿戴设备和视觉交互传感领域的应用引起了业界的极大兴趣。硫化锌(ZnS)基场致发光器件因其优良的发光性能、高稳定性和耐久性,已经成为众多应用场景和可视化交互平台的焦点。本文系统回顾了硫化锌基场致发光材料的性能,深入探讨了其发光机制、器件设计和应用研究,着重分析了硫化锌基场致发光纤维的最新研究动态,揭示了其在未来发展中的潜力与挑战。

传统光栅制备技术及非晶合金光栅制备研究进展

摘要:随着科技的飞速发展,越来越多的科学研究聚焦于微型领域,设计和制造的产品尺寸也越来越小,甚至达到了微纳米尺度。当物体的尺寸达到微纳米级别后,其光学性能会发生明显改变,对光的吸收和传输等特性都会产生极大的影响。光栅作为微纳元件的一种,有许多优异的特性,如分束、偏振、色散、相位等,是重要的光学器件。因此,被广泛应用于光通信技术、激光器、诊断测量等众多领域。伴随着科学技术的发展,人类对光栅的要求也不断的提高。基于此,研究学者们对光栅的加工工艺及其所用材料展开了一系列研究。介绍了光栅的定义、分类以及应用等,综述了传统光栅的制备技术和利用非晶合金制备光栅的研究现状及尚未解决的科学问题,并对非晶合金光栅未来的发展机遇与挑战进行了展望。为非晶合金在微机电系统领域的应用提供了理论基础,对推动非晶合金这一新型材料的工程化应用有重要的理论和实际意义。

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。