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深度学习预测异质结构金属材料力学性能

深度学习预测异质结构金属材料力学性能

摘要：针对异质结构金属材料（heterostructured metallic materials, HMMs）设计中强度-韧性倒置关系难题，文章提出一种融合深度学习与多目标进化算法的智能设计框架，即基于微观结构参数与力学响应的复杂映射关系，构建了结合双向长短期记忆网络（bidirectional long short-term memory, Bi-LSTM）、注意力机制与物理约束的混合神经网络模型。通过有限元模拟数据集训练验证，该模型对极限抗拉强度（ultimate tensile strength, UTS）和韧性的预测决定系数R2 分别为0.896 6 和0.967 2。进一步集成非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm II, NSGA-II），建立了以微观结构参数为变量的多目标优化框架。研究结果表明，该模型可切实捕捉微观结构与性能的映射关系，为异质结构金属材料的智能预测找到了新途径。
新材料 2026年09月28日
为金属“量身定制”内部结构——异构金属材料的制备研究进展

为金属“量身定制”内部结构——异构金属材料的制备研究进展

摘要：金属材料的性能往往与其内部结构密切相关。通过有意识地设计并制备具有异构（即非均匀）微观组织的金属材料，可以显著提升其强度、韧性、疲劳寿命等关键性能，从而满足航空航天、新能源、高端装备等领域对材料性能的严苛要求。本文系统梳理了当前异构金属材料的主流制备方法，主要包括两大类：一是通过机械变形（如表面研磨、超声滚压、异步轧制等）在材料内部引入梯度结构或细化晶粒；二是借助物理化学手段（如粉末冶金、电沉积、增材制造等）实现成分与组织的跨尺度调控。文中详细阐述了各类工艺的原理、优势与局限性，并结合典型研究案例说明其实际应用效果。最后，对异构金属材料制备中存在的挑战与未来发展方向进行了展望，以期为相关领域的研究与工程实践提供参考。
新材料 2026年09月28日
用于新型冠状病毒检测的纳米材料及生物传感技术

用于新型冠状病毒检测的纳米材料及生物传感技术

摘 要: 新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)疫情大流行引起全球对此重大突发公共卫生事件 的高度关注。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)经过多次突变, 出现传染速度加快、免疫逃逸、隐匿性传播等特性, 令防 控形势至今仍异常严峻。对患者的早发现、早隔离仍然是目前最有效的防控措施。
新材料 2024年01月08日
面向新兴产业和未来产业的新材料发展战略研究

面向新兴产业和未来产业的新材料发展战略研究

摘要：新材料是新兴产业和未来产业发展的根基，是抢占科技和经济发展制高点的重要领域，也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势，发现新材料联用或与其他学科、领域的深度融合正在成为新材料发展的重要特点；系统分析了我国新材料产业在规模、技术创新能力、企业和集群等方面的发展现状，总结了新材料产业发展存在的关键原材料依赖进口、核心装备尚未实现自主可控、高端产品自给率不高、部分重点产品缺乏应用迭代、标准和评价体系不完善等问题；提出了面向新兴产业亟需发展的9 个重点方向以及面向未来产业亟需布局的7 个重要方向。为推动新材料产业的高质量发展，研究建议：着力筑牢新材料产业发展根基，扎实提升新材料产业链水平，营造良好的产业发展生态环境，完善产业发展配套政策。
新材料 2024年03月18日
高熵合金材料研究进展与展望

高熵合金材料研究进展与展望

摘要：随着世界科技水平的不断提升以及国民经济建设对高性能合金材料需求的不断增加，传统单一主元合金越来越不能满足人们与日俱增的使役需求。高熵合金因其独特的物理、化学以及力学性能，极大地拓展了金属材料成分设计范围，有望在国防、航空、航天、海洋、核能、医疗、新能源等重大工程领域发挥重要作用。本文结合各领域对先进高熵合金材料的具体需求，梳理了高熵合金材料的特征和内涵，分析了高熵合金材料发展的整体形势与前景，厘清了国内外高熵合金的发展现状。在此基础上，指出了我国高熵合金领域存在的差距和不足，高熵合金部分基础原材料依赖进口，严重威胁产业链安全；高熵合金“产学研用”体系尚未健全，工业化应用方面的研发投入有待提高。研究建议，加强高熵合金材料研发的顶层设计，完善产业政策；加强企业和科研机构的对接和沟通；完善高熵合金材料标准、测试、表征、评价体系；推进人才队伍建设；降低材料成本，打造高附加值产品，促进我国先进高熵合金材料产业朝着体系化、绿色化、高端化、智能化方向发展。
新材料 2024年03月19日
浅析高温超导直流电力电缆在海上风电场的应用前景

浅析高温超导直流电力电缆在海上风电场的应用前景

摘要：针对海上风电场中海底电力电缆如何提高传输距离和容量、降低导体损耗、减少通道占地面积等问题，结合国内外对高温超导电力电缆的研究与应用成果，与传统海底电力电缆进行了对比。分析了高温超导直流电力电缆的应用优势，阐述了高温超导电力电缆失超对整个系统造成的影响及失超监测和保护的措施。展望了高温超导直流电力电缆在海上风电场中的应用前景。
新材料 2024年04月10日
金属材料激光增材制造路径规划研究现状与展望

金属材料激光增材制造路径规划研究现状与展望

摘要：激光增材制造技术可成形任意复杂形状零件，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、医疗器具等领域。激光增材制造技术根据粉末提供方式的差异可分为粉末床预置铺粉的选区激光熔化技术和送粉器同步送粉的激光定向能量沉积技术。路径规划是激光增材制造过程中的重要步骤，当采用不同的路径策略时，即使硬件设备和工艺参数保持一致，零件的成形质量以及力学性能也会存在较大差异。目前，众多学者针对不同目标的路径规划策略展开了广泛的研究。本文总结了激光增材制造技术路径规划的研究现状，分析了两类目标的路径规划策略，即提高成形质量以及力学性能。最后对未来激光增材制造路径规划的研究进行了展望，为其进一步研究提供了方向。
新材料 2024年05月24日
金属纤维多孔材料的应用和研究现状

金属纤维多孔材料的应用和研究现状

摘要：金属纤维多孔材料是近年来受到广泛关注和研究的一种复合的结构功能一体化材料，具有良好的导电性、导热性、孔形稳定、可加工、可焊接、容尘量大等优势。综述了金属纤维多孔材料的制备方法，主要介绍了不锈钢、钛及钛合金金属纤维多孔材料在过滤分离、吸声降噪、生物医学、氢能装置等领域的应用和研究现状。
新材料 2024年08月06日
超晶格结构在二维转角异质结中产生的新奇物态

超晶格结构在二维转角异质结中产生的新奇物态

摘要：二维量子材料由于其展现出的许多新奇特质而受到了普遍关注。当二维量子材料组成同质结或异质结时，晶格常数和层间旋转角度会使体系产生新的超晶格结构，从而导致一系列电子能带结构和物理性质的变化。文章首先围绕着超晶格结构所带来的晶格空间结构以及能带结构的变化展开讨论，主要介绍了由此产生的超晶格狄拉克点、莫尔激子和原子重构等新奇物性。除此之外，超晶格结构会使电子的费米速度在一组特定的旋转角度下消失，产生平带。这会导致该区域的物理性质由电子之间的相互作用能主导，从而产生显著地改变。这些由电子之间强关联现象所引起的新奇物性，成为了近些年凝聚态物理等研究领域的前沿课题之一。在这里，文章主要围绕着关联绝缘态、超导、电子晶体和轨道磁性等介绍了与电子之间强关联现象有关的内容，并在最后对超晶格结构未来的发展方向进行了展望。
新材料 2024年09月20日
稀土激活的荧光热增强材料研究进展

稀土激活的荧光热增强材料研究进展

摘要：自从尺寸依赖的上转换荧光热增强现象在稀土激活的纳米荧光材料中被发现以来，开发具有显著荧光热增强效应的稀土荧光材料俨然成为了一个研究热点。近期的探索发现荧光热增强效应在非纳米尺度稀土荧光材料体系以及非上转换发光过程中均可实现，这进一步拓展了这一有趣光学现象的应用场景。本文总结和归纳了稀土激活荧光热增强材料的最新研究进展，概述了所提出的几类机理以及稀土荧光热增强材料的潜在应用场景，并展望了该类材料的研究发展方向。
新材料 2025年02月10日