列表

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
第一性原理在热障涂层中的研究与应用进展

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。
新材料 2024年06月25日
增材制造技术制备金属梯度功能材料的研究进展及展望

增材制造技术制备金属梯度功能材料的研究进展及展望

摘要：增材制造技术因其采用“离散-堆积”原理进行逐层沉积的方法制造零件，便于实现在单个零件不同部位进行组织与性能调控，为金属梯度功能材料制备开辟了全新路径，相较于传统工艺，具有极好的应用前景，已成为当前的研究热点。从激光选区熔化增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造、路径规划与材料织构等4个方面综述了国内外学者在金属梯度功能材料增材制造技术方面的研究成果，最新研究进展情况，对未来的研究方向和重点做了展望。
新材料 2024年08月06日
稀土掺杂正交发光纳米晶：从基础到前沿应用

稀土掺杂正交发光纳米晶：从基础到前沿应用

摘要：镧系离子掺杂的上转换发光纳米材料具有独特的非线性反斯托克斯发光，在生命科学、光子传输、可编程控制和信息编码解码等领域有着广阔的应用。稀土掺杂的正交发光纳米晶是近年来在发光领域上的一大研究方向，是基于上转换发光机理，在合理的核壳结构设计中实现单一纳米粒子上的正交发光多功能性集成、拓宽光谱的可选择性范围和时空可调性，进而进一步推动其在相关领域应用的发展。本文综述了近10年来在合成稀土掺杂正交发光纳米晶的设计优化方面上所取得的进展，系统地探讨了基于核壳结构构建的稀土离子能量传递实现正交发光的调控过程，总结了其在信息安全防伪和生物成像与治疗前沿领域上的应用，并讨论了当前正交发光所面临的挑战以及未来的展望。
新材料 2024年01月19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
材料高通量制备与表征技术研究进展

材料高通量制备与表征技术研究进展

摘要：材料基因组（MCI)技术是近年来出现的一种材料科学研发新理念，代表着当今世界材料科学研发领域的前沿趋势。通过构建快速响应的材料研发新模式，材料基因组技术可大幅度提高新材料研发效率、减少研发成本、推动材料的工程化应用。作为材料基因组技术的关键组成部分，材料高通量实验技术日前已形成了一系列具有代表性的材料高通量制备与表征技术。阐述了高通量实验在材料基因组技术中的地位与作用，回顾了高通量实验的研究发展历程，介绍了薄膜、块体、粉体材料高通量制备技术以及光学、电磁学等材料性能的材料高通量表征技术。最后指出了在新型材料高通量表征设备开发方面的不足，并结合数据与人工智能对材料高通量实验技术的未来发展方向做出展望。
新材料 2025年04月29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