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石墨烯锌粉涂料技术和应用进展

石墨烯锌粉涂料技术和应用进展

摘要：石墨烯锌粉涂料体现了新材料、新机理和卓越性能的特征，成为涂料行业的一个突破性创新。文章综述了石墨烯锌粉涂料的技术发展和应用现状。石墨烯独特的原子片层结构和不可渗透性，以及优异的力、热、电性能，贡献了石墨烯锌粉涂料新的防护机理。石墨烯的物理屏蔽作用、活化锌粉作用以及增强力学强度作用，在高性能石墨烯锌粉涂料中发挥了主导作用。石墨烯锌粉涂料优先物理屏蔽主导防护机理，与传统环氧富锌涂料优先阴极保护机理有着本质差异。石墨烯锌粉涂料在防腐性能、力学性能、施工性能以及节约锌粉和节能降碳等方面，均体现出明显优势，石墨烯低锌和石墨烯锌粉双涂层更具有创新优势。总结了近期石墨烯锌粉涂料在桥梁、风电、化工、水电、建筑、集装箱等领域的应用案例和现状。最后，指出石墨烯锌粉涂料技术和替代传统环氧富锌涂料的应用发展趋势，以及对钢结构长效保护的技术创新价值。
新材料 2026年01月29日
4D打印刺激响应形状记忆智能材料的研究现状与展望

4D打印刺激响应形状记忆智能材料的研究现状与展望

摘要：4D打印技术是一种可变特性快速成型技术，主要以3D打印为基础，使用智能材料对所需物体进行增材制造，成型固件可在外界环境的刺激下，就其形状、结构或功能发生时间维度上的改变。该技术被提出以来，便受到广大学者的关注。随着对4D打印技术研究的不断深入，该技术在学科交叉融合中发挥着显著优势。首先对4D打印中的形状记忆智能材料的研究现状进行综述，其次阐述了基于形状记忆智能材料的4D打印技术在医疗，仿生，军事以及生活产品制造领域的应用研究，最后展望了4D打印形状记忆智能材料在未来发展中的潜在应用及挑战。
新材料 2024年05月08日
纳米材料表面化学作用之电子结构原理

纳米材料表面化学作用之电子结构原理

摘要：在电子结构层面揭示纳米材料表面化学作用的物理与化学机制、共性规律与普适原理是纳米材料相关领域基础研究的科学目标，然而由于缺乏成熟的研究策略和系统性理论认知框架，相关概念与原理体系长期不完善，导致纳米化学领域的理论认识远落后于实验探索。本文基于作者近年研究成果，介绍基于表面价轨道竞争重构机制的纳米材料表面化学作用在电子结构层面的概念与理论认知体系；基于表面化学吸附电子态与纳米材料能带态间的竞争作用与相互影响模型，对纳米材料表面化学领域中的一些基本共性科学问题给出自洽解答。其一，阐明了纳米材料表面活性与稳定性的对立统一辩证关系的物理根源在于波函数的归一化原理。其二，揭示出尺寸减小普遍增强纳米材料表面化学活性的物理根源有两种机制：一是削弱对表面价原子轨道的束缚强度，二是放大缺陷等其他结构参数的影响效果。其三、建立纳米尺度协同化学吸附（NCC）模型，揭示出配体覆盖度调控纳米材料能带电子态及物理与化学性质的电子结构层面机制与共性规律。其四、揭示纳米材料尺寸（r）、比表面积（S/V）、表面配体及覆盖度（θ）在纳米表面化学作用中电子结构状态变化角度发挥作用的物理意义。
新材料 2024年12月13日
非晶合金的功能性研究进展

非晶合金的功能性研究进展

摘要：非晶合金又名金属玻璃，是21世纪兴起的一种新型功能材料，具有独特的内部结构，其原子在三维空间内呈无序排列，且长程无序，短程有序。特殊的原子结构导致非晶合金具有良好的综合性能，如较低的密度，高的强度、硬度、电阻率，以及优异的耐摩擦腐蚀性能和磁性等，因而得到广泛关注。随着科学技术的发展，非晶合金的研究也进入了崭新的阶段，人们除了对非晶合金的外观尺寸以及基础性能的研究外，还开始关注其作为新型的绿色功能材料在功能性方面的研究。本文论述了非晶合金在生物医学以及工业排放物降解、仿生电子薄膜、储氢（即吸收释放氢气）、电极、钎料、催化剂、纳米多孔材料、形状记忆合金、软磁及特殊方向（如导热、爆破、疏水）等功能性方面的研究进展。深入开展非晶合金的功能性研究，有利于推进非晶合金在相关领域的循环应用，也符合资源节约型、环境友好型的可持续发展理念。
新材料 2024年05月07日
高强碳纳米管纤维的制备发展、性能强化及应用探索

高强碳纳米管纤维的制备发展、性能强化及应用探索

摘要：碳纳米管纤维（CNTF）作为亿万单根碳纳米管（iCNT）组成的宏观体材料，曾长期受制于微观结构排布无序、松散等问题，其力学性能相较于单根CNT 产生几个数量级的衰减。近十年来，随着CNTF 制备技术的革新，不仅实现了工业级的连续批量生产，其成本也在规模效应下大幅下降至接近高性能商业纤维。而基于多种强化新技术的发现，高性能CNTF 得以兼具高强度、中高模量、高电导率、高热导率、高柔性、低密度等优异的综合特性，不仅实现了对标杆型商业纤维特征性能的赶超，也在航空航天多功能结构材料、多功能导电缆线和新型机械能收集领域开展了广泛的应用探索。本文总结了近十年来CNTF 三种制备技术的改良、后处理性能强化及其机理、多级结构失效机制以及应用探索等重要进展，旨在厘清从纳米尺度特性到宏观性能传递的关键瓶颈，并探讨未来CNTF进一步趋近单根卓越性能的可行路径以及广泛应用的前景。
新材料 2026年01月21日
4D打印及其关键技术

4D打印及其关键技术

摘要：4D打印是3D打印结构在形状、性能和功能方面有目的性的演变，具有时间相关性、打印机无关性和可预测性，其智能动态特性使其具有良好的性能和广阔的应用前景。本文在简要回顾4D打印国内外现状的基础上，给出了4D打印的概念和组成要素，进而从打印结构形状变化的维度对4D打印进行了分类，同时对4D打印组成要素中的打印材料、激励机制和数学建模方法等关键技术进行了分析，最后指出4D打印技术的发展方向是将智能材料与3D打印相结合，将复杂结构简单化制造，利用其独特的自组装、自适应和自修复特性，实现在航天、深海、精确医疗等特殊服役环境和领域的自动化、智能化、个性化应用。
新材料 2024年05月08日
Ｘ射线光电子能谱技术及其应用

Ｘ射线光电子能谱技术及其应用

摘要： Ｘ射线光电子能谱法（XPS）是最重要且使用最广泛的表面分析技术。较为全面地介绍了Ｘ射线能谱法，内容涵盖原理、分析方法、应用及技术进展。原理介绍基于理工科大学本科层级的知识，阐述了ＸＰＳ的科学原理以及仪器原理；分析方法部分概述了分析的关键步骤及要点；应用部分以热门研究的材料类型分类（催化剂、生物材料、碳材料、高分子材料等）进行介绍，介绍的同时兼顾介绍了Ｘ射线光电子能谱法的一些常用技术以及在各种材料中的应用特点。本文旨在帮助该领域的初学者，包括尚未完全熟悉该技术的研究人员、研究生和Ｘ射线光电子能谱从业人员，使他们能够全面了解Ｘ射线光电子能谱技术。
新材料 2024年12月09日
金属化碳纤维连续制备方法及应用研究进展

金属化碳纤维连续制备方法及应用研究进展

摘要：金属化处理的碳纤维(CF) 能兼备原始纤维轻质高强和金属高导电/导热等多重性能，在电磁屏蔽、防雷击、除冰/防冰、电能传输、超级电容、信号传感、复合材料结构功能一体化等领域，可一定程度替代传统金属材料使用，是跨越材料属性限制的创新，市场应用潜力突出。本文综述了研究学者在CF 表面金属化方面取得的进展。具体从金属化工艺入手，分析了近年来主要CF 金属化工艺路线，包括喷涂、磁控溅射(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电镀、化学镀等，从商业化工程应用角度重点分析了具有大长度连续金属化潜力的电镀和化学镀的核心环节和工艺特点。总结了金属化碳纤维(MCF) 的应用现状，展望了CF 表面金属化将面临的挑战及未来发展趋势。
新材料 2026年01月17日
石墨烯光催化材料及其在环境净化领域的研究进展

石墨烯光催化材料及其在环境净化领域的研究进展

摘要：石墨烯作为一种导电率高、比表面积大、化学稳定性强的新型二维碳材料，在光催化技术领域显示出广阔的应用前景。本文综述石墨烯及其复合材料在光催化领域中的研究进展。首先介绍光催化基本原理与石墨烯的优异性能，总结石墨烯在复合光催化材料中的基本作用，即促进光生电子的传输、扩大光吸收强度和范围、提升吸附作用等。然后介绍各种石墨烯光催化复合材料（石墨烯／无机半导体、石墨烯／有机半导体、石墨烯／金属纳米粒子）及其多种合成方法。同时进一步阐述石墨烯光催化材料在环境净化领域中的应用，重点介绍在空气净化、水中微量污染物净化及废水处理方面的应用。最后指出目前的石墨烯光催化材料仍然存在催化效率低、成本高、不能实现大规模生产等问题，而对其结构及制备工艺等进行优化有望改善材料性能，提高其实际应用价值。
新材料 2024年05月08日
金属激光增材+X复合制造技术综述

金属激光增材+X复合制造技术综述

摘要：激光增材制造技术（LAM）为航空航天复杂金属零件提供了极高的设计自由度和制造灵活性，但目前主流LAM 技术存在监测与控制难度大、热应力变形与缺陷难处理等关键问题。“增材+X”复合制造技术提供了多尺度解决方案，结合各辅助制造工艺的优点以改善增材成形材料的精度与性能。增材+机械场/磁场/声场/热场等能场可实现调控熔池流动、改善微观组织、控制晶粒尺寸方向、释放残余应力以及改善表面质量等有益效果的协同优化。简要回顾了LAM 技术特点及其在航空航天业的典型应用，总结了增减材、增等材制造技术的主要工艺与技术内涵，重点评述了非接触式的磁、声、热辅助场对增材熔池动力学、微观组织发展、表面质量、热梯度的作用机理以及模拟仿真研究。最后总结了各能量场辅助增材制造技术的优势与局限性，展望了金属激光“增材+X”复合制造技术的发展趋势。
新材料 2024年12月03日