铜纳米材料的研究进展
摘要：铜纳米材料作为透明电极材料氧化铟锡（ＩＴＯ）最有潜力的替代材料而备受关注。然而铜纳米材料在空气中易被氧化，这大大限制了其应用，因此，制备具有抗氧化性的铜纳米材料成为目前研究的焦点。本文主要综述了液相还原法制备铜纳米材料的研究进展，以及铜纳米材料的稳定性研究，同时还介绍了铜纳米材料的应用。
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。
石墨烯和碳纳米管增强铜基复合材料的研究进展
摘要：本文回顾了碳纳米管（CNT）和石墨烯（Gr）增强铜基复合材料的研究进展，探讨了这些复合材料的制备方法、性能提升机制及潜在应用前景。CNT和Gr因独特的物理化学特性，作为铜基复合材料的理想增强相，显著提升了材料的力学性能、导电性和热导率。首先回顾了铜基复合材料的传统制备技术，包括粉末冶金法和机械合金化法，随后介绍了新兴的化学气相沉积（CVD）和电沉积法，这些技术通过直接生长或电化学沉积实现更好的界面结合。对比分析了不同方法的优缺点，指出粉末冶金和机械合金化的成本较低但可能引起增强相分布不均，而CVD法虽能制备高质量材料但成本较高且环境影响敏感。进一步分析了CNT和Gr在铜基体中的分散性及界面结合对性能的影响， 强调了良好分散性和强界面结合的重要性。在力学性能方面，CNT和Gr的分散性和界面结合对复合材料的强化机制起着关键作用，包括载荷转移、晶粒细化和Orowan强化等。此外，讨论了CNT和Gr增强铜基复合材料在耐腐蚀性、 磨损性能及热管理等方面的应用潜力。尽管存在挑战，但这些复合材料在电力传输、电子器件和航空航天等领域显示出巨大应用前景。未来的研究将集中于微观结构控制、制备工艺创新和多功能复合材料开发，以实现更高性能的工业应用。
介电弹性体驱动器: 从分子、材料到器件
摘要：介电弹性体是一类响应于外加电场而产生形变的智能高分子材料. 因为其柔顺性、快速响应性和可寻址性, 介电弹性体及其驱动器被视为一种具有广阔应用前景的人工肌肉技术. 分子设计在各个尺度影响介电弹性体的性能: 分子结构改变材料在电场下的极化能力, 聚合物网络结构设计影响材料在力电耦合过程中的变形能力, 影响器件制造的加工方式. 本文结合本课题组在该领域的研究, 从分子、材料和器件三个层次综述介电弹性体的设计原则.
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。
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。
芳纶纳米纤维增强的碳纳米管复合纤维
摘要：利用浮动催化化学气相沉积法可以将性能优异的碳纳米管(CNT)组装成碳纳米管纤维(CNTF)，但如何有效增强碳纳米管纤维内部碳纳米管及其管束之间的相互作用力，以大幅提升其力学和电学性能，是该领域的一个重要难题. 本文提出通过溶剂质子化策略，将芳纶纳米纤维引入碳纳米管纤维，制备得到了高性能的碳纳米管复合纤维材料，其拉伸强度达到1.23 GPa，杨氏模量达到26.97 GPa，相较于初始的碳纳米管纤维分别提升了92.1%和133.5%. 该复合纤维的比强度和比模量分别为28.67和628.67 cN/dtex，与芳纶纤维等高性能纤维相当. 此外，该复合纤维兼具良好的柔性与电学性能，可以直接作为纤维电子器件的电极材料，展现出良好的应用潜力.
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。
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。
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。
