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梯度纳米结构金属材料制备及力学性能研究现状

梯度纳米结构金属材料制备及力学性能研究现状

摘要: 近年来，在金属材料中引入梯度结构一直是研究热点，相较于单一结构材料，多级纳米结构材料可在变形过程中通过不同特征尺寸的结构相互协调，进一步优化材料的力学性能。结合现有研究成果，简要介绍了制备梯度纳米结构金属材料中的表面机械处理、累积叠轧+退火、激光冲击喷丸和物理或化学沉积等技术。根据微观组织特征定义了梯度纳米晶结构、梯度纳米孪晶结构、梯度纳米层片结构和梯度晶粒尺寸和孪晶厚度结构4种基本结构类型，总结了梯度纳米结构金属材料的强－塑协同效应、抗疲劳性能和耐磨性能等主要力学性能，讨论了其未来发展所面临的挑战。
新材料 2024年06月20日
可生物降解塑料研究进展

可生物降解塑料研究进展

摘要：面对传统塑料难以降解造成的白色污染问题，介绍了可生物降解塑料的降解机理及影响因素，综述了几种主流可降解生物塑料的当下研究进展，包括淀粉、PHA、PLA、PBAT、PCL，对可生物降解塑料在包装、医疗和农业领域的应用进行简述，最后对可生物降解塑料的发展前景作出了展望。
新材料 2025年02月28日
纳米酶: 新一代人工酶

纳米酶: 新一代人工酶

摘要：纳米酶是中国科学家提出的新概念, 已经被纳入教科书和百科全书。汪尔康院士团队最先将纳米酶用于分析检测, 并在国际权威期刊发表长篇综述“纳米酶: 新一代人工酶”。该文不仅提升了纳米酶的国际影响力, 而且推动了纳米酶的应用研究, 使纳米酶新品种、新技术和新产品不断涌现, 形成了纳米酶新型交叉学科。在此基础上, 本文概述了纳米酶的定义、分类和催化机制, 介绍了其应用研究的最新进展, 并对其未来的研究方向和发展趋势进行了展望。
新材料 2024年05月16日
先进功能材料钎焊连接研究进展

先进功能材料钎焊连接研究进展

摘要：以复相陶瓷、纤维增强陶瓷基复合材料以及热电材料为例，从钎料成分设计、钎缝界面组织调控、接头残余应力缓解以及钎焊接头性能评测等角度，讨论了近年来发表的研究成果. 结果表明，在钎料中添加活性元素以及对母材表面改性的方法，能够有效改善钎料润湿性和界面结合强度；对于界面元素扩散以及母材过渡溶解的问题，可以设计制备复合钎料或阻隔层进行解决；接头残余应力的大小受材料热膨胀系数差异的影响较大，目前已提出了多孔中间层、梯度复合层以及母材表面机械加工等多种创新方法，但研究成果的应用仍停留在小尺寸样件，对于缓解大尺寸接头的残余应力问题仍有待解决. 最后对相关研究方向进行了总结和展望，期望推动航空航天构件连接的发展进程。创新点： (1) 针对复相陶瓷、纤维增强陶瓷基复合材料以及热电材料，系统地总结了钎焊难点和目前的研究成果。(2) 剖析了目前研究成果仍存在的不足和瓶颈，对后续研究提出了指导方向。
新材料 2024年06月13日
基于聚二甲基硅氧烷弹性体的摩擦电纳米发电机的研究进展

基于聚二甲基硅氧烷弹性体的摩擦电纳米发电机的研究进展

摘要：随着全球气候变化与环境污染问题日益严峻，可再生能源技术越来越受到关注。摩擦电纳米发电机(TENGs)可以将机械能转为电能，是重要的能量收集技术之一。TENG由于成本低、效率高且输出功率大，被广泛用于微纳电源、自供电传感器、大规模海洋能量收集和高压直接电源等领域。TENG的输出性能主要取决于摩擦电材料，聚二甲基硅氧烷(PDMS)由于具有良好的柔韧性、生物相容性及负极性是优异的负摩擦电材料。文中综述了PDMS作为负摩擦电材料的优势，探讨了PDMS的物理改性或化学改性对TENG性能的影响，并深入分析了PDMS基TENG的应用及存在的问题。
新材料 2025年02月24日
新型高温高熵合金材料研究进展

新型高温高熵合金材料研究进展

摘要：高熵合金是一类新型金属材料，对其研究目前已发展成为涉及材料、物理、化学、力学和计算科学等多学科交叉融合的前沿方向，尤其是近10年来出现的具有高强度、高硬度、高耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等性能特点的高温高熵合金，在推动高温防护领域的材料科学创新发展与工程化应用方面具有重要意义。综合阐述了高温高熵合金材料研究领域取得的一系列科技成果，包括高温高熵合金材料的定义、形成机理、材料体系设计和综合性能等；分析了高温高熵合金材料极端服役环境的复杂性、材料计算设计及其性能的相关性，总结提出高温高熵合金材料研究领域的十大科学问题，为高温高熵合金材料的未来发展提供参考。
新材料 2024年05月14日
金属激光增材制造材料设计研究进展

金属激光增材制造材料设计研究进展

摘要：激光增材制造被公认为是解决个性化、复杂化金属构件整体成形难题的有效技术手段。现有金属增材制造的研究主要从传统合金牌号出发，但基于平衡凝固过程设计的传统合金成分难以满足增材制造的非平衡冶金动力学特点，往往面临高裂纹敏感性、低韧低疲劳、各向异性等共性问题。因此，需要开展面向激光增材制造的新型材料成分设计研究，充分挖掘增材制造非平衡凝固特性的潜在优势与价值。本文综述了铝合金、钛合金、铁基合金、镁合金等不同材料现有合金牌号增材制造的技术瓶颈，以及面向增材制造的材料创新设计方法与新型合金及其复合材料发展的研究进展。最后提出了金属增材制造材料设计的未来发展趋势。
新材料 2024年05月29日
非晶合金焊接研究进展

非晶合金焊接研究进展

摘要：非晶合金具有良好的物理和化学性能，但尺寸问题限制了其实际应用，而焊接技术可以突破其应用瓶颈。非晶合金焊接方法可分为液相焊接和固相焊接，两类方法焊接过程中非晶接头形成方式不同，有效避免晶化是获得高质量接头的关键，本文就非晶合金焊接领域的研究进行了系统全面的梳理与归纳，综述了非晶合金/非晶合金焊接、非晶合金/晶态金属焊接的研究现状，重点阐述了不同焊接方法获得完全非晶态焊件的特点与局限，同时本文还综述了非晶合金作为钎料的研究现状，分析了非晶钎料的应用前景，并总结了提高非晶钎料钎焊接头力学性能的方法，继而对非晶合金焊接研究及发展提出了展望。
新材料 2025年02月17日
纳米银的抗菌原理及在抗菌涂料中的研究进展

纳米银的抗菌原理及在抗菌涂料中的研究进展

摘要：人民日益增长的美好生活需要提高了日常抗菌需求。与此同时，随着生态环境的恶化，细菌、真菌和病毒的肆虐使得人们提高了日常生活中的抗菌需求。纳米银作为新型抗菌剂之一，其优异的抗菌性能在抗菌涂料领域引起了广泛关注。本文综述了纳米银的抗菌原理及其在抗菌涂料中的应用。通过比较不同抗菌剂的优缺点，重点阐述了纳米银抗菌原理及机理机制，指出纳米银具有低浓度高灭菌性、广谱性和低耐药性等优点，论述了纳米银在抗菌涂料中的应用及优势，为抗菌涂料的开发提供理论依据。
新材料 2024年05月24日
纳米酶：结合天然酶和人工催化的力量

纳米酶：结合天然酶和人工催化的力量

摘要：纳米酶代表了一类新型人工酶和生物催化剂，打破了无机与有机生命的界限。它既有纳米材料的理化特性，也有独特的类酶催化活性。同时，这些理化特性有可能会调控催化活性，使得纳米酶跟天然酶、传统的模拟酶和化学催化剂区别开来。纳米酶有比较好的稳定性、耐高温、低温、耐酸碱、活性可调且多功能，目前受到了广泛关注，在生物医药、环境治理、绿色农业、新能源等领域展现出巨大的应用前景，并初步形成了相应的学科框架。为了更好地推动纳米酶的发展，拓展对纳米酶的认识，文章回顾了纳米酶发现，分析凝练了纳米酶的学科特点及其结构，综述了纳米酶的应用，并展望了未来的发展趋势。
新材料 2024年12月25日