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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
芳纶纳米纤维增强的碳纳米管复合纤维

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.
新材料 2025年09月16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
基于石墨烯的斜入射稳定超宽带吸波器

基于石墨烯的斜入射稳定超宽带吸波器

摘要：提出一种基于石墨烯-金属混合油墨的极化不敏感超材料吸波器，其在大角度入射下具有稳定的超宽带吸收性能。与传统吸波器的角稳定特性不同，所提吸波器的吸波性能随着入射角的增大得到改善。首先，采用中心对称的多层频率选择结构，获得了宽带吸收响应和极化不敏感特性；其次，设计了斜入射下结构最佳的阻抗匹配效果，并分析了其阻抗实部和虚部特性，实现了大角度入射下吸收性能变优的效果；最后，分析了所提吸波器的等效电路模型和不同入射角下的表面电流、传播电场分布。结果表明：该吸波器在正入射下吸收频带为3.7~18.3 GHz，相对带宽为132.7%；在55°斜入射下，吸收频带拓宽至4.4~28.6 GHz，相对带宽提升至146.7%，实现了斜入射吸收性能优化的设计目标。基于上述性能，所提出的超宽带大角度稳定的吸波器在光学、微波等领域中具有良好的应用前景。
新材料 2025年09月09日
冷喷涂制备非晶合金涂层的研究进展

冷喷涂制备非晶合金涂层的研究进展

摘要：综述了近年来冷喷涂制备非晶合金涂层的现状，总结了喷涂工艺参数对铁基、铝基、铜基及镍基等非晶合金涂层制备的影响，详细阐述了涂层晶化及沉积机制，并在冷喷涂涂层硬度、耐磨及防腐性能等方面进行了归纳，最后对冷喷涂技术在非晶合金制备的发展趋势进行了展望。
新材料 2024年06月25日
增材制造NiTi形状记忆合金的研究进展

增材制造NiTi形状记忆合金的研究进展

摘要：NiTi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应和超弹性效应，同时具有低弹性模量、耐磨性高、优异抗腐蚀能力、良好加工成形性、抗疲劳特性和生物相容性好的优良性能，因此广泛应用于航空航天工程、能源工程和医学工程领域。增材制造NiTi形状记忆合金具有微观组织晶粒细小、微观组织可控、相变过程可控、力学和功能特性可控的特点，可得到优异的抗疲劳性、拉伸延展性、窄滞后超弹性、宽滞后超弹性和大弹热效应。系统阐述增材制造NiTi形状记忆合金在微观组织、相变行为、力学性能、弹热效应和4D打印5个方面的研究进展，希望能够鼓励国内研究团队和学者开展更多增材制造NiTi形状记忆合金相关领域研究，推动增材制造NiTi形状记忆合金的全面产业化应用。
新材料 2024年08月01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
双光束超分辨光刻技术的发展和未来

双光束超分辨光刻技术的发展和未来

摘要：近年来，随着芯片制造工艺的不断提高，光刻技术发展面临着一些难题，这些难题也影响着芯片行业发展及摩尔定律的持续性。然而，当前主流的极紫外光刻技术已经接近制造极限，需要更先进的技术来突破技术瓶颈。综述了基于双光束超分辨技术的光刻技术概念，并分析了其优势和潜力，同时提出了该技术面临的挑战和可能的解决方案，指出这种新型光刻技术有望在微纳制造领域扮演重要的角色。
新材料 2025年02月03日