REBCO超导块材制备技术研究进展

摘要：REBa2Cu3O7-δ（REBCO，RE=Y，Gd，Sm，Nd等）超导块材具有较高的强磁场捕获能力、无阻载流能力和良好的自稳定磁悬浮特性，在微型高场永磁体和超导磁悬浮等高新技术方面有着广泛的应用前景。但是，REBCO高温氧化物超导体在生长过程中涉及到凝聚态物理、晶体结构和化学成分的变化，工艺过程比较复杂，技术上难以控制。为避免超导块材存在的空隙和裂纹等微观和宏观缺陷，以及捕获场较低等问题，国内外学者们相继提出了多种制备工艺并不断改进。本文介绍了REBCO超导材料的晶体结构和超导电性，分析了目前常见的REBCO超导块材的制备技术，总结了影响REBCO超导块材捕获场的主要因素以及提高方法。

新材料 2026年04月15日 1 点赞 0 评论 59 浏览

多级层片异构设计构筑超高强塑性金属材料

摘要：“异质结构”或“异构”作为强韧化领域前沿构型范式，为突破金属材料的强度、塑性与韧性等难以兼顾的矛盾提供了全新的解决思路。受天然材料的跨尺度构筑启发，本研究团队提出了仿生“多级层片异构”的协同设计策略，且实现了更突出的强-塑-韧性同步提升。本文主要聚焦本研究团队多年来在多级层片异构金属材料方面的研究进展，提炼了仿生鱼骨型、微层片遗传型、蚕茧位错网型等典型多级层片异质结构的理念、设计原理和强韧化机制，重点回顾了如何有效突破不可控裂纹、超细晶组织以及高密度位错诱导的强塑性掣肘难题，并将该新型异构策略和相应的突出性能改善成功拓展至多金属体系，制备出新一代高铁关键接触线材，综合性能国际领先。最后，展望了更先进的多级层片异构材料的开发及未来潜在发展方向。

新材料 2026年04月16日 0 点赞 0 评论 44 浏览

冷喷涂后处理技术及其研究进展

摘要：冷喷涂是一种利用超音速气流加速固态粉末粒子，通过高速撞击产生的塑性变形制备涂层或块体材料的固态沉积技术。在冷喷涂过程中材料始终保持固态，避免了热喷涂过程中由于高温引起的氧化、晶粒长大和相变等问题，适合温度敏感的材料(如Al、Cu和Ti等金属)；此外，冷喷涂技术还能制备一些传统方法难以制备的材料(如镍基高温合金和新型高熵合金等)及其涂层。因此，冷喷涂技术具有广泛的材料适用性，既可以用于修复和涂层制备，也可以用于增材制造。然而，通过冷喷涂技术制备的涂层或材料存在致密度低、组织不均匀以及涂层结合强度差等问题。通过粉末前处理、涂层和材料的后处理等方法可对涂层组织结构和性能进行有效调控，实现高质量涂层或材料的制备及高性能应用。基于此，本文对冷喷涂后处理技术的种类、特点及其研究进展进行了全面综述，内容涉及目前已报道的各种冷喷涂涂层和材料(纯金属及其合金、不锈钢、高熵合金及复合材料等)的后处理技术(热处理、激光重熔、感应重熔、热等静压、热轧、搅拌摩擦以及电脉冲等)，重点对各种冷喷涂后处理技术的优势、特点及存在的问题进行总结和分析，并对各后处理技术的发展方向进行展望。

新材料 2026年04月20日 1 点赞 0 评论 42 浏览

负混合焓合金化推动高强韧合金发展

摘要：金属材料强度与塑性的协同提升始终是材料科学领域的核心挑战。由于材料的强度和塑性受位错可动性制约，2 者通常难以协同兼顾，多主元合金(高熵合金)的出现为走出这一困境提供了新思路。相对于常规的固溶强化合金，多主元合金具有更大的晶格畸变，位错运动需要克服更高和更频繁的能量起伏，耗费更大的能量，合金流变应力随应变增加而增加，使得一些合金获得了较大加工硬化能力和强塑性协同提升。然而，该领域至少存在2个关键科学问题需要深入研究：(1) 多主元合金是完全理想的随机混合结构吗？是否需要规范其局域乃至多级微观结构来实现优异性能？(2) 如何规范和调控多主元合金微观结构？本文从规范和调控多主元合金微观结构出发，提出用负混合焓(负焓)合金化方法在原子尺度加工合金微观结构的学术思想，系统阐述利用负焓合金化方法实现合金强度与塑性协同提升，并揭示强韧化新机理。负焓合金化具有金属材料微观结构调控的3 重效应：键能与慢扩散效应、局部化学有序效应、界面和尺寸效应，其为高强韧金属材料的微观结构在原子尺度设计加工提供了新维度和新范式。

新材料 2026年04月21日 1 点赞 0 评论 40 浏览

先进原子级刻蚀材料与关键工艺研究进展

摘要：长期以来半导体产业界都遵循着“摩尔定律”，晶体管尺寸不断微缩、工艺节点不断向前更新。刻蚀技术作为集成电路制造中图形转移的一个重要手段， 一直备受人们关注。目前，集成电路产业中先进制程已经进入3纳米级的工艺节点，需要刻蚀工艺有极高的精度和选择比。常规的反应离子刻蚀，由于连续刻蚀的滞后效应已不能满足要求。先进原子层刻蚀技术，因其反应过程的自限制特性，为实现纳米级尺寸和精度的器件制作工艺提供了一个可行的解决方案。本文针对国际先进原子层刻蚀材料、机制与工艺方面的进行综述，先说明了反应离子刻蚀目前遭遇的瓶颈以及对先进原子层刻蚀这一先进刻蚀技术的重要需求，讲述了原子层刻蚀的起源、概念、特点等内容，接着展开介绍了热原子层刻蚀和等离子原子层刻蚀这两种原子层刻蚀的实现方式，总结与阐述了能被原子层刻蚀加工的材料、工艺的最新研究进展， 最后对该技术进行了总结，讲述了其未来发展趋势，分析讨论了原子层刻蚀的机遇和挑战。

新材料 2026年04月21日 1 点赞 0 评论 50 浏览

石墨烯吸附磁性原子结构及其电磁特性的第一性原理研究

摘要：石墨烯与磁性材料复合是调控其电磁性能的重要方法之一。本文使用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了石墨烯吸附Fe， Co，Ni磁性原子的稳定吸附结构和电磁性质。通过计算石墨烯穴位、顶位和桥位吸附磁性原子的吸附能，发现3种磁性原子都倾向于石墨烯穴位吸附构型。电子结构分析结果表明， 磁性原子d轨道与碳原子p轨道之间轨道杂化， 导致费米能级附近态密度增加。在磁性方面，吸附Fe和Co原子后，石墨烯体系呈现磁性特征；吸附Ni原子后， 石墨烯体系仍然保持自旋非极化，呈现非磁性特征。在介电性能方面， 磁性原子的吸附可以有效改变石墨烯体系介电函数的实部和虚部，实现了石墨烯的极化强度和能量损耗能力的有效调控。此外，通过改变磁性原子吸附浓度，可以调控石墨烯体系的介电性能和电磁波衰减频率范围。本文揭示了吸附磁性原子对石墨烯电磁性质的调控机制，为石墨烯在电磁防护领域的应用提供了一定的理论指导。

新材料 2026年04月22日 1 点赞 0 评论 33 浏览

第一性原理计算在若干铁基合金中的研究进展

摘要：基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算是研究材料物理化学性质的重要手段，对新材料的发展具有重要意义。这种方法仅需输入元素种类、 原子数和初始结构， 即可预测材料的晶体结构、电子结构和性能。随着计算机技术的进步，中国科学技术大学在“神威·太湖之光”超级计算机上实现万原子分子固体的大规模第一性原理计算。这一突破使得高精度的材料模拟在大尺度、长时间范围内成为可能，为材料研究提供了更精准的预测和模拟。第一性原理计算可帮助理解材料性质、预测不同环境下的材料行为，并指导新材料的发现和设计，有望显著缩短研发周期并降低成本。本文概述了第一性原理计算的理论基础，并详细评述了基于密度函数理论的第一性原理计算方法在若干铁基合金研究中的进展，同时探讨了其中存在的问题和未来发展趋势，为新型铁基合金的计算模拟研究提供了参考。

新材料 2026年04月22日 1 点赞 0 评论 53 浏览

微生物诱导矿化抑制金属腐蚀：机制、设计策略及展望

摘要：微生物因其具备规模化增殖、基因编辑及环境响应等优势，在抑制腐蚀方面展示出巨大潜力。本文首先综述了国内外关于微生物抑制腐蚀的不同机制的研究进展，概述了目前已发现的诱导矿化的微生物类型及几类典型的矿化产物类型，并详细介绍了微生物矿化抑制腐蚀的机制，重点分析了如何通过成核位点优化、改变环境因素、控制脲酶的表达及3D打印等策略人为干预微生物诱导矿化实现长效腐蚀防护。最后，对微生物矿化抑制腐蚀技术面临的挑战进行总结，并对如何优化微生物矿化抑制腐蚀的技术提出了展望。

新材料 2026年04月23日 1 点赞 0 评论 41 浏览

微纳结构热管及其仿生流体界面强化技术

摘要：随着电子与新能源器件向极端小型化、集成化方向发展，高热流密度散热需求日益迫切，热管作为基于相变传热的高效被动传热装置成为重要解决方案。本文围绕热管高效传热核心目标，从微纳结构吸液芯设计和界面润湿性调控两大维度，系统综述了热管性能优化的技术路径与研究进展。在核心部件微纳结构吸液芯设计上，综述了传统吸液芯结构存在毛细力与渗透率的固有矛盾，复合吸液芯通过不同结构的优势整合，在一定程度上缓解了这一矛盾，而具有仿生结构的复合吸液芯则可突破局限，进一步有效释放该瓶颈。润湿性是连接吸液芯微纳结构与工质的关键特性；基于杨氏方程、Wenzel 和Cassie-Baxter 经典润湿理论，通过仿生拓扑和图案润湿界面设计，可调谐吸液芯微纳结构与工质的相互作用动态特性，强化热管两相相变传热。通过构建仿生超亲液、超疏液及图案化润湿表面来促进相变成核，及气泡或液滴的高频脱离，同时提升毛细供液水平，是强化热管冷凝、蒸发/沸腾两相相变传热效率的有效途径。最后，展望了热管技术向仿生界面调控动态响应、功能强化、长效稳定、多学科交叉集成应用的发展趋势，旨在为未来高性能热管的设计、开发与工程应用提供参考。

新材料 2026年04月23日 1 点赞 0 评论 49 浏览

玻璃纤维表面碳基导电涂层制备及应用研究进展

摘要：玻璃纤维（GF）因具有高强度、高模量、耐高温、低成本等优点受到关注，但其不导电的特性极大地限制了其在高端新兴技术领域的应用。碳纳米材料作为新兴材料，具有优异的电、磁、光和力学性能，因此在绝缘玻璃纤维表面制备高导电碳层，可赋予其功能性，进一步拓宽玻璃纤维增强复合材料的应用领域。本文系统地从涂层制备方法（如浸渍法、喷涂法、热解法、静电吸附法、电沉积法、化学气相沉积法），涂层形成机理（包括物理吸附、化学键合、机械锚固），涂层导电性能（包括玻璃纤维及其增强材料的电导率、电阻率和电阻），应用领域（如结构检测、电磁屏蔽、电热除冰、能源收集）等方面综述了玻璃纤维表面碳基涂层（碳纳米颗粒层、碳纳米管层、石墨烯及其衍生物）和超级蒙烯材料中蒙烯玻璃纤维的最新研究进展。简单阐述了涂层均一性、厚度以及掺杂等因素对导电性能的影响。综合分析了当前制约碳基导电玻璃纤维规模化生产和实际应用的瓶颈问题及解决策略，并对玻璃纤维表面碳基导电涂层未来的应用前景及研究方向进行了展望。

新材料 2026年04月24日 1 点赞 0 评论 43 浏览