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阻氢渗透涂层研究进展与展望

阻氢渗透涂层研究进展与展望

摘要：氢能作为一种清洁可再生能源因其热值高、来源广泛等特点，被誉为21 世纪最具发展潜力的终极能源，是未来实现脱碳的重要途经。在碳达峰、碳中和大背景以及相关政策的扶持下，国际氢能已进入产业化快速发展阶段。然而，氢在材料中渗透和扩散导致的氢脆问题一直是制约其应用安全性的关键因素。阻氢渗透涂层作为一种有效控制氢脆的手段而受到广泛关注。综述了阻氢渗透涂层的最新研究进展，涵盖氢扩散模型及其阻氢机理、阻氢渗透性评价方法、阻氢涂层制备工艺及新型阻氢涂层材料等多个方面。详细阐述了阻氢渗透模型及其阻氢机理，如物理阻隔、氢陷阱、势垒阻氢等；对涂层阻氢渗透性能评价与测试方法进行了系统归纳与总结，包括电化学监测电解氢渗透法、电化学监测气相氢渗透法、气相氢渗透法、原位充氢-拉伸载荷法、慢应变拉伸法等；深入探讨了当前研究中阻氢涂层的常用制备工艺，如物理气相沉积、化学气相沉积、热浸镀、化学镀等；同时对新型阻氢渗透涂层材料进行了总结分析，包括非晶阻氢、二维材料阻氢以及金属氧化物和氮化物阻氢等。最后，对阻氢渗透涂层研究存在的不足及未来发展方向进行了展望，以期为阻氢渗透涂层研究人员提供借鉴和指导，助力氢能产业更加安全、高效地发展。
新材料 2026年04月24日
自修复超疏水涂层制备研究进展

自修复超疏水涂层制备研究进展

摘要：在过去的二十年中，超疏水涂层在不同领域中的应用取得了巨大进步，但仍然存在机械稳定性差、容易受到外界影响导致超疏水性丧失等问题，阻碍了超疏水涂层的实际应用。因此，为了延长超疏水涂层的使用寿命，赋予其自修复特性具有重要的实践和应用意义。从超疏水涂层的理论基础和应用实践的角度出发，简要介绍了超疏水涂层的背景和关键概念。详细介绍了常见的自修复超疏水涂层的自修复机制，根据修复原理的不同，分为外源性自修复和本征自修复。根据超疏水涂层的不同失效形式，包括低表面能丧失、涂层结构破坏及低表面能和涂层结构同时被破坏的情况，讨论了针对不同失效形式的自修复超疏水涂层的修复策略。从实际应用的角度出发，重点讨论了生态环保、可持续发展和自主响应的自修复超疏水涂层设计策略。总结了自修复超疏水涂层在防冰除冰、油水分离和防腐蚀方面的应用，着重总结了关键的实验研究和主要发现，并详细描述了自修复超疏水材料和自修复机制等。最后简要总结了当前自修复超疏水涂层所面临的挑战和未来的研究方向。
新材料 2026年04月27日
超疏水涂层在防除冰领域的研究进展

超疏水涂层在防除冰领域的研究进展

摘要：鉴于积冰与霜雪覆盖对户外设备安全构成的严重威胁及导致的巨大经济损失，必须寻求高效的防除冰策略来减少户外设备表面积冰。在众多方法中，超疏水表面因其出色的憎水性能和简便的制备流程，被认为是极具潜力的防除冰手段。阐述了固体表面湿润性的基础理论及防除冰机理，指出超疏水表面可以通过减少固液界面接触面积、延长结冰时间及降低冰层附着力等方式，有效减少冰的生成或促使冰层脱落。重点综述了自修复性、耐磨性、电热及光热超疏水涂层在防除冰领域的研究进展，分析了现存的问题与挑战。此外，归纳了超疏水涂层的常用制备方法，并对不同方法的优劣势进行了评价。鉴于目前超疏水涂层的性能测试都是在实验室中进行的，缺乏大规模的实际应用，最后对超疏水防除冰涂层的未来发展趋势做了展望。通过持续的创新和研究，期待可以有更多经济、环保和高效，并且可大规模制备的仿生超疏水表面出现，为减少户外设备表面的结冰提供有效的解决方案。
新材料 2026年04月27日
光热超疏水表面防覆冰/除冰原理、策略和应用研究进展

光热超疏水表面防覆冰/除冰原理、策略和应用研究进展

摘要：低温环境下的结冰问题会对出行和输电线路安全造成一定影响。传统超疏水表面虽能防覆冰，但效果随时间减弱。新型光热超疏水表面，结合被动防冰和主动除冰，利用光热转换效应，有效抑制冰核形成，提高融冰效率，在防覆冰/除冰领域展现出广阔的应用前景。详细分析了超疏水表面的润湿理论和光热超疏水表面的光热转换机制，这一机制是其实现高效防覆冰和除冰功能的核心。首先全面总结了光热超疏水表面在防覆冰和光热除冰方面的原理，揭示了其如何通过特殊的表面结构和材料特性来延迟冰的成核和生长。综述了当前光热超疏水表面在防覆冰/除冰领域的最新研究进展，特别是针对碳基、聚合物基、半导体基、金属基和陶瓷基这5 种不同基材的光热超疏水表面，分析了它们各自的制备方法、性能特点以及在实际应用中的潜在优势。还深入探讨了这些光热超疏水表面在实际应用中展现出的疏水性能、防覆冰性能以及光热除冰性能等。最后，指出了在光热超疏水表面的制备和应用过程中存在的挑战，如材料的耐久性、成本效益和环境适应性等问题，并对未来的研究方向进行了展望，为后续的研究提供了有价值的参考。
新材料 2026年04月28日
超双疏表面耐久性研究进展及其应用

超双疏表面耐久性研究进展及其应用

摘要：超双疏表面通常指对水和油均表现出高接触角和低滚动角的特殊润湿性表面。超双疏表面在日常生活、工业生产、液体运输、航空航天及航海等多个领域具有潜在应用前景，受到了科研人员的广泛关注。由于超双疏表面微纳粗糙结构较为脆弱，一旦表面微结构或化学物质受到破坏，其超双疏性可能会受到影响，甚至失效，因此材料表面的低耐久性是限制超双疏表面规模化推广应用的技术瓶颈，如何提高超双疏表面的机械耐久性，是当前业内亟待解决的重点课题之一。首先概述了超双疏表面的润湿理论和设计基础，并系统总结了包括层层自组装法、模板法、电化学沉积法和气相沉积法在内的多种制备方法，并深入分析了上述制备方法所获得超双疏表面的耐久特性。随后，重点探讨了提升超双疏表面耐久性的技术和方法，如自修复技术、底面复合技术和微结构保护技术等，并阐述了各方法的耐久性提升原理。最后，总结了超双疏表面在自清洁、防冰除冰、防雾、抗黏附和抗菌等领域的应用，分析了当前制约其规模化应用的原因及其解决策略，并对超双疏表面未来的工程应用前景及发展方向进行了展望。
新材料 2026年04月28日
常用超导材料接头技术研究进展

常用超导材料接头技术研究进展

摘要：超导材料在多个领域都有着广泛的应用前景，因此自诞生以来就吸引了全球研究者投身其中。超导连接是超导线带材应用的关键一环，也是形成持久模式接头的组成部分。但超导接头目前在临界参数、制备难度、环境影响等方面均存在不足，为此各国学者不断创新和优化工艺方法。本文介绍了超导接头的结构以及近年来4 类常见超导材料接头的制备方法和性能表现，对不足和缺陷进行了汇总，并对超导接头未来的发展进行了分析和展望，为超导接头的发展提供参考。
新材料 2026年04月29日
氢对非晶合金结构与性能影响的研究进展

氢对非晶合金结构与性能影响的研究进展

摘要：非晶合金较传统晶体材料有良好的氢渗透性和储氢性能，在新能源领域拥有极大的应用前景，因此研究氢对非晶合金的影响具有重要意义。本文综述了氢对非晶合金结构、热稳定性及非晶形成能力的影响，阐述了氢对非晶合金性能的影响机制，并就氢对非晶合金影响研究中遇到的问题与挑战进行了展望。本文为研究非晶合金在储氢等新能源领域的应用提供了理论依据，对推动非晶合金的功能性应用有现实意义，从而助力我国“双碳”目标的实现。
新材料 2026年04月29日
金属层片结构材料的研究进展

金属层片结构材料的研究进展

摘要：金属层片结构材料通过构筑不同力学特性的层片单元形成一种独特的层片异构材料，这种多维度和多尺度的异构特性可以诱导产生多种强塑性协同机制，以此实现材料强度-塑性的协同提升。材料制备手段和处理工艺的多样化丰富了层片结构的微观形貌，同时对层片结构的微观设计也不断提出了新的设计要求和准则。优化层片结构的设计并探索宏观力学行为与微纳米层片之间的关联不仅有利于建立金属层片结构材料的设计理论，还将推动该种结构材料的实际工程应用。本文综述了近年来国内外关于金属层片结构材料的研究进展，详细介绍了不同种类的金属层片结构及其力学性能和强塑性机制，最后对层片结构未来的研究趋势和面临的挑战进行了简单的展望。
新材料 2026年04月30日
热障涂层材料与技术发展综述

热障涂层材料与技术发展综述

摘要：热障涂层（Thermal Barrier Coatings，TBCs）被广泛应用在燃气轮机及航空发动机的热端部件上，为高温合金部件提供有效隔热防护。随着发动机工作温度的不断提高，现役氧化钇稳定氧化锆（YSZ）涂层在高温时效过程中出现烧结、相变及热生长氧化物（Themally Grown O xide，TGO）等问题。因此，探索具有更高热膨胀系数的新型热障涂层材料与制备技术一直是材料科学家的关注热点。本文详细介绍了可用于高温热机热防护材料的研究进展、热传输机理、制备工艺与失效机制，并介绍了新型的潜在热障涂层材料体系。
新材料 2026年04月30日
钙钛矿热障材料的研究进展

钙钛矿热障材料的研究进展

摘要：氧化钇稳定氧化锆(YSZ) 热障涂层(TBCs）在涡轮发动机热防护中发挥着核心作用。但面对航空航天技术进步导致更高温度需求带来的挑战，传统YSZ 基材料的高温相变问题限制了其在TBCs 中的应用。因此，开发新一代熔点高、结构稳定和热性能优异的TBCs 材料显得尤为关键。钙钛矿热障材料，以其高熔点、高结构稳定性和可调热性能，逐渐成为TBCs 研究的热点。本文从钙钛矿热障材料的种类、性能调控和TBCs 制备技术三个角度概述了钙钛矿热障材料应用于TBCs 的优势和研究热点，并对其未来发展进行了展望。
新材料 2026年05月06日