搅拌摩擦增材制造关键技术与装备发展

摘要：搅拌摩擦增材制造 (friction stir additive manufacturing, FSAM) 是一种全新的固相增材技术，解决了材料熔化而产生气孔、裂纹等问题，大幅度提高增材制造零件的力学性能，提升制造组件的结构利用率，被认为是金属增材制造领域的重大突破。介绍了增材制造技术发展历史及特点，总结了固相增材技术优势，阐述了FSAM技术的基本概念、成形原理、发展趋势、组织微观结构演变行为以及力学性能；归纳了当前FSAM所采用的设备类型及其控制系统，重点分析了该技术未来发展应用所面临的挑战及机遇。创新点：(1) 系统总结了搅拌摩擦增材制造技术与设备的发展历史及趋势，分析该技术的特点。(2) 剖析了搅拌摩擦增材制造技术中不同参数对材料晶粒、性能的影响。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 594 浏览

高强度耐低温离子水凝胶的制备及在摩擦纳米发电机中的应用

摘要：摩擦纳米发电机（TENG）作为一种新型可持续的能量收集设备，具有自供电、高输出、低成本、灵活性和轻量化等优点。然而，传统TENG的电极材料为金属薄膜、碳片和液态金属等，存在可拉伸性差、导电性差且在低温无法工作等缺点。文中将氯化锌（ZnCl2）、磺基甜菜碱（SBMA）、纳米纤维素（CNC）和柠檬酸（CA）引入聚丙烯酸（AA）基体中，制备了具有优异力学性能（拉伸强度2.16 MPa、断裂伸长率382%）、抗疲劳性、导电性能（9.3 mS/cm）、抗冻性能（-75 ℃）和保水性能的离子水凝胶材料。基于该离子水凝胶所制备的TENG具有良好的可拉伸性、抗冻性（-50℃）和稳定的输出电压（60 V），能够将人体运动产生的机械能转化为电能，并成功点亮了39 个LED 灯。因此该水凝胶基TENG在能量收集领域展示出巨大的发展潜力，具有广阔的应用前景。

新材料 2025年02月21日 1 点赞 0 评论 109 浏览

机器学习在高熵电催化材料中的研究进展

摘要:高熵材料(high-entropy material, HEM)是一类具有良好性能的新型材料， 以其较好的催化潜力、耐腐蚀性能等特点受到广泛关注。传统的高熵催化剂研究大多局限于各自的知识体系，难以兼容合并，不利于更优异的催化剂的后续研发。 机器学习(machine learning,ML)作为一种基于大数据集来建立数理模型、进行研究推理的新兴学科，正逐步成为人们重点关注的人工智能科学分支。通过机器学习建立大数据库可以有效改善传统的研究状况，使研究效率大为提高. 机器学习能用于识别定量的组分-结构-性能关系，通过从历史数据中学习而无需通过显式编程来加速电催化剂的设计。对机器学习算法、高熵材料进行了介绍，并阐述了机器学习在设计高熵电催化剂中的应用，讨论了机器学习在高熵电催化剂筛选和预测方面的发展前景。

新材料 2024年05月14日 1 点赞 0 评论 507 浏览

石墨烯纳米带的制备技术及应用研究现状

摘要：石墨烯具有优异的力学、电学、光学、热学等物理性质，是当前新型材料的研究热点之一，被广泛应用在导电薄膜、储能元件、药物载体以及锂电池等领域。然而，石墨烯无带隙的特点限制其更广泛的应用，因此，通过技术手段打开石墨烯带隙成为学者们亟待解决的新问题。将石墨烯制成石墨烯纳米带（Graphene nanoribbons，GNRs）是打开其带隙的可行办法。因此，本文梳理了制备GNRs的不同方法，综述了其制备原理和研究进展，并对比了其优点和不足，提出了将不同方法的优点相互结合的复合制备方法，以实现可控、高效、高质量制备GNRs，最后介绍了GNRs在高性能传感器、场效应晶体管和光电探测器领域应用的研究进展和未来发展趋势。这对GNRs进一步应用在纳米器件中有一定的指导意义。

新材料 2024年05月24日 1 点赞 0 评论 357 浏览

面向实用化的第二代高温超导带材研究进展

摘要：自20世纪80年代钇钡铜氧化合物被发现具有超导电性以来，它受到了世界范围内研究者的广泛关注。该材料具有高不可逆场、高超导转变温度、高临界电流密度等本征物理优势。这种材料以薄膜外延沉积在织构柔性金属基带上，被称为第二代高温超导带材。近年来，国内外数家科研机构和公司解决了生产公里级超导带材的技术瓶颈，已能够批量生产第二代高温超导带材，极大地推动了超导示范工程的开展。此外，超导带材用户单位也从应用角度向超导带材性能提出新的要求，拉动了超导带材材料的发展。本文结合国内外二代超导带材发展的主要趋势，重点介绍面向实用化第二代高温超导带材研发取得的主要进展。

新材料 2025年02月14日 0 点赞 0 评论 245 浏览

可生物降解聚合物物理发泡研究进展

摘要：对比传统的聚合物发泡材料，可生物降解聚合物具有绿色环保和持续性的优点，广泛应用于农业、食品包装、生物医药领域中。通过物理发泡工艺制备的可生物降解聚合材料除具有自身的特性外，还兼具轻量化、绝热性和缓震性等优点，是传统石油基聚合物泡沫材料的潜在替代品。然而，可生物降解聚合物普遍存在分子链结构单一、熔体强度低和制备成本高等问题，并且在物理发泡过程中易发生泡孔破裂或熔并，从而导致基体收缩，泡孔结构难以保持。基于可生物降解聚合物物理发泡工艺的机理，对不同物理发泡方法进行了分类，并针对各类工艺的特点进行了全方位的阐述。随后，围绕几种典型的可生物降解聚合材料进行了发泡行为及参数关系的讨论，介绍了不同材料对发泡工艺及发泡剂的选择依据，综述了发泡条件对膨胀倍率和泡孔尺寸的影响规律。此外，对多种可生物降解聚合物在发泡过程中存在的问题给出了相应的解决方案，介绍了可生物降解聚合物泡沫在食品包装、电子电器、生物医疗材料领域中的功能应用，总结了发泡工艺、聚合物结晶行为及改性方法对可生物降解聚合物发泡过程的影响。最后，指出了可生物降解聚合物泡沫在未来发展中的方向与挑战。

新材料 2024年11月22日 1 点赞 0 评论 223 浏览

多功能防腐涂层材料的研究进展

摘要：[目的]金属设施及部件的腐蚀防护一直是工业发展中至关重要的问题，传统单一功能的防腐涂层材料已逐渐无法满足工业发展的需求。[方法]基于不同自然环境对防腐涂层材料的特殊要求，从金属在不同自然环境中的腐蚀机理出发，着眼于复合型防腐涂层材料的发展现状，重点分析了耐摩擦型、自修复型、超疏水型、抗菌型和防垢型5 种复合多功能防腐涂层材料的应用情况及作用机理，并对复合型多功能防腐涂层材料的发展趋势及前景进行了展望。[结果]多功能防腐涂层材料在实际应用中表现出显著的性能优势，能够有效提升金属设施及部件的防护能力。[结论]多功能防腐涂层材料是现代工业防护的重要发展方向，具有广阔的应用前景和发展潜力。

新材料 2025年01月03日 1 点赞 0 评论 214 浏览

纳米碳化聚合物的制备、性质及应用

摘要：纳米碳化聚合物作为一种新型的碳纳米材料引起了人们广泛的关注。纳米碳化聚合物具有独特的核壳结构（sp2/sp3 组成碳核，聚合物链、官能团构成壳），学者们通过调控反应条件以获得预期的纳米碳化聚合物结构，并将其广泛应用于生物成像、传感器、催化、发光二极管、铜基复合材料等领域。本文分析讨论了纳米碳化聚合物的结构、合成方法、形成机理、主要性质及应用，介绍了该同素异构体在材料、尤其是粉末冶金材料中的最新研究成果，最后对纳米碳化聚合物未来的发展进行展望。

新材料 2024年05月07日 1 点赞 0 评论 167 浏览

氧化纪钡铜（YBCO）高温超导带材在超导储能装置的应用

摘要: 高温超导磁储能系统具有功率密度大、响应快和寿命长等优势，在新能源电网和新能源电动船舶等领域具有潜在的应用前景。二代高温超导带材具有优越的载流能力、较高的工作温度以及相对较低的制备成本，在超导储能装置得领域到了广泛应用。对氧化钇钡铜（YBCO）高温超导带軔特性介绍的基础上，分析储能装置对其的性能要求，阐述代高温超导储能磁体研究现状，并结合10MJ储能磁体的设计进行具体案例分析。

新材料 2024年05月14日 1 点赞 0 评论 173 浏览

光热材料在海水淡化领域的近期研究进展与展望

摘要：太阳能水蒸发系统成本低、能效高, 对缓解能源危机、减少水污染、促进海水淡化具有重要意义. 然而, 太阳能驱动水蒸发的自然机制往往受到低蒸发率和吸收光谱范围小的影响. 其中, 局部加热并限制热损失的界面水蒸发策略被广泛认可并作为高性能、可持续的太阳能蒸汽产生的有效途径. 随着太阳能水蒸发技术的不断发展, 制备绿色、高效的光热材料已成为研究热点. 根据光热材料的种类将其划分为: 金属材料、半导体材料、碳基材料以及聚合物材料,详细阐述了不同材料的光热转换机制并总结近年来光热材料在海水淡化领域的研究现状及进展; 讨论了潜在的光热候选材料, 对其未来发展做出了展望. 旨在为海水淡化领域中高效光热材料的合理设计和开发提供可行方案, 对今后光热材料的发展具有总结和指导意义.

新材料 2024年12月24日 1 点赞 0 评论 352 浏览