激光增材制造成型马氏体时效钢研究进展

摘要：本文较全面地综述了国内外激光增材制造成型马氏体时效钢(MS)的研究和应用现状。分析了选区激光熔化(SLM)制备MS特有的优势，并从SLM成型MS参数与性能优化、成型各向异性、时效强化机理、梯度材料和模具应用5个方面进行了系统介绍。研究表明，SLM成型MS的工艺窗口较宽，易获得成型致密度>99%的试样；经过激光和热处理工艺参数优化后，其力学性能可达标准锻件水平。MS时效强化遵循Orowan位错绕过机制，成型方向对MS力学性能影响较小。此外，SLM能够制备高结合强度MS基梯度材料(MS-Cu和MS-H13等)零件，为制备梯度材料功能件开辟了新途径。最后，介绍了SLM成型MS面向随形冷却模具的应用，并提出了今后的研究展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 198 浏览

二维铁电材料的研究进展

摘要：二维铁电材料展现出区别于传统铁电体的属性——显著减弱的退极化场效应, 这为器件微型化与功能集成提供了新机遇. 基于自极化机制的二维铁电材料已被实验证实, 并成功实现了单层极限的稳定室温铁电性, 其铁电起源与传统铁电体的离子位移模型一脉相承. 更有意思的是, 基于二维材料的新型滑移铁电体突破了这一理论框架: 它不依赖母体的本征极化, 仅需通过调控范德华(van der Waals, vdW)异质结的层间滑移矢量, 即可在六方氮化硼、过渡金属硫族化合物等非自极化材料中诱导稳定的宏观极化. 这种面外极化源于层间电荷再分布, 其超低能量势垒赋予极化方向非易失性翻转能力, 在超高密度存储器、光电器件等领域展现出独特应用优势. 本文系统梳理二维铁电材料的研究进展, 着重阐释各类滑移铁电体的构效机制与实验表征, 探讨栅压调控、光电响应等应用前景的实验探索, 最后展望该领域在机制研究、动态响应、工业化制备等方面面临的挑战.

新材料 2025年12月11日 1 点赞 0 评论 19 浏览

金属增材制造质量控制及复合制造技术研究现状

摘要：相比传统制造工艺，增材制造能够实现复杂结构金属部件的近净成形。然而，增材制造具有冷却速度快、热梯度大、非平衡凝固与往复热循环历史等特点，容易存在孔洞、残余拉应力、各向异性等缺陷，极大限制增材制造的进一步应用。复合增材制造技术是将传统制造方法与增材制造有机结合，充分发挥传统制造工艺在性能调控与尺寸精度等方面的优势，抑制单纯增材制造引起的各类缺陷，获得高质量、无缺陷的增材制造部件。本文首先揭示增材制造工艺缺陷的形成机理，明确工艺参数优化方法在缺陷改善方面的局限性，进而阐明复合增材制造的内涵，综述近年来增材制造与轧制、激光冲击强化、热等静压、热处理等复合制造技术的研究现状与工艺原理，探讨复合增材制造技术对不同缺陷的适用性，并对增材制造未来发展方向进行了展望。

新材料 2024年08月29日 1 点赞 0 评论 249 浏览

大尺寸非晶合金的成分设计和新制备方法研究进展

摘要： 非晶合金，又称为金属玻璃（MG），是一种新型的多功能材料，具有长程无序，短程有序的原子结构。由于不存在晶粒、晶界及位错等缺陷，非晶合金具备一系列优异的综合性能，在众多领域有着极大的应用前景，受到众多学者的广泛关注。但非晶合金的形成受到玻璃形成能力以及冷却速率的限制，使得该材料的尺寸远小于传统金属材料，极大地限制了其在工程领域的推广及应用。针对如何突破非晶合金尺寸限制的问题，研究学者们给予了充分的关注及和研究。简要介绍了非晶合金的发展历史，总结了临界尺寸≥15 mm的非晶合金成分及其制备方法，同时阐述了获得较大尺寸非晶合金的策略，包括根据经验准则、高通量制备及表征、机器学习得到高玻璃形成能力（GFA）的合金成分设计方法以及低温热塑性连接、 焊接、放电等离子烧结及3D打印的获得大尺寸非晶合金的制备技术，并对这些方法的发展提出展望。

新材料 2024年11月05日 1 点赞 0 评论 248 浏览

新型石墨烯基LED器件：从生长机理到器件特性

摘要：III族氮化物因具有禁带宽度大、击穿电压高、电子饱和漂移速度大、稳定性高等优异特性而广泛应用在发光二极管(LED)、激光器以及高频器件中。目前III族氮化物薄膜通常是异质外延生长在蓝宝石衬底表面，但是由于蓝宝石与III族氮化物之间存在较大的晶格失配与热失配，使得外延生长的III族氮化物内部存在较大的应力与较高的位错密度，严重影响了器件性能；与此同时，蓝宝石衬底热导率差，限制了其在大功率器件方面的应用。近年来研究发现，石墨烯作为外延生长缓冲层，能够有效解决蓝宝石衬底与外延III族氮化物薄膜之间由于晶格失配和热失配导致的高应力与高位错密度等问题，进而获得了高品质薄膜，并提升了器件的性能。本文综述了石墨烯/蓝宝石衬底上III族氮化物生长与LED器件构筑的研究现状，着重介绍了本课题组提出的一种新型外延衬底—石墨烯/蓝宝石衬底的特点，阐明了III族氮化物在该新型衬底上的生长机理，总结了其对III族氮化物质量提升的作用，并对其发展前景进行了展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 140 浏览

硫族化合物SrPbSe2:具有潜力的新型热电材料

摘要：近年来, 开发高性能硫族热电材料对于提高能源转换效率和实现可持续能源利用具有重要意义. 本文基于密度泛函理论和玻尔兹曼传输理论, 全面探索了新型硫族化合物SrPbSe2的电子结构、力学、热传输、电传输和热电性能. 电子结构分析表明, SrPbSe2是一种窄带隙、直接带隙半导体. 弹性常数和声子谱计算表明, SrPbSe2是韧性材料, 具有力学和动力学稳定性. 此外, SrPbSe2中Pb2+的孤对电子6s2呈现立体化学活性, 使得Pb原子引起配位原子周围的晶格发生扭曲, 增强了晶格非简谐性. 结果表明, SrPbSe2的低热导率主要由八面体PbSe6局部晶格畸变引起Pb–Se弱键合和产生更多的声子散射中心所造成. 最后, 通过高通量筛选, 结合多种载流子散射机制, 评估了SrPbSe2的相关热电参数, 预测p型和n型SrPbSe2分别具有最大ZT值1.31和0.95.本文的研究结果为未来开发SrPbSe2基热电材料提供了一定的理论见解和指导.

新材料 2025年12月05日 1 点赞 0 评论 27 浏览

熔覆方式对电弧增材制造高强耐磨层性能的影响

摘要：采用熔化极气体保护(MAG)焊熔覆得到以Q345钢为基体的耐磨复合板。设计了两种熔覆方案：一种是焊道之间无覆盖，另一种是焊道之间有覆盖(覆盖率约50%)。其他工艺条件为：电流160~180A，电压20~24V，保护气体流量10~15 L/min，熔覆速率450mm/min，干伸长度16 mm。采用金相显微镜和光学显微镜分析了熔覆层、熔合区和热影响区的组织结构。对比了采用不同方案所得熔覆试样的显微硬度、耐磨性和冲击韧性。结果表明：两种熔覆方案获得的复合板外观均良好，无明显缺陷，且以马氏体组织为主。采用方案一时复合板具有较好的韧性，但熔覆层的硬度略低，耐磨性较差；采用方案二所得复合板的韧性不如方案一，但硬度较高，耐磨性更好。

新材料 2024年05月07日 0 点赞 0 评论 128 浏览

高密度超长碳纳米管的可控制备：进展与展望

摘要： 碳纳米管因其优异的力学、电学、热学和光学性能，在碳基集成电路、超强超韧纤维、机械储能、柔性可穿戴设备等众多尖端领域拥有广阔的应用前景。碳纳米管的单体结构和微观形貌（如长度、取向度、缺陷浓度、洁净程度等） 对其基础物理性质有显著的影响。在各类碳纳米管中，只有具有宏观长度、低缺陷浓度和高取向度的超长碳纳米管才能充分体现和发挥其本征的性能优势并满足很多尖端领域对其结构和性能的严格要求。实现超长碳纳米管实际应用的关键在于实现其大规模制备，然而其目前的产率远远无法满足应用需求，因而其在高密度、高产率制备方面依然面临很多挑战。深入讨论了超长碳纳米管的生长机理，分析了超长碳纳米管产率低的原因，系统总结了高密度超长碳纳米管的制备方法，并介绍了目前在超长碳纳米管实际应用方面的最新进展。另外，还总结了超长碳纳米管制备领域所面临的科学和技术挑战，并对未来的发展方向进行了深入的讨论。

新材料 2024年10月29日 1 点赞 0 评论 320 浏览

石墨烯纤维的制备与应用

摘要:石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式结合形成的单原子层厚度的二维纳米碳材料，具有优异的力学、电学、热学、磁学等性能，是当前研究的热点和焦点。石墨烯纤维是石墨烯纳米片层在一维受限空间的组装体，使得石墨烯在纳米尺度的优异性能遗传到宏观尺度，极大地拓展了石墨烯的应用领域。自2011 年首次制备获得石墨烯纤维以来，至今为止已经开发了以湿法纺丝为代表的多种制备方法，并且石墨烯纤维已经在能量转换、能量存储、传感响应等领域取得了一系列应用。归纳整理了石墨烯纤维的制备方法和应用，同时总结了石墨烯纤维目前存在的问题以及未来发展的展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 132 浏览

声学超材料和拓扑声子晶体研究进展

摘要：声学超材料和声子晶体是近30年发展起来的新型声学人工结构材料, 这类声学材料通常由“人工原子”构成, 具有天然材料所不具备的物理特性, 如负折射率、负有效参数等. 这些独特的物理特性为声振动的精确可控调制提供了新手段, 实现了许多有趣的物理现象, 如声隐身、隔声、声反常折射/反射、声自弯曲等. 目前, 声子晶体和声学超材料已发展出许多新的研究方向, 如非互易声学超材料、拓扑声子晶体等, 这类物理系统引起了研究人员的广泛关注, 成为近些年的研究热点. 本文回顾了声子晶体和声学超材料的研究历史和最新进展, 简要介绍了其中代表性的研究成果, 包括等效声学参数、拓扑声子晶体和声学超材料的非平庸特性等, 阐述了这类声学人工结构材料的设计方法和应用前景, 展望了该领域的未来发展方向.

新材料 2025年12月01日 1 点赞 0 评论 38 浏览