含能材料化学基础研究发展方向及思考
摘要：国家自然科学基金委员会于2018年对学科布局进行了优化, 设立了材料化学与能源化学学科(B05)一级代码, 增设了“含能材料化学”二级申请代码. 本文通过梳理“含能材料化学(B0510)”在2018~2023年间的申请和资助情况, 论述含能材料化学的学科内涵, 分析含能材料化学基础研究现状及存在的问题, 并对该方向未来的发展和布局提出了思考和建议.
非晶物质的前沿发展现状与未来展望
摘要：中国嫦娥五号采回的月壤中发现了超过30% 的玻璃质成分，进一步证实非晶物质在宇宙中广泛存在，看似杂乱无章的非晶物质结构背后可能隐藏着拓扑序和不均匀性，因而非晶物质具有奇异的遗传、敏感和弛豫行为，表现出一系列优异物理化学特性，如极致的稳定性、超塑性、超强力学行为和优异软磁性能等。基于序调控和高通量技术开发出的新一代Zr 基、Fe 基非晶合金更是成功应用于如折叠手机铰链、新能源汽车电机等核心部件，非晶材料展现出不可替代的应用优势。非晶物质的未来发展应引入新的材料研发范式，重视工艺创新的重要性，推动多学科领域的交叉融合，发挥先进表征技术和大科学装置的优势，打造产学研用全链条创新模式，进而积极助力非晶材料与物理领域的快速发展，拓展其在高新技术领域的应用。
应变玻璃超级铁性智能材料的进展与展望
摘要：在航空航天、自动驾驶、无人机、机器人及先进医疗等尖端领域，颠覆性智能技术的发展对铁性智能材料的高性能提出了重大需求。然而，基于朗道相变理论的传统铁性智能材料在性能上面临原理性的制约，难以实现进一步突破。近年来，应变玻璃的发现与发展为铁性智能材料突破原理限制、获得颠覆性性能带来了新契机。文章综述了近年来应变玻璃铁性智能材料的研究进展，并对该新型铁性智能材料的未来发展提出展望和建议，以期为中国在铁性智能材料基础研究中保持领先地位、在产业应用上推动跨越式发展提供参考和思路。
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。
增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展
摘要：球形粉末是增材制造、粉末冶金、注射成型等制备工艺的重要原料，其成分、粒度、球形度、空心粉率等是影响最终构件性能的关键因素。本文详细介绍了真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法以及等离子旋转电极雾化法等三种可用于增材制造的工程化高温合金球形粉末的制备技术，分析了这三种制粉工艺的特点，阐述了这三种制粉工艺的研发进展，探讨了三种制粉工艺所制备的粉末缺陷形成原因及控制方法，并提出了增材制造用高温合金粉末制备技术的发展趋势。
梯度结构金属材料的制备方法和力学性能研究进展
摘要：金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础，向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用，突破单一均质材料的性能短板，有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金属材料的相关研究和进展，首先介绍了梯度结构金属材料的制备方法和工艺原理，并总结了其优点与局限性；其次对梯度金属材料的微观组织结构进行了阐释，论述了梯度结构金属材料的服役性能特点，包括强度、塑性、摩擦磨损性能、疲劳损伤性能和耐腐蚀性能，提出了调控梯度结构金属材料服役性能的优化策略；最后对其未来研究方向和面临的挑战进行了展望。
金属增材制造技术在核工业领域的应用与发展
摘要：增材制造能够制备任意复杂形状的零件，具有快速、高效、经济、全智能化和全柔性化制造的优势。本文总结了国内外典型的金属增材制造技术，介绍了金属增材制造技术在核工业领域的应用，梳理了增材制造核材料产品的性能表现，并以实际案例证明了金属增材制造技术在核工业领域的优势。本文结合革新性反应堆技术在核材料中的应用背景，展望了增材制造技术在核材料领域的发展趋势。
元宇宙终端：虚拟（增强）现实关键硬科技发展趋势
摘要：元宇宙是第三次互联网革命（Web3.0）的一个战略制高点，头戴式设备（XR）是其主要的接入和交互终端。从微显示、光学系统和感知交互3个核心技术领域，论述了元宇宙终端硬件的关键技术及其发展趋势。在微显示技术方面，重点涉及硅基OLED 和MicroLED 2种新型显示技术及其产业化；在光学系统方面，主要论述了表面浮雕光栅光波导、体全息光波导和超表面光波导技术；在感知交互方面，着重讨论了手势动作识别和脑电信号识别交互技术。
NdFeB增材制造技术的研究现状及应用展望
摘要:NdFeB稀土永磁体常用于电机或硬盘驱动器,可将电能转换为机械能,其制备过程复杂,涉及多项加工工序。近年来,增材制造等近终成形制造技术迅猛发展,其加工工序具有短流程特点,可大幅降低材料损失、能源消耗、加工周期和人工成本。冷喷增材制造等工艺可用于生产粘结NdFeB磁体。烧结NdFeB磁体的粉末粒度较小,在与增材制造工艺结合过程中难度较大,选择性激光烧结等熔融增材制造法是比较可行的制备方式。间接3打印技术把3D打印与粉末冶金的挤出打印工艺结合起来,有望应用于NdFeB磁体制备。
潜在高熵陶瓷热障涂层材料的研究进展
摘要：热障涂层材料（TBC）是为航空发动机及燃气轮机提供热防护，延长其使用寿命的一种重要材料。近年对新型热障涂层材料的探索中出现各类高熵稀土氧化物，以期通过热力学上的高熵效应、动力学上的迟滞扩散效应、结构上的晶格畸变效应以及性能上的“鸡尾酒”效应获得优于单主元稀土氧化物的热学、力学、高温相稳定性及抗烧结腐蚀等性能。本文总结归纳了高熵稀土锆酸盐、铈酸盐、铪酸盐、钽酸盐及铌酸盐等五种高熵稀土氧化物的热学性质、力学性质及其他性质，着重强调了热导率和热膨胀系数，同时与相应单组分稀土氧化物的性能进行对比分析，探究影响其性能优劣的多种因素。最后指出未来或可将实验与第一性原理计算相结合，筛选出综合性能更加优异的高熵陶瓷热障涂层材料；同时，将高熵延伸至复杂组分或中熵陶瓷热障涂层材料也成为重要的拓展方向。
