机器学习在非晶材料中的应用

摘要：作为新兴非晶材料的金属玻璃由于其优异的力学、物理以及化学性能而被广泛研究。玻璃形成能力一直是制约着非晶材料发展的重要问题, 为了设计出具有良好玻璃形成能力的非晶材料, 对非晶材料的玻璃形成能力已经有大量的研究。 研究表明单一的影响因素不足以全面解释非晶材料的玻璃形成能力, 即玻璃形成能力是由多种因素共同影响的。另一方面, 由于非晶材料具有复杂且无序的结构, 传统的方法难以全面、清晰地理解非晶材料的结构与本质。机器学习这一新的研究范式为解决非晶材料领域的关键瓶颈问题提供了新的途径和契机。 本文首先简单介绍了一些机器学习算法, 如支持向量机、人工神经网络和K均值聚类。随后介绍了机器学习在非晶材料中的应用, 包括非晶结构分类、非晶结构-性能关联和非晶宏观性质的预测, 并提出了基于机器学习方法在未来非晶研究中的应用前景, 包括非晶数据库的建立、高通量计算方法的发展和机器学习势函数的发展。

新材料 2024年05月07日 1 点赞 0 评论 306 浏览

超声滚压对金属表面纳米强化与组织性能提升研究进展

摘要：超声滚压技术（USRP）采用超声波能量对金属表面进行纳米强化处理，通过施加高频机械振动引起材料表面塑性变形，显著提升材料的表面完整性与力学性能。作为一种创新的材料表面改性技术，USRP 能在材料表面产生残余压应力，有效防止裂纹形成和扩展，降低腐蚀介质的渗透性。此外，该技术还能形成具有梯度变化晶粒尺寸和取向的纳米结构层，从而显著增强材料的表面硬度及耐磨性。综合USRP 在钢铁、铝合金、钛合金、镁合金、镍合金和高熵合金等领域的研究进展，并归纳这些材料经USRP 处理后，在表面纳米强化和组织性能提升方面的成效。同时，探讨USRP 在提升金属综合性能方面的作用机制，并揭示其在性能提升方面的广泛应用潜力。最后对USRP 的未来应用前景和发展方向进行展望，指明其在提升材料实际应用性能方面的研究价值。

新材料 2026年06月08日 1 点赞 0 评论 88 浏览

高性能可持续聚合物材料：从层层组装膜到可逆交联聚合物

摘要：为了满足现代社会对聚合物材料优异力学性能与稳定性的要求，可持续聚合物材料在保持良好动态性的基础上，还需要具备媲美传统聚合物的力学性能与稳定性，甚至展现出传统聚合物不具备的独特力学性能. 本专论系统地介绍了我们在高性能可逆交联聚合物材料方面的研究进展. 从基于层层组装技术构建的自/可修复可逆交联聚合物膜出发，发展了基于聚合物复合物直接构筑具有自/可修复与可循环利用性的可逆交联塑料、弹性体及凝胶的有效方法，最终提出了基于多种可逆作用力与原位生成的纳米相分离结构的协同制备高性能可逆交联聚合物材料的概念. 通过调控纳米相分离结构的刚性、可变形性与动态解离性，制备了力学强度媲美或优于传统聚合物的可逆交联聚合物材料，还获得了具有独特力学性能的可逆交联聚合物材料，如兼具高强度与极低滞后性的水凝胶/离子凝胶、具有优异抗撕裂与抗损伤性的弹性体以及低温超韧且抗冲击的塑料等. 由于交联网络的可逆性，高性能可逆交联聚合物材料具有优异的修复、重复加工以及解聚回收等性能，为创制高性能可持续聚合物材料提供了全新方法.

新材料 2026年07月10日 1 点赞 0 评论 86 浏览

基于二维通道受限发泡的微穹顶石墨烯基气凝胶研究新范式

摘要：气凝胶因其极低密度和高孔隙率等卓越特性，在热防护、催化、能源、传感及复合材料等领域展现出广阔的应用潜力，曾入选国际纯粹与应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC）“化学领域十大新兴技术”。传统气凝胶多采用冰模板法和溶胶−凝胶法制备，随着应用需求向规模化和工程化拓展，其制备效率与能耗控制逐渐成为关注重点。近年来，二维通道受限化学发泡方法为气凝胶的快速与可控制备提供了一种新的技术路径，其形成的内禀微穹顶几何结构也有助于提升材料的力学性能，为拓展传统气凝胶的性能设计空间提供了新的思路。系统梳理了受限发泡穹顶微结构气凝胶的研究进展，重点围绕制备方法及机制、多尺度结构力学性质及多功能应用展开阐述；进一步分析了该类气凝胶在构效调控及工业化生产面临的关键挑战，并指出其在声学调控、智能传感及极端热防护等领域的应用前景。

新材料 2026年08月05日 1 点赞 0 评论 50 浏览

一维碳化物纳米材料的制备与性能研究进展

摘要：一维碳化物纳米材料具有高强度、高硬度、高化学稳定性、低电阻率及强抗氧化腐蚀性等优点，在超导材料、高温涂层材料、切割工具材料、超强增韧材料等领域得到广泛应用。根据现有一维碳化物纳米材料的研究进展，本文重点综述了该种材料的合成方法、生长机理、微观结构、性能特点等方面的研究进展，并对该领域的发展空间进行了展望，期望为一维碳化物纳米材料的研究、开发与应用提供参考。

新材料 2024年05月07日 1 点赞 0 评论 318 浏览

中子表征技术在金属结构材料研究中的应用

摘要： 结构材料的原子结构、微观组织与宏观性能的关联性是材料研究的核心问题之一，历久弥新。近年来，加速器基中子源大科学装置的建设和相关实验技术取得了长足进步，这为在实时原位条件下深入研究该问题提供了良好的基础。本文介绍了中子衍射、Bragg边成像、小角中子散射、对分布函数分析、准弹性/非弹性中子散射等主要中子表征技术在结构材料中应用的最新进展，着重论述了钢铁材料相变内应力起源与演化、镁合金等轻金属材料的变形机制、基于Bragg边成像的微观结构及残余应力分析，并对今后发展趋势进行了简要展望。

新材料 2024年10月17日 1 点赞 0 评论 321 浏览

超声能场在金属增材制造组织性能调控中的应用

摘要：针对金属增材制造构件存在微观组织缺陷、残余应力及各向异性等问题，各种组织性能调控技术应运而生。结合近年来超声能场对增材制造组织性能调控的研究工作，详细分析了超声能场在增材制造过程中的“液– 固”双重效应，总结了超声能场对增材制造金属材料的显微组织及其表面粗糙度、显微硬度、残余应力、耐腐蚀等性能的影响。研究表明，超声能场使材料内部组织晶粒显著细化、孔隙率降低、耐腐蚀性能提高；同时使增材制造构件显微硬度升高，应力状态向有利于构件性能的残余压应力转变。

新材料 2024年12月05日 1 点赞 0 评论 412 浏览

铁粉的发展现状与建议

摘要：对目前铁粉行业发展现况进行了相关介绍。对产品品种结构、质量状况和存在的问题进行了分析，着重分析了铁粉在粉末冶金行业的应用情况，并为今后发展提出了建议。

新材料 2024年05月07日 1 点赞 0 评论 265 浏览

摩擦纳米发电机基础研究和技术创新进展

摘要：摩擦纳米发电机（TENG）是一项新兴的实现机电能量转换的平台技术，在人工智能、物联网和高熵能源等多个领域都有巨大的应用潜力。近10年来，通过世界范围内的广泛努力，TENG的相关研究取得了长足的进步。综述了TENG在基础研究和技术创新2个方面的代表性进展；讨论了提高TENG输出性能的最新策略和方法；总结了TENG在不同领域的应用研究进展，并对TENG研究面临的挑战和机遇进行展望。

新材料 2025年02月07日 1 点赞 0 评论 484 浏览

高熵合金耐腐蚀性能研究进展

摘要：传统合金已难以满足越发苟刻的服役环境要求，而高合金具有高强度、高硬度、高韧性和优异的耐蚀性等独特性能，应用前景广阔。简述了高熵合金的历史沿革，综述了高嫡合金腐蚀行为研究现状，探讨了合金成分、微观结构、热处理与工况环境等主要因素对高合金腐蚀行为的影响，归纳了高合金在石油天然气钻采、石油炼化以及放射性工业领域的应用现状。高合金作为一种新型材料，其材料特性和功能特性较传统合金具有先进性；设计、制备过程中，通过调控合金元素成分、比例及制备、处理方法，均能影响合金性能，其中合金元素是影响合金耐蚀性能的主要因素（影响合金的相结构、微观结构）。尽管日前高熵合金按需设计和处理已经成为高熵合金发展的主流方向，且在试验阶段已展现出卓越的应用价值，但缺乏在实际工况环境中的应用。最后，从高熵合金的设计方法、制备工艺等方面对高炳合金腐蚀与防护等实际应用问题等进行了展望，以期为高熵合金在含苛刻腐蚀介质环境中的安全应用提供新思路。

新材料 2025年07月21日 1 点赞 0 评论 317 浏览