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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

粉末轧制成形技术研究进展

摘要:介绍了粉末轧制过程,论述了粉末轧制技术的工艺参数、技术改进和以其为基础开发的半固态粉末轧制技术,阐述了近些年来粉末轧制技术的应用情况,最后对这些技术进行了总结和展望。

为金属“量身定制”内部结构——异构金属材料的制备研究进展

摘要:金属材料的性能往往与其内部结构密切相关。通过有意识地设计并制备具有异构(即非均匀)微观组织的金属材料,可以显著提升其强度、韧性、疲劳寿命等关键性能,从而满足航空航天、新能源、高端装备等领域对材料性能的严苛要求。本文系统梳理了当前异构金属材料的主流制备方法,主要包括两大类:一是通过机械变形(如表面研磨、超声滚压、异步轧制等)在材料内部引入梯度结构或细化晶粒;二是借助物理化学手段(如粉末冶金、电沉积、增材制造等)实现成分与组织的跨尺度调控。文中详细阐述了各类工艺的原理、优势与局限性,并结合典型研究案例说明其实际应用效果。最后,对异构金属材料制备中存在的挑战与未来发展方向进行了展望,以期为相关领域的研究与工程实践提供参考。

多孔金属材料的制备工艺研究进展及应用

摘要:多孔金属作为新型轻质金属,具有传统金属不具备的优点,如比重小、比表面积大、散热能力强等,是一种兼具结构性和功能性的金属材料,已成为当今新型功能材料领域研究的热点。简述了多孔金属材料的制备方法及原理,包括烧结法、铸造法及其他方法;详细介绍了多孔金属材料在过滤分离领域、隔音降噪领域、催化剂载体及医用生物材料等诸多领域的发展状况及广泛应用;提出了以轧钢过程中产生的氧化铁皮为主要原料,以粉末冶金方法经过高温真空还原烧结得到多孔不锈钢的新技术,该技术将氧化铁皮的还原和金属颗粒的烧结整合为一步,在一定程度上简化制备工艺、缩短了制备时间,提高了生产效率;最后对多孔金属材料未来的发展趋势进行了展望。