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高温金属结构材料单晶制备及其研究进展

高温金属结构材料单晶制备及其研究进展

摘要：高温金属结构材料具有极其突出的高温力学性能、抗氧化能力等，被广泛用于航空航天、武器装备、核电装备等重要领域。其单晶不存在晶界破坏，具有韧-脆转变温度低、高温结构性能稳定等优点，使用温度比相同成分的传统柱状晶提高50~100℃，安全服役寿命得以显著提高，因而高温金属结构材料单晶的制备、取向及其性能已经成为当前高温结构材料领域研究的热点。该综述简要回顾了高温金属结构材料单晶发展历程，重点且系统论述了近年来国内外最新研究进展，分别介绍了气相沉积法、电子束悬浮区域熔炼法、光束悬浮区域熔炼法、等离子弧熔炼法、增材制造技术等制备工艺、原理、优缺点及最新研究现状，总结了不同制备工艺对高温金属结构材料单晶组织、性能的影响及其作用规律，并展望了未来的研究趋势以及应用前景，以期对高温金属结构材料的优化和发展提供借鉴意义。
新材料 2024年05月31日
高密度超长碳纳米管的可控制备：进展与展望

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
石墨烯层间原位生长碳纳米管薄膜制备及其导热性能研究

石墨烯层间原位生长碳纳米管薄膜制备及其导热性能研究

摘要:随着电子器件的集成化程度越来越高, 对热管理材料的导热性能提出了更高要求。石墨烯具有很高的面内导热系数, 由石墨烯微片堆叠而成的石墨烯薄膜面内方向具有较高导热性能, 但是其厚度方向导热性能较低。碳纳米管与石墨烯有相同的元素组成和相似的晶体结构, 碳纳米管轴向热导率很高。本文通过将氧化铝颗粒、催化剂二茂铁和碳源PMMA 同时引入氧化石墨烯薄膜层间,在氧化石墨烯薄膜热还原的同时, 原位生长碳纳米管,形成含氧化铝颗粒、一维碳纳米管和二维石墨烯三种材料和多维结构石墨烯复合薄膜。其中, 二维石墨烯片提供高的面内导热性能, 沿石墨烯膜厚度(层间) 生长的一维碳纳米管提供较高的厚度方向导热性能; 氧化铝颗粒作为高导热填料, 填充石墨烯薄膜的层间间隙,连通石墨烯片导热通道; 同时,氧化铝颗粒作为碳纳米管高效原位生长的衬底,显著提高碳纳米管的生长效率, 提高碳纳米管含量, 显著提高石墨烯膜的导热性能。研究结果表明, 厚度为50μm的还原氧化石墨烯复合薄膜的面内导热系数达1006±32W/mk、厚度方向导热系数达7.30±0.16W/mk。
新材料 2025年11月19日
从传统到智能：木材颜色处理技术的研究进展

从传统到智能：木材颜色处理技术的研究进展

摘要：近年来，木材颜色处理技术取得了显著进展，多种方法共同推动了木材加工业的发展。漂白剂的使用提升了木材颜色的均匀性，为后续处理奠定了基础。真菌染色通过生物作用实现了颜色变化，天然染料则增强了木材的抗紫外线和防霉性能，延长了户外使用寿命。金属离子变色与木材成分反应，带来丰富的颜色变化，提升了装饰性。热处理改变木材结构，使颜色加深并提高了耐久性。在此基础上，智能算法尤其是机器学习技术，被应用于染色和热处理工艺，精准调整参数并预测效果，显著提升了生产效率和产品质量。这些技术集成推动了木材加工业向高效、环保和可持续方向发展。
新材料 2026年01月09日
液态金属活物质与人工生命体系的构筑

液态金属活物质与人工生命体系的构筑

摘要：近年来，常温液态金属因一系列类生命现象与基础效应的发现，极大激发了人工生命与智能物质的探索。以这类材料为核心的各类功能体系，为实现超常规智能提供了崭新而富有前景的物质基础。除具备典型金属的基本功能外，液态金属还具有流动性、固液相变等物化性质，能够对外界刺激做出多元化响应，如大尺度可逆形变、逆重力攀爬，甚至展示出各种类生命行为，如自驱动、自组织、自分散、自生长、自修复、呼吸获能、自振荡和胞吞效应等。种种迹象表明，液态金属及其衍生材料、器件与系统正以某种“进化”方式，朝着构筑全新一代智能体系乃至可变形机器人的方向迈进。本文旨在介绍液态金属活物质的基本概念和演化路径，探讨液态金属典型的类生物活物质属性，总结其中的基础科学问题，并解读其对发展人工细胞、仿生器官以及智能机器人等方面提供的科学启示。同时，本文还将剖析研制液体集成型柔性智能机器人的可行途径，以及面临的科学挑战与技术机遇，最后对液态金属人工生命领域的发展前景进行展望。
新材料 2026年02月12日
基于文献和专利分析的石墨烯导电油墨发展态势研究

基于文献和专利分析的石墨烯导电油墨发展态势研究

摘要：石墨烯导电油墨是一种基于石墨烯高导电性的新型油墨。2010至2024年的文献和专利分析显示，该技术领域的国内外文献发表和专利申请趋势呈现出高度一致的态势，2016年左右迎来快速发展，2020年后稍有回落。从论文分析看，研究热点集中在使用工艺提升、组分优化和应用领域拓宽三方面。具体包括喷墨打印和导电丝材在3D打印中的应用，分散剂的改进、水性与环保溶剂的开发以及复合油墨和烧结工艺的优化，应变传感器和湿度传感器等新兴领域的开发。从专利分析看，主要应用领域包括：电子设备（如传感器、RFID天线、晶体管等）、电磁干扰屏蔽以及应用于电子和光学设备的纳米薄膜。高影响力专利主要集中在3D纳米结构、多层印刷电路、柔性传感器等方向。石墨烯导电油墨未来研究领域正朝着高性能传感器、柔性电子、能量存储和生物医学应用等方向发展。
新材料 2026年03月14日
表面超疏水对摩擦学性能的影响:机理、现状与展望

表面超疏水对摩擦学性能的影响:机理、现状与展望

摘要：超疏水表面由于极端的非润湿特性，在减阻、耐磨、防腐蚀、防结冰和自清洁等领域有着极为广泛的潜在应用。表面粗糙结构和低表面自由能是形成超疏水表面的两个决定因素，也是超疏水表面具有优异的摩擦学性能的主要原因。本文主要对近年来超疏水表面在摩擦学领域的研究进行总结。首先分析了超疏水表面摩擦学的相关理论，然后重点阐述了超疏水表面在摩擦学领域的研究现状，探讨了影响超疏水表面摩擦学性能的因素和作用机理，并对耐磨超疏水表面和超滑表面的摩擦学研究进行了分析。最后提出了超疏水表面摩擦学研究应该关注的重点和方向。本综述旨在引起更多学者对超疏水表面摩擦学研究的关注，对于扩大超疏水表面的应用领域具有重要的理论价值和现实意义。
新材料 2024年12月16日
材料高通量制备与表征技术研究进展

材料高通量制备与表征技术研究进展

摘要：材料基因组（MCI)技术是近年来出现的一种材料科学研发新理念，代表着当今世界材料科学研发领域的前沿趋势。通过构建快速响应的材料研发新模式，材料基因组技术可大幅度提高新材料研发效率、减少研发成本、推动材料的工程化应用。作为材料基因组技术的关键组成部分，材料高通量实验技术日前已形成了一系列具有代表性的材料高通量制备与表征技术。阐述了高通量实验在材料基因组技术中的地位与作用，回顾了高通量实验的研究发展历程，介绍了薄膜、块体、粉体材料高通量制备技术以及光学、电磁学等材料性能的材料高通量表征技术。最后指出了在新型材料高通量表征设备开发方面的不足，并结合数据与人工智能对材料高通量实验技术的未来发展方向做出展望。
新材料 2025年04月29日
金属纤维多孔材料的应用和研究现状

金属纤维多孔材料的应用和研究现状

摘要：金属纤维多孔材料是近年来受到广泛关注和研究的一种复合的结构功能一体化材料，具有良好的导电性、导热性、孔形稳定、可加工、可焊接、容尘量大等优势。综述了金属纤维多孔材料的制备方法，主要介绍了不锈钢、钛及钛合金金属纤维多孔材料在过滤分离、吸声降噪、生物医学、氢能装置等领域的应用和研究现状。
新材料 2024年08月06日
非晶合金焊接研究进展

非晶合金焊接研究进展

摘要：非晶合金具有良好的物理和化学性能，但尺寸问题限制了其实际应用，而焊接技术可以突破其应用瓶颈。非晶合金焊接方法可分为液相焊接和固相焊接，两类方法焊接过程中非晶接头形成方式不同，有效避免晶化是获得高质量接头的关键，本文就非晶合金焊接领域的研究进行了系统全面的梳理与归纳，综述了非晶合金/非晶合金焊接、非晶合金/晶态金属焊接的研究现状，重点阐述了不同焊接方法获得完全非晶态焊件的特点与局限，同时本文还综述了非晶合金作为钎料的研究现状，分析了非晶钎料的应用前景，并总结了提高非晶钎料钎焊接头力学性能的方法，继而对非晶合金焊接研究及发展提出了展望。
新材料 2025年02月17日