聚合物先驱体转化陶瓷材料3D打印及其电磁波吸收性能

摘要:电磁波吸收材料在电磁污染、军事作战领域具有十分重要的意义。近年来,聚合物先驱体转化陶瓷(PDC) 由于其温和的制备条件以及优异的电磁波吸收、力学、耐温性、抗氧化性等性能受到研究者的广泛关注。为了实现PDC 复杂异型结构高精度成型,先进3D 打印技术逐渐在该领域得到广泛关注与应用。通过对先驱体聚合物的组成及结构进行设计和制备,能够得到具有宽频、高吸收或兼具多种功能的PDC 电磁波吸收材料,这为新型高性能电磁波吸收材料带来新的发展方向。本文首先对PDC 的结构特点及制备工艺进行了总结;之后,重点对PDC 的材料挤出3D 打印及光固化3D 打印研究进展进行了系统总结。最后,本文全面综述了PDC 在电磁波吸收领域的研究现状,并对未来发展方向提出展望,为今后PDC 吸波材料的研究提供了参考。

微波法制备石墨烯:原理、研究进展与挑战

摘要:石墨烯由于其独特的单原子层二维结构及优异的性能, 在材料、电子、化学、能源、生物医药等众多领域展现出广阔的应用前景. 高产量、高品质石墨烯的制备对其在未来的开发利用进程中起着极为关键的作用, 关乎其在相关领域的拓展与延伸. 微波辅助制备石墨烯作为一种新兴技术, 具有绿色、高效、简便快捷的特点, 已经取得了显著的进展. 通过微波辅助液相剥离法、微波辅助还原氧化石墨烯法以及微波等离子体化学气相沉积法等多种方法, 能够制备出具有多样化性能及满足不同应用场景需求的石墨烯材料, 从而为其在相关领域的技术创新和发展提供强有力的支撑. 本文综述了微波辅助制备石墨烯的研究进展, 详细介绍了微波辅助制备石墨烯的不同方法, 分析了各种方法的原理、工艺参数、优缺点及其在相关领域的应用情况. 同时, 对微波辅助制备石墨烯面临的挑战和未来发展趋势进行了探讨, 旨在为石墨烯的规模化生产和进一步应用研究提供参考.

二硫化钼基土壤传感器的研究进展

摘要:二硫化钼(MoS2)及其复合材料因其独特的层状结构、高比表面积及可调控的电子特性,在土壤传感技术中展现出显著优势。MoS2基传感器在土壤湿度监测、重金属离子检测、及养分动态分析中表现优异。目前主要通过电子结构调控进一步提升选择性、灵敏度与稳定性。然而,目前仍面临规模化制备成本高、土壤环境复杂,具有较强干扰等挑战。通过绿色合成工艺开发、多模态传感器设计与机器学习融合,是未来在智慧农业与生态治理中的实际应用之一。

聚酰亚胺工程塑料高温摩擦性能研究进展

摘要:聚酰亚胺(PI)工程塑料以其优异的耐高低温性能、卓越的耐磨性和自润滑性能而著称,在航空航天、微电子和机械制造等高技术领域具有广泛的应用。为满足高端装备在高温环境下对保持优异综合性能工程塑料的迫切需求,解决聚酰亚胺材料在高耐热性与成型工艺性之间的矛盾,以及耐高温与耐磨自润滑兼容性问题,研究人员深入探索了多种改性策略,旨在提升聚酰亚胺在高温条件下的摩擦学性能。本文综述了耐高温聚酰亚胺耐磨材料的制备技术,并系统分析了分子结构设计和填料选择如何影响聚酰亚胺的高温摩擦性能。同时,针对当前聚酰亚胺高温耐磨材料所面临的挑战,提出了作者的见解,并对未来研究方向进行了展望,希望促进聚酰亚胺材料在高温耐磨应用领域的进一步发展和应用。

金属增材制造用粉末制备技术研究进展

摘要:粉末作为金属增材制造的关键原材料,其性能对增材制造成形件的质量和应用具有至关重要的作用。在这种情况下,介绍了目前金属增材制造用粉末的制备技术、基本原理、工艺参数及其对粉末性能的影响,包括水雾化、气雾化、超声波雾化、等离子体雾化、等离子体球化和离心雾化,并总结了金属粉末制备技术的特点、发展前景、主要挑战和可能的解决方案。

氢(混)燃机用热障涂层材料及抗高温水汽性能研究进展

摘要:为实现“碳达峰”与“碳中和”目标,氢能及氢(混)燃机技术成为关键发展方向。然而,氢气燃烧存在燃烧不稳定性、局部高温及大量水汽生成等问题,因此,热障涂层抗高温水汽性能对氢(混)燃机的发展至关重要。系统性地综述了高温水汽对传统热障涂层材料(7%~8% YSZ)相稳定性、烧结行为、力学性能、热导率及抗腐蚀性能的影响。同时,深入分析了高温水汽稳定高温相、促进烧结、延缓力学性能恶化以及加速腐蚀的作用,并进行归纳和总结了相关研究成果。这些研究对设计和研发氢(混)燃机用新型热障涂层具有重要的指导意义。

金属激光增材制造材料设计研究进展

摘要:激光增材制造被公认为是解决个性化、复杂化金属构件整体成形难题的有效技术手段。现有金属增材制造的研究主要从传统合金牌号出发,但基于平衡凝固过程设计的传统合金成分难以满足增材制造的非平衡冶金动力学特点,往往面临高裂纹敏感性、低韧低疲劳、各向异性等共性问题。因此,需要开展面向激光增材制造的新型材料成分设计研究,充分挖掘增材制造非平衡凝固特性的潜在优势与价值。本文综述了铝合金、钛合金、铁基合金、镁合金等不同材料现有合金牌号增材制造的技术瓶颈,以及面向增材制造的材料创新设计方法与新型合金及其复合材料发展的研究进展。最后提出了金属增材制造材料设计的未来发展趋势。

基于DNA纳米技术的晶体材料构建

摘要:纳米颗粒晶体在电学、光学、磁学等方面具有独特的性质与优越的性能,人工构建纳米颗粒晶体对于材料科学的功能突破和性能发展具有重要意义。DNA 由于其具有碱基互补配对的特性,可以用于构建各种纳米级结构、组装晶体并调控结构与组成,从而实现材料特定性能的定制。目前,DNA纳米技术构建的纳米颗粒晶体材料已经在催化剂、光学器件、半导体材料等方面实现了应用,表明其构建三维晶体作为普适的周期性分子支架的基本目标逐步实现。在这篇综述里,我们系统性地阐述了DNA瓦片、可编程原子等价物、DNA折纸三种重要DNA 纳米晶体构建技术的发展历程与最近的研究进展,并对利用DNA纳米技术构建晶体材料的未来发展方向进行了讨论。

金属材料表面超疏水涂层研究进展

摘要:金属材料普遍存在腐蚀现象,这限制了金属资源的综合利用。近年来,受到自然界超浸润现象的启示,超疏水涂层作为一种新型金属防护手段,已得到广泛应用。本文对超疏水表面的基础理论进行阐述,重点综述镁合金、铝合金、碳钢、钛合金表面超疏水涂层近期的发展状况,以期为开发新型功能材料,推动相关技术进步,促进多领域的交叉应用提供参考和指导。

稀土掺杂上转换发光材料的研究进展

摘要:上转换发光,一种呈现反斯托克斯位移特性的发光现象,主要通过稀土元素制备的材料来实现。本文深入探讨了稀土掺杂上转换材料的发光机理,概述了常用的制备技术,并全面评述了其在生物医学、防伪技术、信息存储等多个领域的现有应用,同时展望了其在工程领域的潜在应用前景。尽管上转换发光纳米材料在功能多样性方面表现出远超块状材料的显著优势,但其合成产率和发光效率仍存在挑战,处于相对较低水平。逐步攻克这些难题,将有助于进一步拓宽上转换发光材料的应用领域。