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原子级制造测量与表征研究现状综述

原子级制造测量与表征研究现状综述

摘要：原子级制造是指将能量作用于原子,通过原子级材料的可控去除或者原子/分子级结构的大规模操控及组装,实现产品性能与功能跃迁的前沿制造技术,是一种可以大规模、批量化的先进制造技术。该过程需要在10-10 m 空间尺度下精确操控原子。同时,制造过程中原子的键合时间、电子动力学变化均发生在飞秒(10-15s)至阿秒(10-18s)量级。因此,只有具备超快时间和空间分辨在线检测与表征能力,才能够深入了解并利用原子级制造过程中原子尺度的新原理、新效应,保障原子级制造的可达性与可控性;只有实现原子级制造过程的高通量、大范围的在线监测,才能保障原子级制造的可靠性。基于此,原子级制造的测量与表征是指在原子级的时间、空间、能量尺度上对材料、结构或器件进行精确的测量和表征,以保障原子级制造的可达性、可控性与可靠性。本文介绍了原子级制造所需的测量表征手段的研究现状,从原子级超快动力学过程观测、原子结构演变原位表征、原子级制造过程在线质量监测三大方向进行系统梳理,总结了目前原子级制造测量与表征的挑战并针对未来发展给出建议。
新材料 2026年02月24日
离子凝胶柔性材料的传感性能与应用进展

离子凝胶柔性材料的传感性能与应用进展

摘要：离子凝胶（ionogel）是一种以离子液体（ionic liquids，ILs）为分散相，通过有机或无机网络固定而成的电解质材料，因其独特的固/液双相特性和优异的化学、电、热稳定性以及宽的电化学窗口，在近几年来引起了广泛的关注，特别是在柔性电子器件构建、化学成分检测、可穿戴传感等领域中有着巨大的应用潜力。本文主要分析了离子凝胶结构特征与组分属性，探讨了多种材料对离子凝胶的修饰及性能影响，并对离子凝胶柔性材料在个性化健康监测、运动质量评估、人机交互和标志物检测领域的应用进行了描述，最后对离子凝胶柔性材料的未来面对的挑战与设计策略进行了展望。
新材料 2026年03月18日
多功能防腐涂层材料的研究进展

多功能防腐涂层材料的研究进展

摘要：[目的]金属设施及部件的腐蚀防护一直是工业发展中至关重要的问题，传统单一功能的防腐涂层材料已逐渐无法满足工业发展的需求。[方法]基于不同自然环境对防腐涂层材料的特殊要求，从金属在不同自然环境中的腐蚀机理出发，着眼于复合型防腐涂层材料的发展现状，重点分析了耐摩擦型、自修复型、超疏水型、抗菌型和防垢型5 种复合多功能防腐涂层材料的应用情况及作用机理，并对复合型多功能防腐涂层材料的发展趋势及前景进行了展望。[结果]多功能防腐涂层材料在实际应用中表现出显著的性能优势，能够有效提升金属设施及部件的防护能力。[结论]多功能防腐涂层材料是现代工业防护的重要发展方向，具有广阔的应用前景和发展潜力。
新材料 2025年01月03日
冷喷涂制备高熵合金的研究进展

冷喷涂制备高熵合金的研究进展

摘要:高熵合金是近年来一种突破传统合金设计理念的新型多主元合金材料，在抗压强度、硬度、热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等方面具有显著优于常规金属材料的特质。冷喷涂作为一种固态沉积技术，在高性能涂层制备、零件修复与再制造和零构件增材制造等方面受到国内外的广泛关注，为高熵合金的制备提供了一种新的途径。通过分析国内外冷喷涂制备高熵合金的研究现状，重点阐述了冷喷涂高熵合金原料粉末制备、喷涂工艺参数优化、涂层显微组织结构及性能、粒子结合机制和后处理工艺等方面的进展，并对冷喷涂制备高性能高熵合金未来的研究方向提出了展望。
新材料 2024年06月25日
非晶合金薄膜的复合强韧化研究进展

非晶合金薄膜的复合强韧化研究进展

摘要：随着电子行业向便携化、智能化、柔性化方向不断发展，非晶合金薄膜由于强度和硬度高、耐磨损及耐腐蚀性好、表面粗糙度低等诸多性能优势，在微纳机电系统、传感器和生物医学方面显示出巨大的应用潜力，成为国内外炙手可热的高新技术材料之一。然而，剪切局域化和应变软化导致的室温脆性是非晶合金薄膜的致命问题，严重制约着其在结构工程领域中的广泛应用。因此，非晶合金薄膜的强韧化设计是目前的研究热点和前沿课题。近年来，随着生产工业和研发技术不断进步，各种新型非晶合金薄膜材料不断涌现。特别地，复合化具有高度的设计性和可控性，在非晶合金薄膜的强韧化研究方面得到广泛关注。本文回顾了非晶合金复合薄膜的几种主要结构设计策略，围绕“微观结构-力学性能-强韧化机制”的本构关系，重点阐述了不同微观结构对非晶合金薄膜力学性能和变形机理的影响，并对该课题研究进程中所面临的主要问题和挑战进行了展望。
新材料 2024年08月29日
透明导电材料研究进展

透明导电材料研究进展

摘要：近年来，透明导电材料（Transparent conductive materials，TCM）作为触摸屏、液晶显示器LCD）、智能窗、太阳电池（Solar cells）、发光二极管（ＬＥＤ）等先进光电子器件中的关键组件，其作用尤其重要。氧化铟锡（ITO）薄膜具有优异的光学和电学性能，是光电器件中应用广泛的透明导电材料。然而，铟元素的稀缺性、易碎性以及沉积过程中对底层薄膜的潜在损坏限制了其在未来新型光电子器件中的应用。开发适应高性能光电器件应用的ＴＣＭ 成为当前研究的重点。本文综述了透明导电氧化物、超薄金属和金属网格、介质层／金属／介质层（Dielectric/metal/dielectric，DMD）、碳纳米管和石墨烯等类型的TCM光电性能、应用领域、近年来相应的研究策略和重要成果、面临的挑战以及未来发展方向。
新材料 2024年08月29日
高温超导电缆研究与应用新进展

高温超导电缆研究与应用新进展

摘要:介绍了超导电缆的研究发展历程、近年来世界各国在超导电缆应用方面所开展的相关研究和进展情况，并展望超导电缆的未来发展前景。
新材料 2024年03月18日
第一性原理在热障涂层中的研究与应用进展

第一性原理在热障涂层中的研究与应用进展

摘要：第一性原理作为一种不依赖经验参数的定量分析方法，能够大幅度缩减材料从设计到工程化应用的周期及成本，对热障涂层的研究具有重要的推动作用。总结了近年来第一性原理在热障涂层材料体系设计和界面结合优化等方面的研究成果，从热障涂层材料的结构稳定性、力学性能、热物理性能和耐腐蚀性能等４个方面，概括了第一性原理在界面结合功、分离功、电子结构、成键情况等方面的应用，揭示了杂质和掺杂剂对界面强化/削弱的机理，为热障涂层的深入研究提供了必要的理论知识储备。
新材料 2024年06月25日
火花放电法制备纳米材料及其应用综述

火花放电法制备纳米材料及其应用综述

摘要：纳米材料在光学、热学、电学、磁学、力学等方面表现出优异的特性，已广泛应用于储氢、催化、太阳能电池、微电子封装、生物医疗等领域。火花放电法是一种制备纳米粒子的有效手段，具有普适性广、纯度高、操作过程简单、方法灵活、对环境友好等特点。本文概述了火花放电发生器的基本组成部分、火花放电过程的原理，对纳米粒子的形成机制以及影响纳米粒子尺寸和产率的关键因素进行详细分析，列举了制备的纳米材料种类的多样性，并综述了该技术制备的纳米材料在诸多领域展现出的优异性能，最后对火花放电制备纳米材料及其应用领域的发展进行了展望。
新材料 2024年08月29日
3D打印隔热材料研究进展

3D打印隔热材料研究进展

摘要：3D 打印技术能够实现面向性能的设计以及非常规结构的制造，其在隔热领域的应用可以使材料具有更加精细、可控、定制化的结构与功能。当前，3D打印隔热材料技术仍处于快速迭代期，打印材料、结构设计和制造工艺等技术瓶颈尚待突破。本文对3D打印隔热材料的现状进行了综述，简要分析了在隔热材料制造方面较有前景的3D打印工艺，对比了各工艺的优缺点以及适用的材料类型，着重讨论了3D打印陶瓷、发泡混凝土、泡沫塑料和气凝胶材料在隔热领域的研究进展，最后总结了目前面临的技术挑战和未来的主要发展方向。
新材料 2024年08月29日