热界面材料导热硅脂的研究进展

摘要:随着电子器件不断微型化与集成化,其功率密度急剧提高,热量累积加剧。热界面材料能够保证封装与散热装置之间良好的热传导,使热量快速耗散,从而避免电子器件因过热而性能下降。综述了常见热界面材料导热硅脂的组成及其导热机理,总结了影响导热硅脂热导率的因素,包括导热填料的种类、形貌和粒径分布以及与聚合物基体的相容性,从导热填料的协同效应和表面改性方面介绍了提升导热硅脂热导率的方法。指出未来应从深化表面改性技术、优化导热填料复配协同效应以及加强理论预测模型构建方面进一步提高导热硅脂的综合性能。

数据驱动与机器学习辅助的硫系相变材料研究进展

摘要:硫系相变材料(Phase Change Materials, PCMs)因其独特的电学和光学特性而被广泛研究。PCMs 已被成功应用于各类光盘,并在数据存储领域取得显著进展,例如相变随机存取存储器(Phase Change Random Access Memory, PCRAM)。此外,PCMs 在光子学领域展现出良好的应用前景,可用于调控光的传播与相互作用;同时也适用于模拟人脑功能的神经拟态计算系统。本综述全面总结了大数据分析与机器学习方法辅助下的PCMs 相关研究:高通量计算与机器学习模型可以实现最优掺杂剂筛选与相变材料性能预测;机器学习势函数可以深化对相变材料的相变动力学及热力学特性的理解;在PCRAM 器件级模拟与设计中,机器学习在存储器优化及PCMs 神经拟态计算潜力挖掘方面发挥了关键作用。最后,总结了PCMs 的未来研究方向与当前面临的挑战。

增材制造技术国内外应用与发展趋势

摘要:全面介绍7大类3D打印技术和增材制造工艺,重点介绍采用激光作为热源的金属增材制造技术,即激光粉末床熔合(LPBF)和激光定向能量沉积(LDED)。综述了近几年国内外激光3D打印和增材制造的设备开发和商业化的发展历程。展示了国内外金属激光增材制造应用的状况,特别是在航空航天、汽车制造、生物医药、模具制造、家电,以及珠宝首饰、文化创意、创新教育等领域的应用成果和未来趋势。阐述了目前增材制造技术存在的困难和面临的挑战。总结了增材制造的最新发展,包括采用绿光或紫外激光打印铜、铝、金、银、铂和铱等高反射材料,超快激光打印高密度、耐火、难熔金属合金,以及3D打印玻璃和陶瓷等。展望未来几年的发展趋势,特别是激光增材制造在空间系统和卫星制造中的应用,以及在太空中进行激光增材制造的前景。

增材制造金属材料典型缺陷研究进展

摘要:增材制造是一种通过逐层沉积材料实现三维实体制备的近净成形技术,因其在制造复杂结构金属零件方面具有独特优势,已在航空航天、生物医疗和高端模具等关键领域获得广泛应用。然而,增材制造特有的成形过程也带来了与传统制造方法不同的缺陷特征,这些问题严重制约了成形零件的服役可靠性,成为该技术亟须解决的核心问题之一。本文系统总结了中国航发增材制造技术创新中心在增材制造金属材料缺陷方面的研究成果,重点阐述了孔洞、未熔合、夹杂及裂纹等典型缺陷的形貌特征、形成机制及其对力学性能的影响规律,并进一步分析了热等静压处理对缺陷闭合及力学性能的改善作用。针对当前研究存在的不足,本文建议从揭示缺陷形成机理与工艺映射关系、开发增材制造专用金属材料、建立面向零件服役要求的缺陷验收标准和研究智能化在线监测与闭环控制技术等方面开展研究,以进一步推动该领域的进步。

材料科技前沿及相关颠覆性技术发展态势分析

摘要:材料是人类社会生存和发展的物质基础,近年来材料科技加速发展,新材料不断涌现,应用更迭加速,材料种类、创新和应用需求从速度、广度、深度及影响都呈现爆发态势。材料在经济社会发展中的作用逐渐从基础性、支撑性向颠覆性、引领性转变,成为面向未来产业取得竞争优势的关键性领域。总结材料领域颠覆性技术发展经验,分析发展态势,对于应对传统产业颠覆性重构,前瞻部署变革性技术研发,加快实现前沿技术创新应用,取得更加有利的国际竞争优势具有重大意义。

高熵合金纳米颗粒研究进展

摘要:当高熵合金细化至纳米尺度时, 其独特的结构与纳米尺寸效应间的相互作用将赋予材料优异的功能特性.然而, 由于异种元素间普遍存在的混合焓差异, 将多种非混相金属稳定结合并细化至纳米尺度具有极大的理论和技术挑战. 因此, 本文主要综述了近年来高熵合金纳米颗粒的研究进展, 首先系统总结了高熵合金纳米颗粒的制备方法、合成条件以及进一步提升合金体系固溶组元数量的策略, 随后从高熵合金纳米颗粒所具备的结构稳定性、氧化还原行为及异常尺寸效应等独特性质出发, 对其在催化、电磁、光热、气敏和储能等领域的应用及性能机理进行了详细的分析和讨论. 最后, 总结展望了高熵合金纳米颗粒未来面临的挑战和发展方向.

我国关键有源光纤材料发展战略研究

摘要:光纤激光器及放大器广泛应用于智能制造、生命健康、新一代信息技术以及国防军事等领域,而有源光纤是光纤激光器和放大器的关键材料。本文综述了红外波段(近红外1.0μm、近中红外1.3~1.5μm、中红外2.0~3.0μm)关键有源光纤材料的研究进展,从增益系数、增益带宽、特种光纤应用等角度分析了国内外有源光纤材料的发展现状和趋势,指出了我国在该领域所面临的生产设备国产化率不高、高端工业化产品不足等问题,提出了我国关键有源光纤材料未来的重点发展思路、发展方向和发展目标。最后从基本理论自主创新、产业可持续发展、推动政策体系构建、高技术产品引领、全产业链循环发展、领域人才梯队培养等方面提出了对策建议,以期推动我国关键有源光纤材料领域优质、快速发展。

压电陶瓷3D打印研究进展

摘要:压电陶瓷因具有压电性、介电性、弹性等,被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等领域。随着电子器件向着小型化、便携式发展,市场对小型且具有复杂几何形状的压电陶瓷的需求逐渐增大。采用传统技术制造的压电陶瓷虽能表现出良好的压电性能,但对于复杂结构的制造仍然存在挑战。增材制造技术是一种根据三维模型数据并采用材料逐层累加的方式直接制造出实体零件的先进制造技术。与传统制造技术相比,增材制造技术无需模具,可根据器件的形状设计并通过3D数字化模型直接制造实体零件,实现了零件“自由制造”,解决了许多复杂结构零件的成形问题,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。本文综述了当前增材制造技术在压电陶瓷制造中的发展现状,介绍了压电陶瓷在应用领域的研究进展,并对现阶段增材制造压电陶瓷技术的研究方向和前景进行了展望。

阻燃离子液体制备与应用研究进展

摘要:随着高分子材料科学技术的发展,已被广泛应用的塑料、橡胶等高分子材料因其阻燃性能差,容易引发火灾而受到越来越多的关注。阻燃材料具有耐高温、减少燃烧物产生、降低火焰传播速度和烟雾量的特性,离子液体(Ionic liquids,ILs) 由于其高热稳定性和气相阻燃、抑制自由基等反应能力,具有有效抑制火焰蔓延的特性,成为了新型的阻燃材料。因其阴阳离子的结构可调控性、环境友好性等特点,逐渐应用于阻燃领域。简要介绍了离子液体的种类,制备方法以及其阻燃机制,接着围绕离子液体在聚合物、纺织物与电子材料等各种高分子材料中的阻燃应用进行了详细介绍,最后对离子液体在阻燃应用方面的发展做出了展望。

活性氧捕获材料的研究进展

摘要:生命从呼吸中获得氧气, 氧气再进一步在线粒体中将糖类等氧化得到能量, 提供给生命过程使用. 然而在氧化过程中, 会生成高度活泼的活性氧. 当体内控制失衡的时候, 它的浓度会大大增加, 发生氧化应激, 对机体产生不可逆的破坏, 引起衰老、肿瘤、心血管以及神经性疾病等. 抵抗活性氧的核心物质是抗氧化物, 它的存在使氧化应激受到控制, 从而保护机体免遭伤害. 本文对国内外近年来在活性氧自由基捕获方面的研究进行系统的综述, 通过梳理, 提出研究的金字塔型三级结构. 设计抗氧化物大分子与无机纳米粒子复合的纳米杂化自由基捕获器可以一方面解决无机纳米粒子的毒性问题, 另一方面还可以赋予纳米粒子额外的功能. 期待这篇综述文章能为改性纳米粒子捕捉活性氧提供一些有益思路, 为功能高分子材料与杂化纳米技术在生物医学领域的探索提供借鉴.