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二维材料在分离膜制备方面的应用

二维材料在分离膜制备方面的应用

摘要：随着材料科学和膜分离领域的不断发展，二维材料在制备新型分离膜方面展现出巨大的潜力。二维材料超薄的厚度有利于降低传质阻力进而提高通量；二维材料面内或层间通道可以人为调控尺寸用于精确的尺寸筛分。当二维材料用于制备分离膜时，这些特点可以使分离膜同时具有较高的传质效率和分离能力。本文介绍了可用于分离膜制备的二维材料及其特性，概述了对应不同类型材料适用的制膜策略与所制备的分离膜在水处理、有机溶剂分离或气体分离等方面展现出的优异性能。最后分析了二维材料基分离膜的成孔机制，总结了当前面临的挑战与研究热点，并展望了未来需要着重关注的研究方向。
新材料 2026年02月25日
二维/三维可调纸基超材料天线

二维/三维可调纸基超材料天线

摘要：为满足移动通信系统对多频段、小型化天线的设计需求，结合超材料的结构优势，基于折纸技术设计了一种二维/三维可调双波段纸基超材料天线。为了说明纸基天线易加工、低成本、易携带等特点，分别将导电银浆涂覆在不同纸基材料上制备了天线实物样机。仿真和测试结果表明，在二维和三维状态下，天线分别工作在2.45 GHz和1.40GHz 频率处，且通过调节内环折叠角度可实现工作频段的调控。此外，分别研究了二维和三维天线的辐射方向图。二维天线的主辐射方向与天线所在平面垂直，而三维天线的主辐射方向受内环折叠角度调控。所设计的纸基超材料天线为实现工作频段可切换的天线设计提供了新思路，在便携式移动终端、多波段通信等领域具有广阔的应用前景。
新材料 2026年03月19日
类石墨涂层的研究进展

类石墨涂层的研究进展

摘要: 类石墨(GLC)涂层具有优异的摩擦学性能和较低的内应力,其摩擦系数小、磨损率低,可以作为减少运动部件摩擦磨损、延长使用寿命的保护涂层的候选材料之一,在机械工程、医疗和电子等领域具有广泛的应用潜力。类石墨涂层与类金刚石(DLC)涂层同属于非晶碳涂层,差异在于sp2和sp3键的含量,其制备方法、结构和性能都有明显的不同。类石墨涂层以sp2杂化为主,目前研究者们对其结构和性能及其掺杂和应用进行了大量的研究。本文综述了类石墨涂层的研究成果、分析了掺杂对类石墨涂层性能的影响、列举了不同类石墨涂层的应用范围,旨在为开发更合适的类石墨涂层提供参考,最后对类石墨涂层的研究方向及相关技术的研究发展进行了展望。
新材料 2024年06月28日
TiB2陶瓷研究进展与应用

TiB2陶瓷研究进展与应用

摘要：TiB2陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨以及优异的导电性能和高温抗氧化性能，被广泛应用于航空航天、机械制造、金属冶炼、电子信息等领域。TiB2 陶瓷的相对密度低、加工难度大，难以满足高端制造的应用需求，而通过掺杂改性、添加烧结助剂、优化烧结工艺等方式可以促进TiB2陶瓷的致密化，大幅提升其综合力学性能。本文综述了高性能TiB2陶瓷在成分设计、烧结工艺等方面的研究进展，并阐述了其在精密工具、防弹装甲、电解阴极等方面的应用前景。
新材料 2025年01月07日
二维纳米催化剂的研究进展与展望

二维纳米催化剂的研究进展与展望

摘要：文中介绍了长期以来一直被认为是一般催化应用的研究热点的典型二维纳米催化剂，依次讨论它们的分类、结构、合成方法和表征等方面的内容。此外，我们提供了关于基于二维纳米材料的催化应用的讨论，主要集中在环境处理和生物化学技术方面，包括染料降解、有毒物质消除、析氢反应（HER）、析氧反应（OER）、二氧化碳还原反应（CO2RR）和癌症治疗等。最后，我们描述了二维纳米催化剂的机遇、挑战和发展方向。本综述的目的是激发和引导对这一研究领域的兴趣，以促进未来二维纳米材料在催化领域的创新。
新材料 2025年03月03日
基于二氧化钒的多功能可切换超材料器件研究

基于二氧化钒的多功能可切换超材料器件研究

摘要：提出一种基于加号单元结构阵列的可切换太赫兹超材料器件，通过引入二氧化钒（VO2）材料，可以在不同的太赫兹频段实现交叉极化转换、线-圆极化转换和宽带吸收，具有多功能的特性。当VO2处于绝缘态时，该结构在多个频段内可实现线-圆极化转换和交叉极化转换；当VO2 从绝缘态转变到金属态时，在1.610~4.010 THz 频段内吸收率超过90%，具有宽频带和高效率等优点。此外，还对太赫兹波入射角度和极化角度对器件的极化转换特性和吸收特性的影响进行研究，证明该结构具有极化不敏感和入射角度稳定性高的特点。研究结果表明：所提器件独特的多层堆叠结构不仅展现出卓越的吸收性能，还能够在多种极化状态下快速转换，在太赫兹成像、通信和安全检测等领域有很大的应用潜力。
新材料 2025年09月05日
吸声材料新进展

吸声材料新进展

摘要：声能量的损耗与吸收不仅是声学研究的热点, 而且在噪声控制工程中有着巨大的应用潜力. 通过充分利用边界层内的热传导-黏滞效应, 吸声材料可高效地吸收声能量. 从本质上而言, 通过吸声材料吸收声波的过程属于带有损耗的声场调控. 因此, 吸声材料的性能与其声场调控能力密切相关. 基于多共振模式耦合的声学超材料具备超高的声场调控自由度, 为共振型吸声结构的研究和设计提供了许多新的思路和方法. 本文简要介绍了吸声材料的基本原理, 梳理了多孔材料、单模式共振结构和多模式耦合共振结构的研究历程和现状, 整理了多功能吸声结构和超构声衬的最新研究成果, 并对吸声材料领域未来的发展进行了展望.
新材料 2025年12月03日
基于深度学习和数字图像处理的晶界分割与修复

基于深度学习和数字图像处理的晶界分割与修复

摘要：通过综合应用深度学习与图像处理技术，对金相图像中晶界进行分割与修复，为晶粒度的准确评级提供基础。首先，通过采集并人工标注多样化的金相图像样本，利用U-net模型结合数据增强和合理的切割策略，提升模型的泛化能力和鲁棒性。其次，采用封闭晶界的数据集，增强模型的预测能力。第三，提出晶界匹配像素准确率这一新的评估指标，有效衡量了模型对晶界预测的准确性。此外，采用图像处理技术对提取到的晶界进行修复，进一步提高晶界线的完整性和连续性。这些方法的综合应用不仅提高了金相图像晶界分割的准确度，而且为材料微观结构的表征与性能评估提供了一种高效的技术手段。
新材料 2026年01月26日
高效热管理用多层级孔金属材料研究进展

高效热管理用多层级孔金属材料研究进展

摘要: 高效热管理是保障高热流密度和大功率新兴电子设备与机械器件运行安全性和稳定性的关键技术, 多孔金属作为兼具结构和功能的一体化材料, 凭借其高孔隙度、高比表面积、高连通孔隙度以及材料本身优良的导热性, 在高效热管理领域展现出巨大的潜力。随着应用环境的变化, 人们对多孔金属的综合性能提出了越来越高的要求, 与传统的单层孔结构金属材料相比, 多层级孔结构金属由于具有两级甚至多级孔结构特征, 表现出更加优异的综合性能, 因此成为研究和关注的热点。综述了高效热管理用多层级孔金属的制备方法, 主要包括烧结、电化学沉积以及选区激光熔化法等, 并总结了对应方法在制备多层级孔材料方面的最新研究进展; 分析和讨论了部分制备技术的优缺点以及层级多孔结构热性能的关键参数及其热管理性能评价; 介绍了多层级孔金属材料在航空航天、电力电子、新能源汽车等领域基于相变传热的热管理研究现状, 最后展望了用于高效热管理的多层级孔金属材料的发展方向。
新材料 2026年03月19日
高熵金属材料在氢环境中的脆性行为研究进展

高熵金属材料在氢环境中的脆性行为研究进展

摘要：氢脆广泛发生于各种金属及合金材料中，氢脆存在隐蔽性和时间滞后性，一旦发生往往带来灾难性事故，制约了金属材料在极端工况环境下的应用。研究发现，一些高熵合金（HEA）或多主元合金在力学性能、耐蚀性、抗氢脆性能等方面表现出超越传统合金材料（如钢、镍基合金、铝合金等）的性能特点，有望成为极端恶劣工况环境下装备用材料。在此基础上，对氢脆的机理和抗氢脆多主元合金领域的研究进展进行了综述。首先介绍了氢脆的概念，并梳理了几种金属氢脆机理，包括氢压理论、氢致局部塑性变形、氢增强解离、氢增强应变诱导空位、纳米空位聚合、氢促进位错发射等。随后，结合慢应变速率拉伸实验结果，梳理了影响多主元合金（尤其是高熵合金）抗氢脆性能的因素，包括氢含量、合金元素、微观结构、制备工艺、热处理工艺和实验条件等。最后，结合影响多主元合金抗氢脆性能的因素，提出通过优化制备工艺、改善热处理工艺和调整元素含量来提高CoCrFeMnNi 高熵合金的抗氢脆性能，以及采用机器学习辅助开发新的抗氢脆多主元合金的观点，可为抗氢脆材料的研发提供参考。
新材料 2024年11月13日