纳米复合智能防腐涂层在金属表面上的应用研究

摘要:智能防腐涂料能可有效地提高金属的使用寿命,因而具有自愈功能的智能防腐涂料越来越受到人们的重视。概述了 pH响应、光刺激响应、离子响应等不同触发机制的纳米智能防腐机制研究,总结了不同金属表面纳米复合智能防腐涂层研究进展,最后提出金属表面智能自修复防腐涂层发展所面临的挑战和未来发展前景。

航空发动机和工业燃气轮机热喷涂热障涂层用金属黏结层:回顾与展望

摘要:超音速火焰喷涂制作的金属黏结层加料浆喷涂制作的柱状晶结构陶瓷隔热层被视作新一代航空发动机和燃气轮机用热喷涂热障涂层,其中采用的MCrAlY 金属黏结层正朝着长寿命、低成本、适用于新燃料的方向发展。本文综述近年来航空发动机和燃气轮机热端部件热障涂层用MCrAlY 金属黏结层研究进展,并对涂层的结构设计与成分设计进行探讨。

过渡金属低维纳米材料在电催化领域中的研究进展

摘要:随着环境问题的日趋严重和能源危机的不断攀升,利用电催化技术开发可持续的绿色新能源迫在眉睫。过渡金属低维纳米材料具有高活性表面、高效的电子转移速率和丰富的表面空位,能够有效提升电催化反应的效率和稳定性。本文基于材料维数,将过渡金属低维纳米材料分类,并分别阐明其优势,重点综述零维、一维、二维纳米材料在电催化领域中的研究成果,揭示低维纳米结构与电催化活性、稳定性之间的关系,明确了低维纳米化是提高电催化性能的有效方法。最后,指出过渡金属低维纳米催化剂应根据需求合理设计并优化其结构。未来低维纳米催化剂的发展方向应是基础研究与计算研究相结合,用理论来引导设计,搭配机器学习预先选择合适的结构模型以及朝着改进现有材料结合更多更高效的复合材料进一步发展。

高强金属丝材的力学行为与变形机理

摘要:金属丝材作为一类独特的结构及功能材料, 具有悠久的发展历史, 并在诸多领域发挥着不可替代的作用. 目前, 人们已经发展了多种成熟的丝材加工工艺, 并制备出多种高强韧金属丝材. 其中, 传统珠光体钢丝保持着金属丝材最高抗拉强度的世界纪录, 而新型高熵合金丝材成功克服了传统丝材强度与塑性之间的矛盾关系和低温脆性的问题, 显示出在复杂服役环境下的巨大应用潜力. 由于金属丝材各异的微观结构和物理化学特性, 其表现出各自独特的力学行为和复杂迥异的强塑性变形机理. 多晶合金丝材的高强度主要源于界面强化和位错强化等多种强化机制的共同作用, 其塑性变形涉及位错运动和变形孪生等多种复杂的塑性变形机理; 非晶合金丝材的高强度源于其本征的原子无序结构, 其塑性变形则主要与流动缺陷的激活与聚集有关. 为了进一步实现金属丝材强韧化, 研究者提出了微观组织细化和不均匀结构设计等有效途径. 随着金属丝直径的减小, 变形尺寸效应显现, 考虑尺寸效应的应变梯度塑性理论相继发展并有效应用于金属丝材力学行为描述. 本文对金属丝材的发展历史、制备工艺和典型高强金属丝材的力学行为、强塑性变形机理以及本构模型进行了回顾与综述, 并对未来研究值得关注的方向提出了几点展望.

3D打印微波吸收材料研究进展

摘要:近年来,随着3D 打印技术逐渐成熟化与商业化,这种新兴制造技术开始应用于吸波材料的设计与制备中。本工作从3D打印频率选择表面类和超材料类吸波材料、3D打印蜂窝类吸波材料、3D打印陶瓷类吸波材料和3D打印其他吸波材料等几个方面综述了3D打印技术在微波吸收材料制备方面的研究进展,对3D 打印技术在微波吸收材料制造中存在的打印材料局限性、材料力学性能缺乏、微观结构的测试分析等问题进行了阐述,同时对3D打印技术在微波吸收材料制造领域未来的发展趋势,如小型化、多功能、智能化也进行了展望。

基于水凝胶的定形相变材料制备与性能研究

摘要:在储冷控温用定形相变材料研究领域,水的相变储冷特性常被忽视. 本研究以丙烯酸和聚乙烯醇为原料,通过交联聚合,辅以冻融循环和表面干燥制备了一类基于聚乙烯醇和聚丙烯酸的水凝胶定形相变材料. 在氢键和冻融循环的作用下,聚乙烯醇和聚丙烯酸相互缠绕形成强大的氢键网络,赋予水凝胶极高的含水量和良好的塑形性能. 将该水凝胶用作定形相变材料,通过其中水的相变实现相变储冷,储冷容量达237 J/g,且50 ℃以下水不会挥发. 该水凝胶定形相变材料具有极好的抗泄漏性能和良好的循环稳定性,50 次冻融循环后储冷性能无变化,且可塑成任意形状,可应用于储冷、冷链控温和冷敷等领域. 此外,为充分利用水凝胶内部的孔隙,通过添加纳米石墨片增强水凝胶骨架的稳定性,并经冷冻干燥得到了一种高孔隙率支撑材料,然后以赤藓糖醇和PEG2000 为相变材料,制备了2 类定形相变材料. 它们均具有极高的相变材料含量和相变储热容量,证明基于水凝胶的聚合物网络骨架是一类良好的支撑材料. 本文所得结果对推进水凝胶材料在热能储存和温度控制领域的应用具有重要的价值.

高导热纤维研究进展

摘要:伴随航空航天、电子芯片、人工智能等领域的高速发展, 高功率均热、散热的应用需求对高导热材料提出了越来越高的要求. 高导热纤维, 例如中间相沥青基碳纤维、氮化硼纤维、碳纳米管纤维、石墨烯纤维等, 既呈现出优异的高导热能力, 还兼具高力学强度、定向导热特性、可编织性, 是实现高功率散热应用的结构功能一体化理想材料. 本文梳理了高导热纤维的研究进展, 介绍了其导热机理以及独特的纤维结构和材料特性, 汇总了纤维热导率的测试方法, 展望了高导热纤维的应用前景以及未来发展方向.

导热纸(膜)的研究进展

摘要:电子产品日渐突出的散热问题,引起了人们对电子领域热管理的广泛关注。柔性导热材料具有高韧性、高弹性、高导热、灵活性等特性,可运用于柔性电子器件,轻、薄型电子设备,电池等领域,帮助解决其散热问题。纸张及薄膜具有良好的柔韧性、优异的加工性和厚度可调整性,是良好的柔性导热材料。本文概述了近年来导热纸(膜) 的研究进展,对不同基材的导热纸进行了归纳分类和介绍,重点讨论了纤维素基导热纸的制备方法、导热性能、导热性能测试方法及机械性能。

难熔高熵合金力学性能的研究进展

摘要:相比传统合金,高熵合金在力学性能方面表现出色,是近年来合金研究的一个热点方向。难熔高熵合金主要由难熔金属元素组成,其强度高、耐高温,因而在极端环境下应用的潜力巨大。但目前难熔高熵合金还存在着强塑性不匹配、加工性能差等问题,调控难熔高熵合金的微观结构进而改善其强塑性是研究的重点。综述对比了近年来难熔高熵合金的不同制备方法对其性能的影响;探讨了调控金属元素和非金属元素对其微观组织和力学性能的影响,并调研了热机械加工工艺对难熔高熵合金的力学性能影响。

多孔金属材料的抗蠕变性能研究进展

摘要:多孔金属因其优异的力学性能,在过滤、催化、吸附和传热等领域得到广泛应用。然而,蠕变失效是多孔金属零部件在高温和恒应力条件下失效的主要方式之一。从孔结构、棱结构、微观缺陷以及蠕变寿命预测4个方面总结了多孔金属材料抗蠕变性能研究进展,阐述了孔隙率、孔形、孔径等孔结构对多孔金属应力指数、抗蠕变性能和变形机制的影响;分析了空心棱、实心棱两种结构在不同应力条件下的抗蠕变性能,揭示了棱宽变化对多孔金属蠕变速率的影响规律;揭示了多孔金属中常见的微观缺陷对其蠕变机制的影响;介绍了目前常用的多孔金属蠕变寿命预测本构模型。以期为多孔金属结构的长寿命服役和稳定可靠运行提供较为科学的指导。