超晶格涂层的制备、结构及性能研究进展

摘要: 系统综述了超晶格涂层技术的研究进展,聚焦于制备工艺-结构-性能-应用的多因素耦合机制研究。概述了超晶格涂层的组合方式与特点,磁控溅射、多弧离子镀等制备工艺对超晶格涂层微观结构及性能的调控机制; 重点讨论了超晶格涂层的调制周期、界面结构、单层厚度3 大微观结构参数对超晶格涂层力学性能、耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化性及电磁学和光学等性能的影响规律及作用机制; 介绍了超晶格涂层在刀具、传感器以及热电材料等领域的应用现状,并从成分结构设计、计算建模、性能协同优化机制等方面对超晶格涂层的未来发展方向进行了展望。

石墨烯基导热膜研究进展

摘要:随着电子设备的小型化和高度集成化,设备运行时的热量聚集和温度分布不均等问题严重影响着系统的可靠性和稳定性,制约着电子技术的发展。高性能石墨烯基导热膜凭借自身高面内热导率的特点,可将局部热点的热量高效扩展至更大的传热面积来提升散热效率、降低器件运行温度,是重要的电子设备热管理材料。本综述分析了石墨烯膜结构与导热性能的关系,介绍了石墨烯基导热膜的主要制备方法,讨论了石墨烯前驱体,制膜工艺以及热处理过程对石墨烯膜缺陷结构的调控和修复机制,总结了当前提高石墨烯膜热导率的主要方法和研究进展,探讨了当前石墨烯导热膜技术发展的主要挑战和未来发展方向。

冷喷涂沉积层中的孔隙及其控制措施

摘要:冷喷涂沉积层中的孔隙率反映了喷涂颗粒的变形程度及它们之间的结合程度,对沉积层的硬度、弹性模量、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能和疲劳性能等均有一定影响。沉积层孔隙率对评价沉积层综合性能、优化冷喷涂工艺等均有着重要的意义,是衡量沉积层质量的重要指标之一。目前已有多篇文章系统介绍了冷喷涂工艺对沉积层性能的影响,但鲜有关于冷喷涂沉积层中孔隙及其控制措施的综述性报道。为此,在参阅了大量文献的基础上,系统阐述了冷喷涂沉积层中孔隙的形成及其检测方法和影响因素,并总结了孔隙率对沉积层性能的影响及降低沉积层孔隙率的措施。

聚氨酯涂层的疏水改性研究进展

摘要:聚合物涂层具有成本低廉、易于制备、使用方便、种类丰富等优点,被广泛用于运输和基础设施等领域金属材料表面的防腐防污。其中,聚氨酯(PU)是一种具有良好机械性能、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等优异性能的聚合物材料。然而传统PU涂层的耐水性不佳,严重影响其在潮湿环境下的稳定性和使用寿命,因此对PU涂层进行疏水改性以增强其耐水性成为了具有广泛应用前景的研究方向。本文总结了用于PU涂层疏水改性的方法和研究进展,并对其进一步的应用前景进行了展望。

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。

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。

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。

2024年中国稀土科技进展综合评述

摘要:本文简要综述了2024年我国学者在稀土光功能材料(发光、生物医用, 光学晶体)、催化、永磁、分子基材料、能源、陶瓷、抛光、金属及合金材料等十个典型材料领域,以及在稀土提取分离和循环利用等方面的主要研究进展,旨在总结过往、展望未来,为读者提供去年相关领域国内工作的基本导读。由于内容实在丰富,故综述中力求简述。

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。

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。