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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
零价铁体系中的还原路径：研究方式和检测方法引起的讨论

零价铁体系中的还原路径：研究方式和检测方法引起的讨论

摘要：零价铁（Zero-valent iron，ZVI）及其表面改性材料因其优秀的还原性能已被用于去除多种污染物。直接电子转移还原、Fe（II）还原和原子氢还原是三种公认的可能的ZVI还原路径。因研究者对三种还原路径存在不同的理解以及对还原路径的检测使用了不同的方法，近期的研究在：（1）原始ZVI材料的主导还原路径为何；（2）硫改性给ZVI带来的是抑制原子氢产生还是重组；（3）碳改性强化ZVI还原性能是通过加速直接电子转移还是原子氢生成；（4）不同过渡金属改性对于ZVI的主导还原路径的影响有何深层机制等方面产生了差异性的结论，进而引发了关于ZVI及其表面改性材料对污染物还原去除的主导还原路径为何的一些争论。因此，本文系统总结了：（1）ZVI及其表面改性材料的结构与不同改性原理；（2）ZVI还原体系中还原路径的三种作用机理及不同检测手段；（3）表面改性技术（硫改性、碳材料改性和过渡金属改性）对还原路径的不同影响机制；（4）环境条件（pH、共存离子和天然有机物）对不同还原路径的干扰，并从还原路径出发对未来研究需重点关注的对象提出展望，期待解答当前对于还原路径的研究所存在的部分困惑和促进对ZVI的还原路径达成统一认知，以促进ZVI及其表面改性材料的科学研究发展。
新材料 2026年02月26日
共晶高熵合金成分设计的研究进展

共晶高熵合金成分设计的研究进展

摘要：近年来，共晶高熵合金由于优异的铸造性能以及优良的强塑性匹配受到了广泛关注，然而，目前存在着开发共晶高熵合金效率过低的问题，共晶高熵合金的成分设计始终是一项挑战。针对这一项挑战，国内外学者开发了多种共晶高熵合金的成分设计方法来加快共晶高熵合金的开发速度，由最初的试错法，发展到后来的d轨道能级法、简单混合法、混合焓法、相图计算法以及机器学习辅助的方法等等。每种方法各有特点和局限性，本文对共晶高熵合金的成分设计方法进行了全面评述。
新材料 2024年09月06日
冷喷涂后处理技术及其研究进展

冷喷涂后处理技术及其研究进展

摘要：冷喷涂是一种利用超音速气流加速固态粉末粒子，通过高速撞击产生的塑性变形制备涂层或块体材料的固态沉积技术。在冷喷涂过程中材料始终保持固态，避免了热喷涂过程中由于高温引起的氧化、晶粒长大和相变等问题，适合温度敏感的材料(如Al、Cu和Ti等金属)；此外，冷喷涂技术还能制备一些传统方法难以制备的材料(如镍基高温合金和新型高熵合金等)及其涂层。因此，冷喷涂技术具有广泛的材料适用性，既可以用于修复和涂层制备，也可以用于增材制造。然而，通过冷喷涂技术制备的涂层或材料存在致密度低、组织不均匀以及涂层结合强度差等问题。通过粉末前处理、涂层和材料的后处理等方法可对涂层组织结构和性能进行有效调控，实现高质量涂层或材料的制备及高性能应用。基于此，本文对冷喷涂后处理技术的种类、特点及其研究进展进行了全面综述，内容涉及目前已报道的各种冷喷涂涂层和材料(纯金属及其合金、不锈钢、高熵合金及复合材料等)的后处理技术(热处理、激光重熔、感应重熔、热等静压、热轧、搅拌摩擦以及电脉冲等)，重点对各种冷喷涂后处理技术的优势、特点及存在的问题进行总结和分析，并对各后处理技术的发展方向进行展望。
新材料 2026年04月20日
碳点缓蚀剂的研究进展及展望

碳点缓蚀剂的研究进展及展望

摘要：碳点(CDs)因其突出的光电性能、来源丰富、富含官能团及杂原子、绿色环保等特性，已成为新型纳米级绿色缓蚀剂的研究热点。本文从CDs结构性质出发，归纳总结目前采用自上而下和自下而上途径合成CDs的具体方法，并简要介绍了理论计算在合成CDs中的指导应用。围绕掺杂型(非金属、金属和共掺杂)、表面修饰型和生物质基为研究热点的3 类CDs缓蚀剂，展开分析了不同金属在不同介质中的缓蚀性能，以及在溶液中的作用方式和缓蚀机理模型。综合在金属腐蚀防护领域的研究概况，对未来发展趋势进行了展望。旨在通过对CDs缓蚀剂的分析研究，充分挖掘利用其在金属腐蚀防护领域的优势，优化CDs制备工艺，开发出更先进、高效的腐蚀防护技术，为CDs缓蚀剂在未来的深度研究和实际应用提供一定的参考，推动金属腐蚀防护技术实现高质量发展。
新材料 2026年05月19日
三维晶格超材料的力学性能优化与应用进展

三维晶格超材料的力学性能优化与应用进展

摘要: 三维晶格超材料凭借其跨尺度的可设计性,突破了传统材料的力学性能极限,在航空航天、生物医疗等领域的轻量化与能量吸收应用中展现出巨大潜力。然而,该材料的动态载荷响应机制尚不明确,且增材制造过程中产生的几何缺陷与材料异质性导致显著性能偏差,严重制约了其工程化应用进程。本文系统综述了近年来三维晶格超材料在力学性能优化方面的研究进展,重点探讨了分层、梯度与无序3 类跨尺度设计策略的强化机理,分析了增材制造缺陷对性能的影响规律,并探讨了融合多尺度建模与智能算法的协同优化框架。已有研究证实,协同应用上述策略可显著提升能量吸收效率与动态稳定性,为抗冲击防护结构与骨组织工程支架提供了有广阔前景的解决方案。当前研究仍面临多材料增材制造工艺兼容性不足、极端复杂载荷环境下耦合行为解析困难等瓶颈。未来需通过材料体系创新与制造工艺协同优化,构建“设计-制造-性能”闭环优化体系,推动高性能三维晶格结构的工程应用。
新材料 2026年07月27日
形状记忆高分子材料的研究进展及应用

形状记忆高分子材料的研究进展及应用

摘要：形状记忆高分子材料（Shape memory polymers，SMPs）是一类能够在外部刺激条件（如温度、光照、电场、磁场等）下，自动恢复到预定形状的智能材料。自20世纪90年代初期以来，随着科学技术的进步，SMPs作为一种新型智能材料在众多领域获得了广泛的关注和研究，随着国家大力推动科技创新和产业升级，SMPs正迅速崭露头角，成为现代科技飞速发展的关键支撑之一。得益于其结构的灵活性和可调性，SMPs在生物医学、纺织工业、航空航天等多个领域展现出了巨大的应用潜力。本文将深入探讨形状记忆高分子材料的研究进展及在多个领域的应用，介绍其分类、特性以及发展历程；重点分析该材料在各个行业中的应用前景，并对当前存在的挑战及其未来的发展趋势进行论述展望。
新材料 2026年09月15日
我国氟化碳材料的基础研究现状及发展趋势

我国氟化碳材料的基础研究现状及发展趋势

摘要：氟化碳（CFx）是一种由碳质材料（ 如石墨、 石墨烯、碳纳米管等不同化学结构的炭材料）和氟化试剂在一定条件下发生氟化反应而形成的具有C―F 键的碳衍生物，由于多样的碳骨架和可控的极性C―F 键，使其具有化学稳定性、带隙可调性以及超疏水性等多种优异性能，是新型碳基材料研究热点之一。本文以氟化碳材料的结构和性质为基础，分别从化学能源、摩擦润滑和半导体等领域的应用综述了近年来我国氟化碳材料的基础研究现状和发展趋势。同时，还介绍了我国氟化碳材料的产业化进程，指出目前在民用领域受限的主要原因，提出了当前氟化碳在不同应用领域存在的问题和未来发展机遇，为氟化碳材料的进一步扩大生产和实际应用提供方向。
新材料 2025年01月09日
高分子材料3D打印应用与案例

高分子材料3D打印应用与案例

摘要：高分子材料3D打印是增材制造的重要部分，其3D打印方式较多，发展前景广阔。本文以高分子材料在3D打印领域应用为主，讲述了常用的三种高分子材料3D打印方式原理和实际应用案例，介绍了其他四种高分子材料3D打印方式原理及技术要点，了解了我国聚合物3D打印机向超大型高温型发展的动态以及3D打印丝材转向使用粒料节约材料成本，兼容多种高性能3D打印材料，让聚合物3D打印更好地为国民经济发展增添新动能。
新材料 2025年03月10日
超材料技术及其应用展望

超材料技术及其应用展望

摘要：超材料是一类利用人工结构作为功能单元构筑的新型材料，可实现自然材料无法获得的新性能，得到了世界各国的高度重视，被美国国防部列为六大颠覆性技术之一。本文从工程应用出发对超材料技术的形成和发展做了简单评述，总结了过去一些年超材料在几个典型领域，如隐身、电子元器件及机械减震系统中取得的若干重要突破，预测了可能导致颠覆性技术的几个方向，如超材料透镜技术、超材料全光调控技术，以及超材料与常规材料的融合等，并对超材料技术未来发展的难点和战略思路提出了建议。
新材料 2024年03月27日