烧结金属多孔材料及其应用与发展趋势
摘要：烧结金属多孔材料是一种特殊的结构功能一体化的金属材料，广泛应用于煤化工、石油化工、航空航天、新能源、半导体、冶炼、环保等行业，对于国民经济的发展具有重要作用。介绍了烧结金属多孔材料的种类，阐述了烧结金属多孔材料在过滤分离、流体分布控制、催化负载、强化传质传热等领域的应用，分析了烧结金属多孔材料的发展趋势，未来金属多孔材料将向材料复合化、孔径微细化、结构梯度化、应用广泛化与多功能化的方向不断发展。
第一性原理计算在若干铁基合金中的研究进展
摘要：基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算是研究材料物理化学性质的重要手段，对新材料的发展具有重要意义。这种方法仅需输入元素种类、 原子数和初始结构， 即可预测材料的晶体结构、电子结构和性能。随着计算机技术的进步，中国科学技术大学在“神威·太湖之光”超级计算机上实现万原子分子固体的大规模第一性原理计算。这一突破使得高精度的材料模拟在大尺度、长时间范围内成为可能，为材料研究提供了更精准的预测和模拟。第一性原理计算可帮助理解材料性质、预测不同环境下的材料行为，并指导新材料的发现和设计，有望显著缩短研发周期并降低成本。本文概述了第一性原理计算的理论基础，并详细评述了基于密度函数理论的第一性原理计算方法在若干铁基合金研究中的进展，同时探讨了其中存在的问题和未来发展趋势，为新型铁基合金的计算模拟研究提供了参考。
高熵合金在焊接领域的应用研究现状
摘要：高熵合金由于其新颖的设计理念及特殊性能，成为材料科学领域内新的研究热点。目前高熵合金的研究与应用还主要局限在材料的制备与合成方面，随着其在工业领域的广泛应用，必然涉及高熵合金在焊接领域的研究。本文从高熵合金同种材料的焊接、高熵合金和异种材料之间的焊接以及高熵合金作为填充材料进行异种材料之间的焊接三个方面展开叙述，重点分析焊接方法、高熵合金组分、焊接初始状态及焊接参数等因素对接头组织和性能的影响，特别在高熵合金作为填充材料时，利用高熵效应和迟滞扩散效应进行的界面调控尤为重要；对不同制备方法下的高熵合金涂层进行细致分析，介绍熔覆工艺、添加微量元素以及后热处理的影响，着重对比激光熔覆工艺下高熵合金涂层的耐磨性；通过对高熵合金在焊接领域的研究与应用进行总结，提出目前存在的问题主要是尚未建立高熵合金体系和焊接工艺间的对应标准及阐明缺陷的形成机理；并对未来高熵合金在焊接领域的重点研究方向进行了展望。
二维h-BN 的制备及在防腐涂层中的应用研究进展
摘要：六方氮化硼（h-BN）作为一种典型的二维层状材料，凭借其优异的高温稳定性、化学惰性和电绝缘性，在有机防腐涂层领域展现出巨大的应用潜力。系统综述了二维h-BN 的制备及在有机防腐涂层中的应用研究进展，内容涵盖h-BN的晶体结构、材料特性、制备方法及其在有机防腐涂层中的应用等多个方面。首先，简单阐述了h-BN的晶体结构特征及其关键材料特性。其次，详细介绍了制备h-BN纳米片的方法，主要包括两大类，一类是“自上而下”法（如机械法、液相法、插层法等），另一类是“自下而上”法（如化学气相沉积、物理气相沉积等）。同时，比较了各种制备方法在产率、成本控制、均一性及规模化生产可行性等方面的突出优缺点。随后，重点探讨了h-BN纳米片在有机防腐涂层中的应用研究进展，重点聚焦环氧树脂、聚氨酯及丙烯酸树脂三类典型聚合物涂层体系。通过对比分析h-BN纳米片改性前后涂层体系的耐蚀性演变规律，深入阐释了其增强机制。最后，简要分析了h-BN纳米片当前面临的技术瓶颈，并对其未来发展方向进行了展望，以期为该材料在防腐蚀领域的进一步研究和应用提供参考。
人工智能方法在RTM工艺仿真中的应用
摘要：树脂传递模塑成型（Ｒｅｓｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ，RTM）工艺仿真对于提高成型质量，降低ＲＴＭ 工艺成本至关重要。将人工智能方法引入RTM工艺仿真中，可以不必求解复杂的多尺度渗流模型就能够获得对RTM 模具设计的指导性意见。本文综述了以遗传算法和机器学习方法为主的人工智能方法在RTM工艺仿真中的研究现状，并讨论了该领域存在的问题及发展方向。遗传算法主要被应用于注胶口及流道配置优化方面，但在复杂问题中收敛性较差，与其他局部搜索算法结合的方法展现出解决复杂问题的潜力；机器学习方法的应用研究处于起步阶段，目前主要被应用于注射压力、浸渍质量、渗透率预测等方面，只对简单二维充模问题进行了研究；其他人工智能方法通常计算成本低，但难以验证最优性。人工智能方法的问题集中在迭代／训练所需的数据集的获取成本方面。其在三维复杂几何结构及非均匀渗透率制件方面的应用是未来的重要发展方向。
新型固态弹热制冷材料研究进展
摘要：当前全球制冷需求急剧上升，传统蒸汽压缩制冷技术的温室气体泄漏和低制冷能效导致严峻环境问题。在此背景下，零温室效应且高能效的固态制冷技术成为研究热点，其中弹热制冷易实现显著绝热温度变化，是最具潜力替代传统蒸汽压缩制冷的技术之一。目前,弹热材料研究主要集中于形状记忆合金，包括Ni-Ti 基、Cu 基、Fe 基和Heusler 型形状记忆合金等。然而,各类弹热合金材料普遍存在相变潜热、循环稳定性、工作温区与制冷效率相互制约的问题。在各类弹热合金中，对Ni-Ti 基合金研究最为系统深入。该合金室温下可实现17—24 K 的绝热温度变化，通过元素掺杂、晶粒细化、增材制造等手段可优化弹热性能，是最接近商用化的弹热制冷材料，但其面临循环稳定性较差、工作温区窄等挑战。未来对于弹热材料的研究可着重多个方向：通过对Ni-Ti 基合金高熵化，提升强度与宽温域性能，结合增材制造实现复杂结构的近净成形，平衡各项性能指标；借助原位表征技术揭示马氏体相变过程中的缺陷演化规律，建立疲劳寿命与晶格参数的定量关系；拓展梯度结构合金等前沿方向。
非晶合金作为能源存储和转化材料的研究
摘要： 非晶合金也称为金属玻璃， 其长程无序的原子排列结构， 使其比传统晶态合金拥有更丰富的活性位点以及更优异的化学与催化活性， 因此在氢能、 太阳能、 二次电池等能源储存和转换应用领域有广阔的前景。本文系统综述了非晶合金作为电催化水分解催化剂、 储氢材料、 锂离子电池和锂金属电池材料、 水系锌离子电池材料、 太阳能电池关键材料、 超级电容器等的最新研究进展，重点总结了非晶合金在能源存储和转化材料应用中的优异表现，分析了非晶态原子结构对能源存储和转化特性的影响规律及机理， 并对非晶合金结构与性能的调控策略进行了概述。最后， 总结并展望了本领域研究的挑战和未来发展趋势。
纳米薄膜材料的生长模拟: 蒙特卡罗与分子动力学的比较与应用
摘要：薄膜材料是材料科学的重要研究领域。随着纳米技术的迅速发展，薄膜材料的尺寸从最初的数十微米到几百纳米，再到如今的几纳米甚至更小，纳米尺寸效应使薄膜表现出许多新颖性能，受到广泛关注。然而，薄膜尺寸不断减小，受限于检测技术，为薄膜组织生长演化与性能调控研究带来新挑战。如何在现有的技术条件下，准确揭示纳米薄膜的构效关系，是实现其性能调控的关键。本文综述了蒙特卡罗模拟和分子动力学模拟在薄膜生长研究中的应用，探讨了两种方法在研究薄膜生长中原子聚集、表面形貌演变及结构形成机制方面的优势。蒙特卡罗模拟具有处理大规模系统的统计能力，能够模拟原子的聚集行为; 分子动力学模拟能够在有限时间尺度内精确描述原子动态过程，捕捉原子级别的运动和相互作用力。结合两者，可从多角度更全面地理解薄膜生长的复杂过程，不仅能深化对薄膜生长机制的认识，还可为纳米材料的制备与应用提供重要理论支持和实践指导。
第一性原理计算在超导材料中的应用
摘要：简要综述了第一性原理在材料计算中的基本原理，综述了其在超导材料研究过程的进展，特别是在超导材料领域中关于超导机制的研究，对于进一步拓展新型超导材料及其实用化提供了理论支持；同时也提出了第一性原理计算在超导材料领域计算过程中的不足和建议，并对其在超导原理机制方面的研究前景进行了展望。
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。
