面向多功能工程应用的力学功能超材料的研究进展

摘要：力学超材料是一类人造结构化材料，其本质是以人工微结构为单元构造的复合结构，旨在通过设计人工微结构单元的形状、尺寸和周期性排列模式增强宏观整体结构的力学性能，实现负泊松比、多稳态、轻质高强、可编程/重编程等超常力学性能。然而，通过常规材料制备的力学超材料难以满足不同工程应用场景对功能器件的多环境场自适应性、迅速可控环境响应和能量转化等性能要求。结合力学超材料和先进功能材料构筑的力学功能超材料从材料角度拓展了力学超材料的性能，可以实现可调控的力电、力磁、力热等耦合响应，有望实现力学超材料的多功能工程应用。本文从超常力学性能和典型分类方面阐述了力学超材料的研究进展，从构筑方法和耦合响应方面详细介绍了力电、力磁和力热超材料3 类代表性力学功能超材料，总结与展望了力学功能超材料在航空航天和海洋工程领域的潜在工程应用，包括自折展卫星太阳翼、微型航天器自供能、卫星平台隔振、海洋工程与装备监测感知和海洋波浪能采集等。

新材料 2026年03月03日 1 点赞 0 评论 299 浏览

玻璃纤维表面碳基导电涂层制备及应用研究进展

摘要：玻璃纤维（GF）因具有高强度、高模量、耐高温、低成本等优点受到关注，但其不导电的特性极大地限制了其在高端新兴技术领域的应用。碳纳米材料作为新兴材料，具有优异的电、磁、光和力学性能，因此在绝缘玻璃纤维表面制备高导电碳层，可赋予其功能性，进一步拓宽玻璃纤维增强复合材料的应用领域。本文系统地从涂层制备方法（如浸渍法、喷涂法、热解法、静电吸附法、电沉积法、化学气相沉积法），涂层形成机理（包括物理吸附、化学键合、机械锚固），涂层导电性能（包括玻璃纤维及其增强材料的电导率、电阻率和电阻），应用领域（如结构检测、电磁屏蔽、电热除冰、能源收集）等方面综述了玻璃纤维表面碳基涂层（碳纳米颗粒层、碳纳米管层、石墨烯及其衍生物）和超级蒙烯材料中蒙烯玻璃纤维的最新研究进展。简单阐述了涂层均一性、厚度以及掺杂等因素对导电性能的影响。综合分析了当前制约碳基导电玻璃纤维规模化生产和实际应用的瓶颈问题及解决策略，并对玻璃纤维表面碳基导电涂层未来的应用前景及研究方向进行了展望。

新材料 2026年04月24日 1 点赞 0 评论 108 浏览

基于力学超材料的柔性机械臂设计技术

摘要：以力学超材料为基础结构的柔性机械臂可通过力学超材料的调配设计实现多重弯曲运动。为探究该类柔性机械臂的变形特性，在分析柔性机械臂结构及其驱动原理的基础上，通过分段常曲率假设建立胞元组变形的数学模型，同时根据柔性机械臂单元的弯曲特性进一步提出了单节柔性机械臂单元和多节柔性机械臂单元的变形预测模型，最后通过实物实验验证了变形预测模型的有效性，完成了超过±90°的弯曲并对末端周围的环境进行探查，可应用于复杂狭小空间的检视。

新材料 2024年09月30日 1 点赞 0 评论 402 浏览

MXene改性防腐涂层:表界面调控及其防腐机制

摘要：针对海洋环境的金属腐蚀问题,在海工装备表面涂覆有机涂层是一种行之有效的策略。然而,有机涂层在服役过程中不可避免地会受到腐蚀介质的侵蚀,导致其性能逐渐劣化。MXene纳米片因其大比表面积、高耐渗透性和良好的界面相容性等特点,被广泛应用于提升有机涂层的防腐性能。当前,对于MXene 改性有机涂层的腐蚀防护研究主要集中在表界面设计及其防腐机制方面。在概述MXene改性有机涂层研究进展的基础上,重点探讨了影响复合涂层防腐性能的关键因素及其防护机制,最后展望了MXene改性有机复合涂层的未来发展方向。

新材料 2026年05月26日 1 点赞 0 评论 117 浏览

Bi-2223超导带材力学性能增强研究进展

摘要: Bi2 Sr2Ca2Cu3Ox( Bi-2223)超导材料具有高临界转变温度和高上临界场，由其制备的Bi-2223带材具有较高的载流性能，因而在电工领域的应用中具有明确的优势。然而，Bi-2223带材在超导电缆、磁体等使用过程中所受洛伦兹力和热应力会对超导芯丝造成损伤，使带材的载流性能降低。在实际应用中需要对Bi-2223带材进行力学性能增强，以保证Bi-2223带材的使用性能。简述了Bi-2223带材的常用力学性能增强方法，包括合金包套增强和层压增强，还介绍了常用的银合金包套和层压增强材料，阐述了银合金包套增强作用和层压增强中残余应变对Bi-2223带材增强的作用。

新材料 2026年07月03日 1 点赞 0 评论 90 浏览

基于有限元方法的超导线协调变形研究进展

摘要：NbTi、Nb3Sn、MgB2、Bi系超导材料的结构复杂，金属间、金属与粉体间及芯丝间的协调变形均匀性决定了线材加工质量和力学性能。线材和模具结构、加工工艺、变形条件是影响其协调变形行为的重要因素，基于有限元数值模拟方法，分析和评估多种因素下超导线材的协调变形行为是一种重要工程手段，能够较为准确和直观地分析多层、多芯复合结构超导线材成形过程协调流变行为及复合相间及其界面处的应力/应变分配。本综述旨在概述超导线材成形过程有限元模拟的研究进展，归纳总结了超导线材成形有限元模型构建、本构模型选择及边界条件设置等。同时论述了变形参数、模具结构和加工工艺对协调变形行为影响机制及多尺度分析最新研究进展。

新材料 2026年07月30日 1 点赞 0 评论 57 浏览

战略性矿产在高性能摩擦材料中的研究进展

摘要：摩擦材料是一种应用在交通运输和动力机械上，通过摩擦作用来完成制动和传动的部件材料，主要由增强材料、粘合剂和填料构成。随着汽车工业和交通技术的发展和革新，庞大的市场需求和潜在的经济价值不可估量，然而传统摩擦材料的性能逐渐不能满足用户要求，因此开发设计拥有耐磨、耐高温和优异摩擦稳定性等诸多优点的高性能摩擦材料迫在眉睫。摩擦材料功能的正常运行往往需要性能的多维组合，这对材料设计中原料的选择带来了挑战。而战略性矿产的种类丰富多样，具有优异的力学、热学和摩擦学等性能，正是高性能摩擦材料组分的合适之选，也逐渐成为各国学者研究的热点，被认为是极具前景的增强材料和填料。本文简要介绍了近年来多种战略性矿产在高性能摩擦材料领域的应用和发展，系统归纳了战略性矿产在力学、热学、润滑、降噪和摩擦学方面的最新研究进展，配合相关理论模型分析了各种调控背后的机理，最后提出了当前研究存在的不足和问题，并展望了未来摩擦材料配方研究的发展趋势和工作重点。

新材料 2024年05月23日 2 点赞 0 评论 227 浏览

高温电磁透波材料的研究进展

摘要：高速飞行器的飞行马赫数不断提高，位于其前端的天线罩部件对高温透波材料提出了迫切需求。本文综述了近年来耐温1300℃以上电磁透波材料体系（包括透波陶瓷增强体、透波陶瓷基复合材料和透波涂层等） 以及新型制备工艺（包括快速烧结技术和3D打印技术等） 的研究进展，同时介绍了本团队在相关领域的最新研究工作，指出高温透波领域还存在新型连续透波纤维成本高昂、高温透波领域可用材料体系较少及透波材料高温下透波与烧蚀性能演变规律尚不明确等问题，最后对高温透波领域在透波纤维工艺优化、新型高温透波材料预测、透波材料使役性能分析与评估等方面未来的发展趋势做了展望。

新材料 2024年05月23日 2 点赞 0 评论 620 浏览

超高真空下纳米石墨烯磁性及调控

摘要：纳米石墨烯在磁学上的优异表现开始获得了更多的关注和研究。由于不饱和电子的存在，磁性纳米石墨烯的湿法化学法合成难度提高，借助超高真空下的表面催化，可以精确地实现将设计好的前驱体分子向磁性纳米石墨烯转变。相较于过渡金属的磁性，纳米石墨烯拥有更高的自旋波刚度、更弱的自旋⁃轨道耦合作用、更为精细的耦合作用、更长的自旋寿命，使其在自旋电子器件以及基础研究领域拥有很高的研究潜力。由于不饱和电子的存在，提高了湿法化学法合成出磁性纳米石墨烯的难度。近年来，借助超高真空下的表面催化，可以精确地实现将设计好的前驱体分子制备成磁性纳米石墨烯。进一步地，可以利用通过针尖操纵以及将磁性纳米石墨烯进行连接形成二聚体或者磁性链来进行磁性调控和研究。本综述结合近几年超高真空下纳米石墨烯的磁性研究，介绍了纳米石墨磁性的产生和利用超高真空扫描隧道显微技术对其结构和磁性的表征，以及在此基础上对纳米石墨烯磁性的磁序调控。

新材料 2024年05月07日 2 点赞 0 评论 252 浏览

喷墨打印量子点电致发光显示关键材料与技术的前世与今生

摘要：胶体半导体量子点因其独特的纳米级传输效应、自发光特性以及与大面积工业印刷工艺兼容的流变学属性而备受学术界和工业界的关注。喷墨打印作为一种新兴技术，有望实现新一代可印刷、大面积、高性能图案化量子点发光二极管（QLED）。然而，目前喷墨打印QLED的制备过程存在墨水配方不当造成的界面侵蚀以及成膜后发光效率降低等问题，导致其性能与旋涂器件存在较大差距。本文首先概述了量子点显示技术的基本概念及发展现状，分析了三种喷墨打印技术的分类、原理及其优缺点。然后介绍了含镉、含铅和无铅无镉三类量子点，分析了它们在喷墨打印QLED中的研究进展，接着重点介绍了利用喷墨打印实现高性能QLED的几种典型策略，最后展望了喷墨打印QLED的发展趋势和美好前景。

新材料 2025年02月11日 2 点赞 0 评论 407 浏览