多维异质异构大型构件智能增材制造研究进展

摘要：电弧增材是近年发展起来的一种高效率、低成本、高性能、低精度整体制造方法,可成形超高强钢、轻合金等多种金属构成的一体化高性能构件.电弧-激光复合、增材-形变、增材-减材等复合成形技术,可进一步提高成形精度, 提升构件韧性,更好地成形异质异构构件.本文从多维异质异构概念内涵、电弧复合增材技术、电弧增材过程智能控制等方面对多维异质异构大型构件智能电弧增材技术进行了综述, 重点分析了增材过程参数-熔池视觉-应力-变形等协同传感技术; 利用深度学习等人工智能方法,在线调整工艺参数, 控制缺陷、抑制应力、减小变形, 研制的大型多维异质构件多机器人智能复合增材装备,最大可增材10m ×4m×4m多金属构件; 分析了电弧增材构件微观组织演变、静(动)态力学性能和抗超高速冲击性能特征; 最后, 指出了多维异质异构增材技术的4大发展趋势.

新材料 2025年01月20日 1 点赞 0 评论 307 浏览

AI驱动的新材料智能研发与数据标准化

摘要：近年来, 随着人工智能(artificial intelligence, AI)和自动化技术的快速发展, AI驱动的自主实验室在新材料智能研发领域展现出巨大潜力, 将成为新材料研发范式变革的“新基建”. 本文聚焦AI驱动的自主实验室在加速新材料发现中的国内外现状和核心挑战, 综述了AI驱动自主实验系统在加速新材料发现中的最新进展. 自主实验室通过将实验室自动化、机器人技术和AI算法、数据库融合为一个整体, 形成闭环反馈工作流, 在无需人工干预下高效优化目标性能. 根据自主实验室硬件和软件的技术特征和自主化程度, 可将其分为等级0至等级5. 数据驱动是AI技术的基础, 除了自主化程度外, 自主实验室具备智能化数据工厂的特征, 自主实验室既是数据的生产者也是数据的使用者, 数据标准化是打破自主实验室信息孤岛, 从“孤立智能”迈向“协同智能”的关键环节. 文中最后探讨了自主实验室建设面临的挑战并对未来发展方向进行了展望.

新材料 2025年12月13日 1 点赞 0 评论 202 浏览

纳米材料复合水凝胶及气凝胶在摩擦电纳米发电机中的研究进展

摘要：摩擦电纳米发电机（TENG）自２０１２ 年由王中林团队提出以来，其因成本优势和广阔应用前景，在能源领域备受关注。TENG的电极系统作为能量转换核心，由摩擦层和导电传输层组成。近年研究聚焦纳米材料等新型电极材料以提升输出性能，但是目前研究较为分散，缺乏系统总结。本文基于TENG工作原理，系统总结了纳米材料、水凝胶及气凝胶等复合材料的性能优势及在TENG 中的应用，通过对比不同策略对导电性、比表面积等参数的提升效果，提出优化水凝胶及气凝胶型TENG性能的关键方向，并展望未来发展趋势，旨在为研究者提供参考。

新材料 2026年02月02日 1 点赞 0 评论 68 浏览

机器学习在原子制造中的应用：现状、挑战与展望

摘要：随着半导体制造向原子尺度推进，纳米器件对材料种类和沉积精度的要求不断提升。原子层沉积与原子层刻蚀作为实现原子尺度精确控制的核心技术，正面临工艺参数高维度化和反应机制复杂化的挑战。传统的实验和模拟手段难以满足高通量筛选和高精度优化需求，而机器学习技术的迅速发展为解决这一问题提供了全新的范式。本文系统综述了机器学习方法在前驱体设计、反应路径预测、薄膜沉积参数优化及过程控制等方面的最新研究成果，阐述了机器学习与计算材料科学相结合在提高建模效率、提升预测精度和实现智能化工艺控制方面的显著优势。同时，分析了现阶段机器学习应用中面临的泛化性不足、数据稀疏、跨尺度融合难题等主要挑战，展望了未来融合物理信息、多尺度模型和语义数据平台等前沿技术的应用前景，以期实现原子制造领域从离线预测到在线智能控制的转型。

新材料 2026年03月04日 1 点赞 0 评论 30 浏览

氟化石墨烯的理化性能、制备改性及摩擦学研究进展

摘要: 氟化石墨烯(FG)作为1种石墨烯衍生物，兼具石墨烯材料低剪切、高承载的力学性能以及氟化碳材料独特的理化性能. 相较于其他固体润滑材料，FG在极压性与减摩抗磨性等方面表现出了巨大的性能优势，成为当前固体润滑领域研究的热点材料. 本文中梳理总结了近年来FG在制备方法、修饰改性、分散稳定性、润滑机制与润滑应用等方面的研究进展以及在应用过程中存在的主要问题，并对未来FG在摩擦学领域的主要研究方向与应用前景提出了一些建议和展望.

新材料 2024年11月26日 1 点赞 0 评论 436 浏览

非钢制关节轴承制造材料研究进展

摘要：随着对关节轴承性能要求的不断提高，寻找新材料替代钢材制备高性能的关节轴承已经成为一个重要研究方向。对非钢制关节轴承内外圈材料及其处理工艺、衬垫和涂层材料进行了详细介绍，针对非钢制关节轴承内外圈材料存在铝合金加工难，钛合金成本高和自润滑层存在摩擦磨损性能较低的问题，提出具有优异摩擦性能，力学性能好、耐腐蚀、易加工的内外圈材料和制备工序简单、低摩擦、高寿命的自润滑层材料是未来非钢制关节轴承材料的发展方向。

新材料 2024年10月08日 1 点赞 0 评论 273 浏览

磁力轴承——过去、现在和未来

摘要：磁力轴承是集电磁学、转子动力学、传感技术、控制工程等学科知识为一体的典型机电一体化产品，在高速、洁净、低功耗、低振动等应用场景具有机械轴承无法比拟的优势，但同样存在诸多技术难点。基于磁力轴承的发展历程，重点对磁力轴承的类型、工作原理、控制算法、控制硬件进行了综述和分析；介绍了磁力轴承功率放大器技术、控制技术、监测技术，以及设计、制造、系统集成等方面的关键技术；对磁力轴承目前在高速电动机、透平机械、人工心脏、储能飞轮、磁悬浮推进器、磁悬浮高速电主轴等方面的应用情况进行了梳理；提出了磁力轴承承载力、精度及可靠性、跌落保护、环境适应性、标准化、成本等面临的问题，并预测了磁力轴承的未来发展趋势。

新材料 2024年10月08日 1 点赞 0 评论 527 浏览

高分子流变在液态金属柔性导体中的影响与研究进展

摘要：自21世纪初以来，由于对可穿戴设备、软体机器人和智能织物的需求不断增加，柔性电子得到了快速发展。在这种情况下，镓基液态金属(LMs) 因其优异的导电性、化学稳定性和生物相容性而在柔性电子领域受到广泛青睐。然而，室温下LMs 作为液体难以控制形貌和形状，限制了它的直接利用。将LMs 分散到高分子基体中形成液态金属高分子复合材料(LMPCs)，则表现出独特的导热、导电、机械和制备性能。因此，这类新兴的软多功能复合材料在可穿戴设备、可拉伸电子产品、软机器人和超级电容器等现在技术中被广泛应用。为更有效地制备和发展这些独特的复合材料，有必要了解它们的流变行为。本文总结了近年来对LMPCs 流变行为的研究进展，主要讨论了不同高分子基体的LMPCs 的流变行为对其机械性能和导电性能的影响，并指出该领域所面临的机遇和挑战。

新材料 2025年10月10日 1 点赞 0 评论 173 浏览

双层范德华磁性材料的理论研究进展

摘要：二维范德华磁性材料因其独特的物理特性已成为下一代自旋电子器件的重要候选材料, 尤其在双层磁性材料中, 多样化的堆叠构型诱导出可调控的磁序和丰富的量子现象. 基于第一性原理计算, 研究人员能够系统预测和设计新型磁性堆叠结构. 随着人工智能的快速发展, 高通量计算与深度学习为双层磁性材料的探索开辟了新途径.本文首先讨论了层间滑移与转角对磁序和物态的调控机制, 分析了层间耦合在磁电耦合、非共线自旋态及磁斯格明子形成中的关键作用. 随后, 介绍了高通量计算与深度学习在加速磁性材料堆叠设计中的关键应用. 最后, 对该领域面临的挑战进行了展望, 并提出了未来可能的发展方向.

新材料 2025年12月15日 1 点赞 0 评论 104 浏览

紫外光固化抗菌涂料的研究进展

摘要：涂料常用作为保护材料，但由于不同使用环境的影响，微生物沉积不可避免，易导致涂层磨损甚至破坏，因此抗菌涂料在保护基材和减少材料浪费中起着关键作用。本文简要介绍了涂料和紫外光固化技术，回顾了抗菌涂料的优势与不足。根据抗菌剂在光固化涂料中的引入方式，涂料可分为结构型和共混型两类。文章详细讨论了近年来常用的抗菌成分、合成与改性方法及其抗菌效果，并分析了涂层的其他性能（如耐磨性、抗氧化性、防污性）及潜在应用场景。本综述为理解抗菌紫外光固化涂料提供了全面视角，并为涂层合成及性能提升提供了参考，展望了其未来应用前景。

新材料 2026年02月03日 1 点赞 0 评论 73 浏览