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基于液态金属的跨波段超宽带极化转换超表面

基于液态金属的跨波段超宽带极化转换超表面

摘要：在无线通信领域，电磁波传播和极化方向调控对特定信号的识别与接收具有重要意义。提出了一种基于液态金属材质的跨X（8~12 GHz）和Ku（12~18 GHz）波段超宽带极化转换电磁超表面，具有宽频带、高极化转换率、体积小、无机械疲劳损伤、易共形、成本低等优点。该超表面能够实现从7. 595 GHz 到17. 712 GHz 超宽带范围内交叉极化转换或宽带圆极化转换的功能。当阶梯状液态金属结构宽度为1. 6 mm 时，在相对带宽为79. 9% 的7. 595~17. 712 GHz 频带上，超表面极化转换率优于90%，具有共极化向交叉极化转换的功能。当阶梯状液态金属结构宽度为0. 3 mm 时，在相对带宽为12. 30% 的10. 864~12. 288 GHz 频带上，超表面具有线极化向圆极化转换的功能；在相对带宽为3. 54% 的7. 328~7. 592 GHz 频带上，超表面的极化转换率优于90%，具有共极化向交叉极化转换的功能。样品制备及其极化转换特性测试结果表明：实验结果与仿真结果的相对误差为4. 20%，理论设计与实验验证结果一致，进而验证了的跨X 和Ku 波段超宽带极化转换电磁超表面的多功能性和有效性。
新材料 2024年10月09日
金属材料的石墨烯强韧化

金属材料的石墨烯强韧化

摘要: 石墨烯材料以其优异的本征力学性能，被认为是新一代金属基复合材料中理想的增强体。特别是，由于调控石墨烯内禀缺陷的种类和含量可以较为简便地实现对其本征力学性能的精确“剪裁”，使得石墨烯增强金属基复合材料具有广阔的发展空间。综述了近年来石墨烯增强金属基复合材料制备工艺与结构-性能关系的研究进展，并聚焦于石墨烯/金属之间界面的结构与性能。这不仅是因为在复合材料使役时，外加载荷是通过复合界面传递到石墨烯增强体的( 即“承载效应”) ，也因为随着石墨烯的加入，在复合材料变形过程中石墨烯和金属基体内的位错发生复杂的相互作用，改变或影响了基体的变形机制，导致了额外的强韧化效果。最后，展望了石墨烯增强金属基复合材料的发展趋势，指出需要发展可放大的制备工艺，并深入研究实际使役条件下复合材料的力学行为和性能响应机制。
新材料 2024年05月06日
电弧增材制造技术在滑动轴承领域的应用

电弧增材制造技术在滑动轴承领域的应用

摘要: 阐述了利用钎焊、激光熔覆、电弧喷涂、电弧堆焊等增材技术替代常规离心铸造制造滑动轴承的优势及目前的技术水平，同时阐述了随增材制造技术而研发的高温抗蠕变巴氏合金线材成分，线径1． 6 mm 的细线材加工技术现状，展望了增材制造应用在滑动轴承领域以及巴氏合金线材成分优化和相关配套技术的发展趋势，对过细的SnSb 相是否会加速轴径的磨损和多次电弧堆焊增材是否会影响结合强度的问题进行了探讨。
新材料 2024年07月18日
介电弹性体驱动器: 从分子、材料到器件

介电弹性体驱动器: 从分子、材料到器件

摘要：介电弹性体是一类响应于外加电场而产生形变的智能高分子材料. 因为其柔顺性、快速响应性和可寻址性, 介电弹性体及其驱动器被视为一种具有广阔应用前景的人工肌肉技术. 分子设计在各个尺度影响介电弹性体的性能: 分子结构改变材料在电场下的极化能力, 聚合物网络结构设计影响材料在力电耦合过程中的变形能力, 影响器件制造的加工方式. 本文结合本课题组在该领域的研究, 从分子、材料和器件三个层次综述介电弹性体的设计原则.
新材料 2025年10月24日
二维材料及其异质结的精准构筑

二维材料及其异质结的精准构筑

摘要:二维材料因其原子级厚度和独特物理化学性质, 在半导体工业、量子计算等多个领域展现出巨大潜力. 二维材料异质结由不同种类二维材料经范德华作用组合, 其任意堆叠的特性进一步扩展了二维材料应用前景. 因此,在二维材料的产业化进程中, 二维材料及其异质结的精准构筑成为关键因素. 然而, 晶圆级、高平整度、高质量的二维材料及其异质结的制备依然面临着严峻挑战. 本文具体分析了当前二维材料制备的瓶颈和难点, 详细综述了近年来本课题组在二维材料精准构筑领域的最新研究成果, 主要包括质子辅助处理、完全自限制生长、“平整对平整”叠层转移、“由高到低”堆垛生长等创新策略, 成功实现了二维材料及其异质结的精准可控制备. 最后, 本文对未来研究方向进行了展望. 我们认为这些开创性方法的提出与实现将进一步提升石墨烯、过渡金属硫族化合物等二维材料及其异质结的先进制备水平, 拓展二维材料应用前景, 加速二维材料从实验室研发到工业大规模生产的转化进程.
新材料 2025年12月16日
石墨烯纤维的制备与应用

石墨烯纤维的制备与应用

摘要:石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式结合形成的单原子层厚度的二维纳米碳材料，具有优异的力学、电学、热学、磁学等性能，是当前研究的热点和焦点。石墨烯纤维是石墨烯纳米片层在一维受限空间的组装体，使得石墨烯在纳米尺度的优异性能遗传到宏观尺度，极大地拓展了石墨烯的应用领域。自2011 年首次制备获得石墨烯纤维以来，至今为止已经开发了以湿法纺丝为代表的多种制备方法，并且石墨烯纤维已经在能量转换、能量存储、传感响应等领域取得了一系列应用。归纳整理了石墨烯纤维的制备方法和应用，同时总结了石墨烯纤维目前存在的问题以及未来发展的展望。
新材料 2024年05月06日
铁性智能材料的研究现状和发展趋势

铁性智能材料的研究现状和发展趋势

摘要: 铁性智能材料是具有感知温度、力、电、磁等外界环境并产生驱动效应的一类重要功能材料，主要包括形状记忆、磁致伸缩和压电3 大类材料。由于历史原因，形状记忆、磁致伸缩和压电等3类铁性智能材料却被分散在马氏体、铁磁和铁电等几个不同领域独立研究，只能借助各自领域的有限思路进行材料研发，虽取得不少成果但逐渐遭遇到原理性瓶颈。近年来，国际上出现了将3 类铁性智能材料作为一个统一体进行研究的新趋势，文章将结合现代产业和国防技术对形状记忆材料、磁致伸缩材料和压电材料的要求以及遭遇到的瓶颈问题，对铁性智能材料研究现状和发展趋势进行综述，并由此可望提供高性能铁性智能材料的物理新机制。
新材料 2024年05月06日
中国光学十大进展：超快激光与玻璃相互作用——从现象到调控

中国光学十大进展：超快激光与玻璃相互作用——从现象到调控

摘要：集成光子学在经典光学和量子光学中得到了广泛的应用，满足了现代光通信日益增长的要求。玻璃材料因其高度灵活、可设计的结构与光学性能在集成光子器件的研究中焕发新生。在玻璃材料领域，超快激光在玻璃内部直写的多样化功能性微纳结构受到了研究者们广泛的关注。本文简述了超快激光诱导玻璃结构调控研究进展，重点阐释了从微区复合物理场调控到材料化学调控的转变，并对未来研究提出了展望。
新材料 2024年11月28日
SiC纳米线研究进展及其应用现状

SiC纳米线研究进展及其应用现状

摘要: 随着SiC纳米线制备技术的日益成熟，其在场发射、光催化、电学和光学材料领域有着广阔的应用前景和发展潜力，也可作为多种结构材料增强体广泛应用于航空航天、核、制动系统等多种工业领域。综述了SiC纳米线的性能及其多种制备方法的研究现状，详细介绍了SiC纳米线作为增强材料应用于陶瓷材料、C基复合材料及SiC基复合材料中的研究进展，讨论了SiC纳米线的作用机制，并展望了其未来发展方向。
新材料 2024年05月06日
碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料研究进展

碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料研究进展

摘要: 超高温陶瓷(UHTCs) 因在高超声速飞行器热防护领域的巨大应用前景而备受关注，而脆性大、烧结成型困难是制约UHTCs广泛应用的实质问题。将碳纤维与UHTCs复合获得碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料(Cf/UHTCs)是克服这一问题的可靠方案。近10年来，我国在Cf/UHTCs工程应用方面获得了重大突破，取得了一系列具有世界先进水平的应用成果。然而，由于Cf/UHTCs制备过程复杂，服役环境苛刻(＞2000℃，＞5Ma气流冲刷) ，在结构演化、性能机理等方面仍存在一些关键科学问题亟需明确。综述了Cf/UHTCs在基体改性、氧化烧蚀机理、高温力学行为等方面的研究进展，并结合本团队的研究工作对Cf /UHTCs 的研究趋势进行了总结和展望，旨在为进一步推动Cf/UHTCs的研究和发展提供参考。
新材料 2024年05月06日