微纳制造技术的发展趋势与发展建议

摘要：微纳制造技术能够实现微纳米级别的高精密加工，是现代高科技制造领域的核心技术。提升微纳制造技术水平，有助于提高中国高端制造业的整体竞争力，对推动科技创新和促进产业升级具有积极意义。文章概述了微纳制造技术体系，着重分析了芯片微纳制造、激光微纳制造和聚合物微纳制造等典型微纳制造技术的发展态势，概述了多尺度精密微纳加工、多功能材料合成制造、高度集成和多功能化、自组装技术与结构、生物纳米技术融合制造、量子信息与纳米器件及绿色环保制造技术等发展趋势，针对性提出了深化基础研究、创新材料与工艺、强化人才培育与引进、加强产学研结合与技术转化等发展建议，以期促进我国中国微纳制造技术产业整体水平提升和高质量发展。

新材料 2025年02月20日 1 点赞 0 评论 73 浏览

钨基合金与钢异质材料连接研究进展

摘要：钨基合金具有高熔点、高强度、低热膨胀系数等优异性能，钢是目前应用最广泛的结构材料，钨基合金与钢连接形成结构部件在核工业的聚变反应堆与压铸模具等领域具有广阔的应用前景。钨与钢的物理、化学、力学性能差异巨大，发展钨基合金与钢高性能连接存在一定挑战，且已成为焊接领域关键问题。文中综合阐述了钨基合金与钢扩散焊、钎焊的研究现状，并结合应用需求，提出了钨基合金与钢异质金属连接的未来展望，为后续研究提供了相关参考。创新点：(1) 从焊接工艺、接头界面结合以及力学性能等方面阐述了钨基粉末合金与钢连接的现状。(2)提出了钨基粉末合金/钢复合构件的未来研究方向，并给出具体建议。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 156 浏览

高熵碳化物材料研究进展

摘要：高熵陶瓷是近年来得到快速发展的新型材料，吸引了许多研究者的关注，具有的高熵效应赋予了其优异的性能。其中高熵碳化物具有优异的硬度、断裂韧性、隔热性能与抗腐蚀性能，在环境障涂层、热障涂层等领域具有广阔的应用前景。本文详细介绍了高熵碳化物的预测理论、合成方法，同时对其抗氧化性能、力学性能、耐腐蚀性能以及隔热性能等方面进行了综述，指出了高熵碳化物在制备应用方面面临的问题，最后展望了高熵碳化物的发展方向。

新材料 2024年11月01日 1 点赞 0 评论 123 浏览

搅拌摩擦增材制造关键技术与装备发展

摘要：搅拌摩擦增材制造 (friction stir additive manufacturing, FSAM) 是一种全新的固相增材技术，解决了材料熔化而产生气孔、裂纹等问题，大幅度提高增材制造零件的力学性能，提升制造组件的结构利用率，被认为是金属增材制造领域的重大突破。介绍了增材制造技术发展历史及特点，总结了固相增材技术优势，阐述了FSAM技术的基本概念、成形原理、发展趋势、组织微观结构演变行为以及力学性能；归纳了当前FSAM所采用的设备类型及其控制系统，重点分析了该技术未来发展应用所面临的挑战及机遇。创新点：(1) 系统总结了搅拌摩擦增材制造技术与设备的发展历史及趋势，分析该技术的特点。(2) 剖析了搅拌摩擦增材制造技术中不同参数对材料晶粒、性能的影响。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 224 浏览

先进功能材料钎焊连接研究进展

摘要：以复相陶瓷、纤维增强陶瓷基复合材料以及热电材料为例，从钎料成分设计、钎缝界面组织调控、接头残余应力缓解以及钎焊接头性能评测等角度，讨论了近年来发表的研究成果. 结果表明，在钎料中添加活性元素以及对母材表面改性的方法，能够有效改善钎料润湿性和界面结合强度；对于界面元素扩散以及母材过渡溶解的问题，可以设计制备复合钎料或阻隔层进行解决；接头残余应力的大小受材料热膨胀系数差异的影响较大，目前已提出了多孔中间层、梯度复合层以及母材表面机械加工等多种创新方法，但研究成果的应用仍停留在小尺寸样件，对于缓解大尺寸接头的残余应力问题仍有待解决. 最后对相关研究方向进行了总结和展望，期望推动航空航天构件连接的发展进程。创新点： (1) 针对复相陶瓷、纤维增强陶瓷基复合材料以及热电材料，系统地总结了钎焊难点和目前的研究成果。(2) 剖析了目前研究成果仍存在的不足和瓶颈，对后续研究提出了指导方向。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 58 浏览

超快激光加工二维材料研究进展

摘要：二维材料如石墨烯、六方氮化硼、过渡金属硫化物和黑磷，因其优异特性在科研和工业领域备受关注，在传感、催化、储能等领域具有巨大应用潜力。超快激光加工技术以其高精度和广泛的材料适应性，在二维材料的加工和器件制备中扮演着关键角色，实现了材料的无损或低损加工，在石墨烯的制备、还原氧化石墨烯、烧蚀和图案化转移等方面表现出优势。对于过渡金属硫化物和其它二维材料，超快激光同样能有效实现相变、剥离、减薄和表面沉积. 超快激光与二维材料的相互作用为微纳电子学、光电子学等高科技领域的应用提供了新机遇，未来研究将聚焦于成本降低、量子器件性能提升和高性能微纳器件的开发。创新点： (1) 从激光与物质相互作用的方面，阐述了国内外超快激光加工二维材料的最新进展。(2) 分析了超快激光加工不同二维材料的技术特点，并阐述了其相关应用发展。

新材料 2024年06月13日 1 点赞 0 评论 127 浏览

高强度耐低温离子水凝胶的制备及在摩擦纳米发电机中的应用

摘要：摩擦纳米发电机（TENG）作为一种新型可持续的能量收集设备，具有自供电、高输出、低成本、灵活性和轻量化等优点。然而，传统TENG的电极材料为金属薄膜、碳片和液态金属等，存在可拉伸性差、导电性差且在低温无法工作等缺点。文中将氯化锌（ZnCl2）、磺基甜菜碱（SBMA）、纳米纤维素（CNC）和柠檬酸（CA）引入聚丙烯酸（AA）基体中，制备了具有优异力学性能（拉伸强度2.16 MPa、断裂伸长率382%）、抗疲劳性、导电性能（9.3 mS/cm）、抗冻性能（-75 ℃）和保水性能的离子水凝胶材料。基于该离子水凝胶所制备的TENG具有良好的可拉伸性、抗冻性（-50℃）和稳定的输出电压（60 V），能够将人体运动产生的机械能转化为电能，并成功点亮了39 个LED 灯。因此该水凝胶基TENG在能量收集领域展示出巨大的发展潜力，具有广阔的应用前景。

新材料 2025年02月21日 1 点赞 0 评论 66 浏览

金属纳米材料低温键合及图形化制备研究进展

摘要： 利用金属纳米材料的尺寸效应可显著降低连接温度，提高焊点可靠性，以银纳米焊膏为代表的金属纳米低温连接材料在第三代半导体为代表的功率芯片封装中充分验证并量产。面向集成电路的先进封装需要图形化焊点，将功率芯片封装技术转移到先进封装中，需要同时满足低温键合和图形化键合的要求，极大地增加了技术难度。文中首先剖析了金属纳米材料降低键合温度的基本科学原理，并进一步综述了不同纳米材料低温键合的研究现状，重点总结了可键合纳米材料的图形化方法，为先进封装中细节距、高精度、高效率的图形化低温键合提供技术参考。创新点： (1) 阐述了金属纳米材料实现低温键合的基本原理及理论研究进展。(2) 综述了不同形态的金属纳米材料用于低温键合的研究现状。(3) 系统地总结了针对不同金属纳米材料图形化制备方法的研究进展。

新材料 2024年06月19日 1 点赞 0 评论 111 浏览

辉光放电光谱分析在新材料表征中的应用及发展

摘要： 阐述了辉光放电光谱法（GDOES）在半导体材料及电子元器件领域、新能源材料领域、非导体材料领域的最新应用，介绍了GDOES在传统材料领域的新应用。 GDOES可以直接固体进样、同时多元素、大动态范围的定性和定量分析，具有溅射速率快、多矩阵校准、适用于多种样品类型、 运行成本低，具有高通量分析等优点，深度分析能力可以达到纳米级，可以对诸如H，O，C，N等轻元素进行分析，近年来在LED芯片、锂离子电池、太阳能光伏电池及微电子器件等半导体行业得到广泛应用。GDOE的剥蚀速率可达微米/分钟， 反应快速，可以检测到电子轰击过程中的细微变化，提高材料成分测试精度，入射粒子能量较低， 不会对材料的表面结构造成大的破坏， 材料表面的均匀性可以得到准确的表征。 此外GDOES的溅射坑可以用来进行X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）测试，为相关测试提供样品，可以为材料提供多重且互补的信息。结合GDOES分析存在横向解析元素分布的局限，介绍了有关GDOES的横向分析能力的研究进展，通过单色成像光谱仪、声光可调谐滤波器、推扫式高光谱成像仪等技术应用GDOES可以实现元素分布二维或三维绘图，对于化学异质性材料的研究具有推动作用，横向分析能力的提升将会是GDOES发展的重点方向。

新材料 2024年11月04日 1 点赞 0 评论 121 浏览

光热材料在海水淡化领域的近期研究进展与展望

摘要：太阳能水蒸发系统成本低、能效高, 对缓解能源危机、减少水污染、促进海水淡化具有重要意义. 然而, 太阳能驱动水蒸发的自然机制往往受到低蒸发率和吸收光谱范围小的影响. 其中, 局部加热并限制热损失的界面水蒸发策略被广泛认可并作为高性能、可持续的太阳能蒸汽产生的有效途径. 随着太阳能水蒸发技术的不断发展, 制备绿色、高效的光热材料已成为研究热点. 根据光热材料的种类将其划分为: 金属材料、半导体材料、碳基材料以及聚合物材料,详细阐述了不同材料的光热转换机制并总结近年来光热材料在海水淡化领域的研究现状及进展; 讨论了潜在的光热候选材料, 对其未来发展做出了展望. 旨在为海水淡化领域中高效光热材料的合理设计和开发提供可行方案, 对今后光热材料的发展具有总结和指导意义.

新材料 2024年12月24日 1 点赞 0 评论 149 浏览