石墨烯产业20年发展回顾与战略建议
摘要：新质生产力代表了一种具有创新性、高科技含量和高附加值的生产力形态。新质生产力的核心在于科技创新，材料技术的突破为科技创新提供基础支撑和关键驱动力。石墨烯是目前人类发现最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料，被认为是21 世纪重大的科学发现之一，有望在中国发展新质生产力的战略中发挥重要作用。今年是石墨烯发现20 周年，本文简要回顾了石墨烯产业20 年的发展历程与产业特点，并提出了加快产业发展的战略建议。
纳米材料应用于无酶电化学生物传感器的研究进展
摘要：无酶电化学生物传感器具有环境适用性强、稳定性高、材料简单易得、灵敏度高、检测限低等特点，近年来受到研究者广泛关注。纳米材料有类酶活性，表现出类似天然酶的酶促反应动力学和催化机理，且能够增强界面吸附性能，增加电催化活性，并促进电子转移动力学，从而广泛应用于无酶电化学生物传感器。本文探索了具有电催化活性的纳米材料及其修饰电极的制备方法，介绍了无酶电化学传感器在医疗诊断、食品检测、环境检测以及其他领域中的应用，讨论了开发基于纳米材料的电化学传感器的未来机遇和挑战。
层级孔喷涂粉末构筑及新一代长寿命热障涂层材料的研究进展
摘要：广泛应用于航空发动机和地面燃气轮机中的热障涂层具有低热导率和良好的耐温性能，能够降低涡轮叶片表面温度，使高温结构件能在高于其熔点的环境中长时间高效率的服役。热障涂层的性能和寿命受到陶瓷层材料与其结构的直接影响，采用可控原料粉末对陶瓷涂层进行微观结构调节的方法可以减少涂层中的应变-应力失配，具有操作灵活、效果显著、调控范围广等优势。针对传统热障涂层应变容限低，抗热震性能不足等问题，本团队开发了静电喷雾技术结合相分离原理（ESP）制备新型热喷涂微球粉末的造粒理论和实现方法，实现了对粉末形貌结构的精确构筑，可用于制备核壳、均质和层级孔等全体系喷涂微球粉末。与传统的喷涂粉末相比，其中层级孔微球粉末（由特殊的纳米-微米层级跨尺度孔构成）呈现耐烧结、低热导率、高比强度及95%以上的高温波段反射率特点。使用层级孔微球粉末喷涂的热障涂层由于层级孔特征结构的保留，展现出优异的力学性能和隔热性能，热循环寿命提升2倍以上，热导率下降50%以上，且在服役过程中体现出良好的抗烧结性能。ESP造粒技术为新型热障涂层材料从材料设计到工程应用提供了一种快速的涂层性能调控方法，现已成功应用于稀土锆酸盐、稀土钽酸盐和稀土掺杂 YSZ高熵体系等新型热障涂层的制备之中，随着层级孔结构对材料力学、光学、热学的深入研究及其内部拓扑结构的精确控制，未来将会在航空航天、军事国防、荧光测温等领域获得更为广泛的应用。
液态金属填充型聚合物基导热材料的研究进展
摘要：集成电路技术的进步不断推动着芯片向高集成度和高性能的方向发展，随之而来的高密度热流带给芯片热管理的挑战也日益严峻。聚合物由于具有柔软的力学性能，且易于加工，十分适合作为电子产品中的导热材料。目前，聚合物的导热性能较低，向其中填充高导热填料，制备高导热的聚合物基复合材料是实现其工业化应用的主要手段。该文综述了近年来以液态金属为填料的聚合物基导热材料的研究现状及应用。液态金属在聚合物基体中的结构分布可分为非连续分布、单向连续分布及三维连续分布。针对不同液态金属分布结构的聚合物基复合材料，结合前人的研究工作，该文分别介绍了热界面材料传热机理，聚合物基液态金属的相关制备方法，所得复合材料的导热特性以及其面临的技术瓶颈。最后，对液态金属填充型聚合物基导热材料的未来研究方向进行了展望。
电沉积铁基合金软磁薄膜材料研究进展
摘要：铁基合金软磁薄膜材料广泛应用于电子、电力、电气等领域。电沉积铁基软磁薄膜材料主要包括电沉积晶态结构软磁薄膜和电沉积非晶态结构软磁薄膜。本文介绍了电沉积铁基合金软磁薄膜的国内外研究现状，并对未来发展进行了展望。
激光熔覆陶瓷涂层的研究进展
摘要：简要概括了激光熔覆技术原理，并系统介绍了激光熔覆纯陶瓷涂层、金属陶瓷复合涂层、生物陶瓷涂层、纳米陶瓷涂层、前驱体转化陶瓷涂层的研究现状及存在问题。总结了激光熔覆工艺参数与辅助处理对陶瓷涂层内部组织成分及宏观形貌、性能的影响，并对激光熔覆金属基陶瓷涂层提出改进措施与展望。
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。
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。
航空发动机和工业燃气轮机热喷涂热障涂层用金属黏结层：回顾与展望
摘要：超音速火焰喷涂制作的金属黏结层加料浆喷涂制作的柱状晶结构陶瓷隔热层被视作新一代航空发动机和燃气轮机用热喷涂热障涂层，其中采用的MCrAlY 金属黏结层正朝着长寿命、低成本、适用于新燃料的方向发展。本文综述近年来航空发动机和燃气轮机热端部件热障涂层用MCrAlY 金属黏结层研究进展，并对涂层的结构设计与成分设计进行探讨。
