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力学超构材料的结构设计与增材制造的研究进展

力学超构材料的结构设计与增材制造的研究进展

摘要：力学超构材料可以被定义为一类结构材料，它前所未有的力学性能源自人工结构设计而非其组成材料。虽然宏观尺度和简单设计的结构可以通过传统的自上而下方式来制备，但许多不同尺度下的复杂设计仍然难以实现。增材制造（AM）的最新进展导致了许多新的超构材料理念的实现。AM方法能够制造具有高精度、极其复杂和高特征保真度的微尺度结构，使力学超构材料的快速发展成为可能，并大大降低了设计计算和实验验证周期。本文首先基于所需的力学性能详细地回顾了各种拓扑结构，包括刚度、强度和负泊松比超构材料，然后讨论了能够制造这些超构材料的AM技术。最后，我们讨论了目前面临的挑战，并提出了AM和力学超构材料的未来发展方向。
新材料 2024年05月02日
实用化超导材料研究进展与展望

实用化超导材料研究进展与展望

摘要：超导技术是21世纪具有重大经济和战略意义的高新技术, 在国民经济诸多领域具有广阔的应用前景, 如在超导弱电应用中的超导量子干涉器、滤波器; 在超导强电应用中的电缆、限流器、电机、储能系统、变压器、磁体技术、医疗核磁共振成像、高能物理实验和高速交通输运等。实用化超导材料是超导技术发展的基础。目前, 国际上发现的实用化超导材料主要有低温超导线材、铋系高温超导带材、Y B C 0涂层导体、M g B 2线带材以及新型铁基超导线带材。文章在简要介绍超导材料发展历程的基础上, 重点综述了上述实用化超导材料制备及加工、性能和应用方面的最新研究进展, 并对相关领域存在的问题及今后的发展作出展望。
新材料 2024年04月01日
先进电工材料发展战略

先进电工材料发展战略

摘要：电工材料是电气装备的基础，材料特性直接决定电气装备的极限电磁参数。该文深入探讨了导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁性材料与电化学储能材料等几类电工材料的战略研究价值、国内外研究现状、国际前沿动态、学科优先发展方向等；总结了各类电工材料的关键科学问题，指出了我国先进电工材料的重点研究方向与发展战略规划，为从根本上解决制约我国电气装备关键特性的材料基础科学问题提供理论支撑与技术指导。
新材料 2024年04月07日
基于增材制造的硬质合金粉末研究现状

基于增材制造的硬质合金粉末研究现状

摘要：硬质合金是由难熔金属碳化物（WC，TiC，NbC 等）和金属粘结相（如Fe，Ni 和Co）组成，通过粉末混合、压制然后烧结而成。然而传统的粉末冶金成形方法模具成本高，难以形成复杂零件。相比之下，增材制造（3D 打印）采用数字化叠层加工技术，能够实现快速精准的成形。关键词：硬质合金；增材制造；粉末；喷雾干燥；等离子球化
新材料 2024年01月08日
异质金属激光增材制造研究及应用进展

异质金属激光增材制造研究及应用进展

摘要：极端服役环境对空天等核心构件可靠性和集成性提出了严峻挑战。传统单一材料体系和制造工艺难以满足复杂性能需求。激光增材制造技术是实现异质金属结构-功能一体化的有效途径，但异质材料兼容问题（易诱发缺陷、加工参数响应不一等）限制了高质量异质界面的形成，这对于制造装备与连接工艺提出了更高挑战。本文基于异质金属激光增材制造的最新研究进展，聚焦异质金属成型的关键问题及解决方案，回顾了近年来异质金属体系的发展及空天领域应用，从送粉方式、复合制造等方面介绍了激光增材装备的改进策略，总结了近年来激光增材技术在连接方式、参数调控、监测预测和前后端处理方面的研究进展，并针对这一技术的共性及难点问题给出了展望与思考。
新材料 2024年04月10日
液态金属科技与工业的崛起：进展与机遇

液态金属科技与工业的崛起：进展与机遇

摘要：常温液态金属及其衍生材料是近年来异军突起的新兴功能物质，该领域取得了一系列突破性发现，催生出诸多全新的材料创制与应用，被视为人类利用金属的第二次革命。本文扼要介绍了液态金属物质科学领域涌现出的若干典型进展、基础问题与工业应用范例，剖析现象背后的科学规律。关键词：液态金属；新材料；颠覆性技术；新工业；先进冷却；印刷电子；生物医学材料；柔性机器人
新材料 2024年01月08日
新型红外隐身结构材料研究综述

新型红外隐身结构材料研究综述

摘要：随着军用光电技术的快速发展，隐身技术在现代作战体系中的作用日趋重要，其中，隐身材料对于提高隐身性能至关重要。本文针对红外隐身材料，重点从单波段的红外隐身、多波段兼容的红外隐身、动态的红外隐身三方面综述了国内外红外隐身材料的研究进展，就微纳结构大面积柔性加工方法进行了深入分析。关键词：红外隐身；超构表面；法布里珀罗腔结构；光子晶体；微纳制造
新材料 2024年01月08日
耐久超疏水表面的研究进展

耐久超疏水表面的研究进展

摘要：超疏水表面在油水分离、腐蚀防护、防水抗冰等领域具有广泛的研究和应用价值。然而，其实际应用并未达到预期的广泛程度，主要制约因素在于表面的耐久性不足。为了解决问题，从耐久型超疏水表面的特点入手，提出了提高超疏水表面耐久性的典型策略。最后，对耐久超疏水表面的发展提出了前瞻性的展望，提出了耐久超疏水表面绿色可持续发展的新方向。关键词：鲁棒性；仿生表面；自修复；铠甲表面
新材料 2024年01月08日
浅析高温超导直流电力电缆在海上风电场的应用前景

浅析高温超导直流电力电缆在海上风电场的应用前景

摘要：针对海上风电场中海底电力电缆如何提高传输距离和容量、降低导体损耗、减少通道占地面积等问题，结合国内外对高温超导电力电缆的研究与应用成果，与传统海底电力电缆进行了对比。分析了高温超导直流电力电缆的应用优势，阐述了高温超导电力电缆失超对整个系统造成的影响及失超监测和保护的措施。展望了高温超导直流电力电缆在海上风电场中的应用前景。
新材料 2024年04月10日
超表面全息术：从概念到实现

超表面全息术：从概念到实现

摘要：对实时彩色三维动态显示的追求激发了学术界和产业界巨大的研究热情。随着“元宇宙”概念的提出，对高性能三维显示设备与技术的需求越发迫切。全息术是一种理想的三维显示方案，但传统光场调控器件却存在视场角狭窄、信息容量小等问题，阻碍了全息技术的进一步发展。本文主要从超表面全息器件的设计流程、调制方式、动态实现、制造技术四个方面给出了超表面全息十余年的概貌，并提出该领域未来发展的方向。关键词：超表面；计算全息；三维显示；光场调制；微纳制造
新材料 2024年01月08日