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 1 点赞 0 评论 44 浏览

新型石墨烯基LED器件：从生长机理到器件特性

摘要：III族氮化物因具有禁带宽度大、击穿电压高、电子饱和漂移速度大、稳定性高等优异特性而广泛应用在发光二极管(LED)、激光器以及高频器件中。目前III族氮化物薄膜通常是异质外延生长在蓝宝石衬底表面，但是由于蓝宝石与III族氮化物之间存在较大的晶格失配与热失配，使得外延生长的III族氮化物内部存在较大的应力与较高的位错密度，严重影响了器件性能；与此同时，蓝宝石衬底热导率差，限制了其在大功率器件方面的应用。近年来研究发现，石墨烯作为外延生长缓冲层，能够有效解决蓝宝石衬底与外延III族氮化物薄膜之间由于晶格失配和热失配导致的高应力与高位错密度等问题，进而获得了高品质薄膜，并提升了器件的性能。本文综述了石墨烯/蓝宝石衬底上III族氮化物生长与LED器件构筑的研究现状，着重介绍了本课题组提出的一种新型外延衬底—石墨烯/蓝宝石衬底的特点，阐明了III族氮化物在该新型衬底上的生长机理，总结了其对III族氮化物质量提升的作用，并对其发展前景进行了展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 75 浏览

纳米纤维素在功能纳米材料中的应用进展

摘要：纳米纤维素分为纤维素纳米纤维（CNF）、纤维素纳米晶体（CNC）、细菌纳米纤维素（BNC）。CNF主要由机械法和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）介导氧化法制备，呈微纤丝状。CNC主要由酸水解法制备，呈棒状或针状颗粒。BNC由细菌合成，呈纳米纤维网络状。文中综述了纳米纤维素在凝胶、仿生复合材料、导电材料、电极材料、导热材料、电磁屏蔽材料、压电材料及传感器材料领域的应用现状，并对其功能纳米材料未来发展的方向进行了展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 97 浏览

非晶合金深冷循环处理研究进展

摘要:非晶合金具有高强度、高硬度、大弹性极限等优异性能，是一种很有应用前景的先进金属材料，但较差的室温塑性严重制约其广泛应用。深冷循环处理作为一种简单有效的非晶合金室温塑韧性改善方法，受到学者们广泛关注。本文主要综述了非晶合金深冷循环处理相关研究成果，总结了不同深冷循环处理参数和样品因素对于非晶合金深冷循环处理效果的影响，并对非晶合金深冷循环处理技术的发展进行了展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 89 浏览

基于磷光测温技术的智能热障涂层研究进展

摘 要：获得缺乏的涡轮叶片涂层表面温度分布数据是当前航空发动机材料设计面临的关键问题，数据缺乏严重限制了中国先进飞行器的性能提升。热障涂层（涡轮叶片用）添加少量稀土发光元素后可成为一种新型智能材料——智能热障涂层（STBC），是目前实现发动机服役叶片涂层温度分布测定最有潜力的方法。本文详细介绍了智能热障涂层在线（热障传感涂层）/离线（热历史涂层）测温的原理和方法。基于不同智能涂层的制备工艺，阐述了近年来利用智能热障涂层技术对航空发动机热端部件的表面温度分布及界面温度梯度检测的研究进展。基于航空发动机不同热端部件的测温需求，总结了目前国内外智能热障涂层测温技术的实际工业应用。且基于现有稀土元素掺杂对热障涂层本征性能的影响，说明了智能热障涂层实际应用的可行性。最后指出了该技术实际应用于航空发动机热端部件测温仍需解决的问题，并对其发展方向进行展望。

新材料 2024年10月10日 1 点赞 0 评论 97 浏览

激光增材制造成型马氏体时效钢研究进展

摘要：本文较全面地综述了国内外激光增材制造成型马氏体时效钢(MS)的研究和应用现状。分析了选区激光熔化(SLM)制备MS特有的优势，并从SLM成型MS参数与性能优化、成型各向异性、时效强化机理、梯度材料和模具应用5个方面进行了系统介绍。研究表明，SLM成型MS的工艺窗口较宽，易获得成型致密度>99%的试样；经过激光和热处理工艺参数优化后，其力学性能可达标准锻件水平。MS时效强化遵循Orowan位错绕过机制，成型方向对MS力学性能影响较小。此外，SLM能够制备高结合强度MS基梯度材料(MS-Cu和MS-H13等)零件，为制备梯度材料功能件开辟了新途径。最后，介绍了SLM成型MS面向随形冷却模具的应用，并提出了今后的研究展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 92 浏览

激光技术在材料加工领域的应用与发展

摘要：激光因其具有方向性强、能量密度高、时间和空间控制性好等特点，在航天航空、汽车制造、电子电器和生物医疗等领域获得广泛应用，尤其在材料加工领域。简要介绍了激光加工技术的原理及优势，主要从组织性能研究、工艺开发与优化、数值模拟等方向综述了激光技术在切割、焊接、增材制造和表面改性4个加工领域的研究进展和应用现状，表明超短超快激光技术的发展进一步促进了激光技术在材料加工领域的纵深应用，并对激光技术未来发展进行展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 59 浏览

纳米生物润滑剂微量润滑加工物理机制研究进展

摘要：纳米生物润滑剂作为替代矿物型润滑介质的绿色微量润滑剂，已成为学术界与工业界的研究与关注焦点。然而，纳米生物润滑剂微量润滑加工物理学作用机制尚不清楚，难以为其工业化应用提供精准指导与选用原则。为解决上述需求与技术问题，综述了纳米生物润滑剂组分及物理特性，揭示了纳米增强相、基础流体、添加剂对加工性能的影响规律，阐述了纳米增强相在纳米生物润滑剂中的动力学行为与分散机制。其次，揭示了多能场雾化机制、切/磨削区流场分布及微液滴浸润动力学行为，发明了微量润滑新型供给与雾化装置。进一步地，分析了切/磨削加工材料去除热物理机制，研究了先进的多场赋能热损伤抑制策略，构建了纳米生物润滑剂微量润滑加工技术体系。结果表明，纳米生物润滑剂在热源抑制与热耗散特性调控方面效果显著，多场赋能纳米生物润滑剂微量润滑可作为浇注式加工的替代工艺，采用断续有序的凹槽织构砂轮辅助质量分数为2.5%的MWCNTs-棕榈油纳米生物润滑剂微量润滑磨削单晶镍基高温合金DD5，与传统的浇注式磨削工艺相比，磨削力可降低12%，磨削温度可降低9%，表面粗糙度值可降低6%。展望了纳米生物润滑剂发展路线图，为工业界与学术界提供技术支持与理论指导。

新材料 2024年11月29日 1 点赞 0 评论 101 浏览

浅议从“系统工程”角度看纳米材料科学的应用之路

摘要：近20年来纳米材料科学的蓬勃发展以碳纳米管和石墨烯的研究为典型代表。如何将纳米材料在微观尺度的优异性能在宏观尺度进行良好表达，得到性能优异的商业化产品？这也给科技工作者带来极大的困惑。纳米材料科学在发展初期受“自下而上”方法论的影响，极大地促进了纳米材料科学的发展，然而其局限性限制了纳米材料的应用之路，“系统工程”的思想应运而生，为解决纳米材料的应用这一难题提供了新的方法论。从“系统工程”的角度来看，在微观尺度上性能优异的纳米材料，若要在宏观尺度取得相应优异的性能，实现商业化应用以造福人类，首先纳米材料的应用需要借助于多级结构，其次在纳米材料的应用研究中应以研究体系中各个组分之间的相互关系为侧重点。按照“系统工程”的思想，对纳米材料的研究应该侧重于根据宏观材料的需求，研究出最优化的结构单元组装方式，最大限度地发挥每种结构单元的优点，最终实现体系的效益最大化。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 71 浏览

PAN基碳纤维的发展及国内外第3代高性能碳纤维的进展

摘要：经过半个多世纪的发展，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维经历3代产品的发展，2010年以来研发成功的第3代碳纤维实现了高强度和高刚度特性的有效结合，有望成为未来高性能碳纤维材料发展的重点。介绍了PAN基碳纤维的发展阶段及主要制造商，阐述了兼具高强度和高模量特征的第3代碳纤维的研发背景。同时介绍了国内外在第3代碳纤维领域的发展历程，展望了碳纤维的未来研发方向，随着2024年初东丽M46X型碳纤维研发成功，第3代碳纤维产品序列有望进一步拓展；此外，面向太空电梯等前沿领域，国外也在开发更高强度碳纤维。

新材料 2025年01月23日 1 点赞 0 评论 66 浏览