基于短切纤维吸收剂的吸波材料研究进展

摘要:纤维吸收剂由于宽频吸波、轻质、耐腐蚀等优点,在隐身、电磁兼容领域具有广泛应用。本文从纤维吸收剂的作用机制、数值仿真方法、影响电性能的因素以及制备工艺等方面进行了论述。基于介电常数的介电损耗机制和基于阻抗的欧姆损耗机制都被用于解释该类材料的吸波机制,并得到理论和实验的验证,通过全波理论模拟可以较好地分析复杂结构和高体积浓度纤维吸收剂的电性能。纤维种类、含量、长度等参数对其电性能有较大影响,在制备工艺中选择合适的超声分散参数及分散剂尤其重要。未来可进一步研究纤维吸收剂中的电流与电场分布,明确纤维之间相互作用与耦合机制,在含量、长度等相同条件下对比纤维种类及电导率对电性能的影响,以及不同规格碳纤维之间的差异性,以期在宽频、高效、厚度等方面获得最优的性能。本综述对于设计宽频、高效吸波材料具有重要意义。

金属离子配位自组装氧化石墨烯涂层摩擦学特性研究

摘要: 氧化石墨烯(GO)涂层层间键合是影响其宏观摩擦学性能的关键因素之一. 本研究中在不同金属离子(Li+、Ca2+和Al3+)配位下可控制备了系列GO自组装涂层,并在大气、氮气和真空环境下考察了自组装GO涂层的摩擦学性能,探究GO涂层层间键合作用对摩擦学性能的影响. 研究发现GO涂层层间键合作用方式与大小和金属离子价态密切相关,进而影响涂层摩擦学性能. 结果表明:金属离子的引入与GO纳米片上含氧官能团配位可显著增加层间作用力和钝化表面缺陷,金属离子价态越高,GO涂层摩擦学性能改善越显著. 在大气、氮气和真空环境下,三价态GOAl3+涂层均表现出更优异的摩擦学性能.

金属球形粉末制备技术研究进展

摘要:粉末冶金及增材制造作为近净成形技术,与传统成形技术相比具有生产周期短、效率高、整体材料利用率高、迭代优化周期短等优势,在航空航天领域应用日益广泛。金属球形粉末作为其原材料,粉末性能和质量直接影响产品的性能及使用。文章主要介绍目前全球金属球形粉末主要生产商和商业化金属球形粉末制备技术的发展历程、制粉技术原理、粉末现状、面临的问题及发展趋势。

AI驱动的材料发现:生成式模型与晶体逆向设计进展

摘要:晶体材料的逆向设计一直是材料科学面临的重大挑战,近年来生成式人工智能技术的发展为解决这一难题带来了新的契机。本文围绕晶体表示方法与生成模型架构两大核心问题,系统综述了该领域的最新研究进展。在晶体表示方法方面,重点评述了文本符号化表示、几何图周期性编码以及像素的实验成像与计算像素化等方法,深入分析了这些方法在可逆性、不变性和对称性编码等关键技术特性上的优劣。在生成模型架构方面,按照技术演进路线,详细介绍了基于潜空间的变分自编码器和生成对抗网络、扩散或流匹配的联合生成模型,以及Transformer 自回归模型的工作原理与应用现状。最后,针对当前面临的表示方法优化、缺陷材料建模和评估标准统一等关键科学问题,本文展望了面向工业应用的未来发展方向,旨在为晶体材料智能设计提供系统性的理论参考。

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。

“两个全过程”成就材料强国

摘要:评述了先进材料在人类社会文明史中的划时代意义,强调材料的应用科学范畴,研究的目的在于应用。“两个全过程”赋予材料极限固有性能与极限服役性能,形成“材料科学与工程”学科。这是成就材料强国的必由之路,并提出材料强国的5 个制高点,即理论制高点、技术制高点、性能制高点、产业制高点和体系制高点。

超构透明吸波体的研究前沿与展望

摘要:吸波材料在电磁隐身技术中发挥着至关重要的作用. 与非透明材料相比, 透明材料实现电磁吸收面临更复杂和独特的挑战. 经典透明吸波体在光学透过率、厚度、电磁吸收带宽、倾角与极化稳定性等多项指标存在难以调和的矛盾. 随超构材料应用于透明吸波体, 上述核心性能指标得到显著改善, 从而促进了其在电磁隐身领域的实际应用. 本文针对超构透明吸波体研究工作进行了综述, 首先介绍了透明吸波体的光学透明与电磁隐身原理, 并对经典透明吸波体工作原理与局限进行分析与总结. 随后对超构材料改善透明吸波体在宽带电磁吸收、倾角与极化稳定性经典性能的研究进展与设计方法进行了总结. 为预示未来发展方向, 本文详细阐述了近年来透明吸波体在混合机制设计、多光谱设计、动态可调性能的技术原理与研究前沿, 并展望了新兴方向为透明吸波体带来的多机制、多功能、智能化的发展机遇.

增材制造SiC基陶瓷及其强韧化研究进展

摘要:碳化硅(SiC)材料具有轻质、高强、热稳定性良好等优异特性,广泛应用于国防军工、航空航天、能源环保等诸多领域。然而SiC陶瓷在异形结构成形能力和成形性能方面相互制约。传统制造方法可获得高性能的SiC陶瓷件,但难以成形复杂结构。增材制造具有成形复杂结构的优势,但增材制造SiC基陶瓷存在高强和高韧一体化成形性能的挑战。因此,研究高精度、高强度、高韧性的SiC 基复杂结构陶瓷的增材制造具有重要意义。本文系统性总结当前SiC基陶瓷的增材制造原理与方法,并对连续纤维、短切纤维/ 晶须、夹层结构增韧增材制造成形SiC基陶瓷等的问题和难点进行分析与讨论。最后针对SiC 基陶瓷增材制造的发展趋势进行展望,希望为推动大尺寸、跨尺度、复杂结构的SiC基陶瓷部件高精度、高强度、高韧性一体化增材制造成形提供参考。

超疏水涂层在金属防腐蚀领域的研究进展

摘要:金属材料凭借其优异的力学性能,在航空航天、海洋工程、交通运输等众多领域具有广泛的应用。然而,金属腐蚀问题仍是制约其在工业领域广泛应用的关键因素之一。研究人员从自然中汲取灵感,通过研究荷叶等动植物表面的微结构,成功设计并开发出具有特殊润湿性能的超疏水表面,将其应用于金属表面后,展现出卓越的抗腐蚀性能。本文回顾了近年来关于超疏水涂层在金属防腐蚀领域的研究成果,归纳了超疏水涂层的耐蚀性和制备技术,阐述了基本润湿理论以及腐蚀防护机制。最后,总结了超疏水涂层在金属防腐蚀领域的研究现状和存在的问题,并对其在金属防腐蚀领域的未来发展趋势和应用前景做了展望。

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。