TiB2陶瓷研究进展与应用
摘要：TiB2陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨以及优异的导电性能和高温抗氧化性能，被广泛应用于航空航天、机械制造、金属冶炼、电子信息等领域。TiB2 陶瓷的相对密度低、加工难度大，难以满足高端制造的应用需求，而通过掺杂改性、添加烧结助剂、优化烧结工艺等方式可以促进TiB2陶瓷的致密化，大幅提升其综合力学性能。本文综述了高性能TiB2陶瓷在成分设计、烧结工艺等方面的研究进展，并阐述了其在精密工具、防弹装甲、电解阴极等方面的应用前景。
二维纳米催化剂的研究进展与展望
摘要：文中介绍了长期以来一直被认为是一般催化应用的研究热点的典型二维纳米催化剂，依次讨论它们的分类、结构、合成方法和表征等方面的内容。此外，我们提供了关于基于二维纳米材料的催化应用的讨论，主要集中在环境处理和生物化学技术方面，包括染料降解、有毒物质消除、析氢反应（HER）、析氧反应（OER）、二氧化碳还原反应（CO2RR）和癌症治疗等。最后，我们描述了二维纳米催化剂的机遇、挑战和发展方向。本综述的目的是激发和引导对这一研究领域的兴趣，以促进未来二维纳米材料在催化领域的创新。
基于二氧化钒的多功能可切换超材料器件研究
摘要：提出一种基于加号单元结构阵列的可切换太赫兹超材料器件，通过引入二氧化钒（VO2）材料，可以在不同的太赫兹频段实现交叉极化转换、线-圆极化转换和宽带吸收，具有多功能的特性。当VO2处于绝缘态时，该结构在多个频段内可实现线-圆极化转换和交叉极化转换；当VO2 从绝缘态转变到金属态时，在1.610~4.010 THz 频段内吸收率超过90%，具有宽频带和高效率等优点。此外，还对太赫兹波入射角度和极化角度对器件的极化转换特性和吸收特性的影响进行研究，证明该结构具有极化不敏感和入射角度稳定性高的特点。研究结果表明：所提器件独特的多层堆叠结构不仅展现出卓越的吸收性能，还能够在多种极化状态下快速转换，在太赫兹成像、通信和安全检测等领域有很大的应用潜力。
吸声材料新进展
摘要：声能量的损耗与吸收不仅是声学研究的热点, 而且在噪声控制工程中有着巨大的应用潜力. 通过充分利用边界层内的热传导-黏滞效应, 吸声材料可高效地吸收声能量. 从本质上而言, 通过吸声材料吸收声波的过程属于带有损耗的声场调控. 因此, 吸声材料的性能与其声场调控能力密切相关. 基于多共振模式耦合的声学超材料具备超高的声场调控自由度, 为共振型吸声结构的研究和设计提供了许多新的思路和方法. 本文简要介绍了吸声材料的基本原理, 梳理了多孔材料、单模式共振结构和多模式耦合共振结构的研究历程和现状, 整理了多功能吸声结构和超构声衬的最新研究成果, 并对吸声材料领域未来的发展进行了展望.
基于深度学习和数字图像处理的晶界分割与修复
摘要：通过综合应用深度学习与图像处理技术，对金相图像中晶界进行分割与修复，为晶粒度的准确评级提供基础。首先，通过采集并人工标注多样化的金相图像样本，利用U-net模型结合数据增强和合理的切割策略，提升模型的泛化能力和鲁棒性。其次，采用封闭晶界的数据集，增强模型的预测能力。第三，提出晶界匹配像素准确率这一新的评估指标，有效衡量了模型对晶界预测的准确性。此外，采用图像处理技术对提取到的晶界进行修复，进一步提高晶界线的完整性和连续性。这些方法的综合应用不仅提高了金相图像晶界分割的准确度，而且为材料微观结构的表征与性能评估提供了一种高效的技术手段。
高效热管理用多层级孔金属材料研究进展
摘要: 高效热管理是保障高热流密度和大功率新兴电子设备与机械器件运行安全性和稳定性的关键技术, 多孔金属作为兼具结构和功能的一体化材料, 凭借其高孔隙度、高比表面积、高连通孔隙度以及材料本身优良的导热性, 在高效热管理领域展现出巨大的潜力。随着应用环境的变化, 人们对多孔金属的综合性能提出了越来越高的要求, 与传统的单层孔结构金属材料相比, 多层级孔结构金属由于具有两级甚至多级孔结构特征, 表现出更加优异的综合性能, 因此成为研究和关注的热点。综述了高效热管理用多层级孔金属的制备方法, 主要包括烧结、电化学沉积以及选区激光熔化法等, 并总结了对应方法在制备多层级孔材料方面的最新研究进展; 分析和讨论了部分制备技术的优缺点以及层级多孔结构热性能的关键参数及其热管理性能评价; 介绍了多层级孔金属材料在航空航天、电力电子、新能源汽车等领域基于相变传热的热管理研究现状, 最后展望了用于高效热管理的多层级孔金属材料的发展方向。
高熵金属材料在氢环境中的脆性行为研究进展
摘要：氢脆广泛发生于各种金属及合金材料中，氢脆存在隐蔽性和时间滞后性，一旦发生往往带来灾难性事故，制约了金属材料在极端工况环境下的应用。研究发现，一些高熵合金（HEA）或多主元合金在力学性能、耐蚀性、抗氢脆性能等方面表现出超越传统合金材料（如钢、镍基合金、铝合金等）的性能特点，有望成为极端恶劣工况环境下装备用材料。在此基础上，对氢脆的机理和抗氢脆多主元合金领域的研究进展进行了综述。首先介绍了氢脆的概念，并梳理了几种金属氢脆机理，包括氢压理论、氢致局部塑性变形、氢增强解离、氢增强应变诱导空位、纳米空位聚合、氢促进位错发射等。随后，结合慢应变速率拉伸实验结果，梳理了影响多主元合金（尤其是高熵合金）抗氢脆性能的因素，包括氢含量、合金元素、微观结构、制备工艺、热处理工艺和实验条件等。最后，结合影响多主元合金抗氢脆性能的因素，提出通过优化制备工艺、改善热处理工艺和调整元素含量来提高CoCrFeMnNi 高熵合金的抗氢脆性能，以及采用机器学习辅助开发新的抗氢脆多主元合金的观点，可为抗氢脆材料的研发提供参考。
零价铁体系中的还原路径：研究方式和检测方法引起的讨论
摘要：零价铁（Zero-valent iron，ZVI）及其表面改性材料因其优秀的还原性能已被用于去除多种污染物。直接电子转移还原、Fe（II）还原和原子氢还原是三种公认的可能的ZVI还原路径。因研究者对三种还原路径存在不同的理解以及对还原路径的检测使用了不同的方法，近期的研究在：（1）原始ZVI材料的主导还原路径为何；（2）硫改性给ZVI带来的是抑制原子氢产生还是重组；（3）碳改性强化ZVI还原性能是通过加速直接电子转移还是原子氢生成；（4）不同过渡金属改性对于ZVI的主导还原路径的影响有何深层机制等方面产生了差异性的结论，进而引发了关于ZVI及其表面改性材料对污染物还原去除的主导还原路径为何的一些争论。因此，本文系统总结了：（1）ZVI及其表面改性材料的结构与不同改性原理；（2）ZVI还原体系中还原路径的三种作用机理及不同检测手段；（3）表面改性技术（硫改性、碳材料改性和过渡金属改性）对还原路径的不同影响机制；（4）环境条件（pH、共存离子和天然有机物）对不同还原路径的干扰，并从还原路径出发对未来研究需重点关注的对象提出展望，期待解答当前对于还原路径的研究所存在的部分困惑和促进对ZVI的还原路径达成统一认知，以促进ZVI及其表面改性材料的科学研究发展。
共晶高熵合金成分设计的研究进展
摘要：近年来，共晶高熵合金由于优异的铸造性能以及优良的强塑性匹配受到了广泛关注，然而，目前存在着开发共晶高熵合金效率过低的问题，共晶高熵合金的成分设计始终是一项挑战。针对这一项挑战，国内外学者开发了多种共晶高熵合金的成分设计方法来加快共晶高熵合金的开发速度，由最初的试错法，发展到后来的d轨道能级法、简单混合法、混合焓法、相图计算法以及机器学习辅助的方法等等。每种方法各有特点和局限性，本文对共晶高熵合金的成分设计方法进行了全面评述。
冷喷涂后处理技术及其研究进展
摘要：冷喷涂是一种利用超音速气流加速固态粉末粒子，通过高速撞击产生的塑性变形制备涂层或块体材料的固态沉积技术。在冷喷涂过程中材料始终保持固态，避免了热喷涂过程中由于高温引起的氧化、晶粒长大和相变等问题，适合温度敏感的材料(如Al、Cu和Ti等金属)；此外，冷喷涂技术还能制备一些传统方法难以制备的材料(如镍基高温合金和新型高熵合金等)及其涂层。因此，冷喷涂技术具有广泛的材料适用性，既可以用于修复和涂层制备，也可以用于增材制造。然而，通过冷喷涂技术制备的涂层或材料存在致密度低、组织不均匀以及涂层结合强度差等问题。通过粉末前处理、涂层和材料的后处理等方法可对涂层组织结构和性能进行有效调控，实现高质量涂层或材料的制备及高性能应用。基于此，本文对冷喷涂后处理技术的种类、特点及其研究进展进行了全面综述，内容涉及目前已报道的各种冷喷涂涂层和材料(纯金属及其合金、不锈钢、高熵合金及复合材料等)的后处理技术(热处理、激光重熔、感应重熔、热等静压、热轧、搅拌摩擦以及电脉冲等)，重点对各种冷喷涂后处理技术的优势、特点及存在的问题进行总结和分析，并对各后处理技术的发展方向进行展望。
