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数据驱动研究范式下材料数据库的构建与应用

数据驱动研究范式下材料数据库的构建与应用

摘要：近年来, 随着大数据和人工智能技术的发展, 数据驱动的材料研发范式在材料构效关系挖掘和新材料设计与筛选等方面展现出显著优势. 数据作为此研究范式的基础, 在拓展材料设计空间和提升人工智能模型性能方面具有重要意义. 因此, 构建高质量材料数据库是数据驱动材料研发的重要一环. 自“材料基因组计划”启动以来, 理论数据库和实验数据库的数量和规模持续扩大, 数据基础设施和大数据技术也得到了充分发展. 本文围绕数据驱动研究范式下的材料数据库构建展开讨论, 首先从数据生成、数据预处理、数据存储和数据访问4个方面出发重点叙述了数据库构建的主要步骤, 然后基于数据体量、数据种类、访问方式和数据库特色等方面对国内外具有代表性的材料数据库进行总结, 最后从材料数据本身和数据基础设施建设两个视角出发, 对材料数据库未来的发展进行展望.
新材料 2025年12月12日
空间流体润滑材料研究进展

空间流体润滑材料研究进展

摘要：空间有效载荷的核心传动机构通常没有备份，一旦失效将造成有效载荷功能的丧失。这种单点失效模式使得流体润滑材料成为保证空间活动机构可靠运转的重要材料，因此提升现有空间流体润滑材料的综合性能与开发新的空间高效流体润滑材料，是推进新一代空间载荷活动机构研制的重要途径。本文介绍了目前空间领域广泛应用的流体润滑材料的种类及结构特性，综述了各类型空间流体润滑材料性能的改进提升方法与应用现状等，对现有空间流体润滑材料面临的难点及未来发展方向和趋势进行了展望，以期为高性能空间活动机构的研发与润滑设计提供参考。
新材料 2026年02月02日
超高温硅化物涂层应用进展

超高温硅化物涂层应用进展

摘要: 超高温硅化物涂层由于具有良好的高温抗氧化能力，目前已广泛应用于高温服役构件，如航空器、航天器、火箭、导弹等。但由于服役时间和温度的增长，硅化物涂层抗氧化性能逐渐下降并最终发生失效。概述了硅化物涂层的体系、制备方法、失效机制和改性方法的研究进展。硅化物涂层体系可分为Si-Cr-X基硅化物涂层体系和难熔金属硅化物涂层体系。制备方法多样，常用的为料浆烧结法和包埋渗法。失效机制主要为氧化、热膨胀系数不匹配和热扩散，可以采用多组元成分设计、多层梯度结构设计和多种制备方法组合优化对涂层进行改性。新一代航空器要求其高温部件能在超高温(≥1800℃) 下长时间服役，但目前的硅化物涂层难以满足该条件，因此未来发展方向为研制超高温条件下服役的复合硅化物涂层。
新材料 2026年03月24日
面向多功能工程应用的力学功能超材料的研究进展

面向多功能工程应用的力学功能超材料的研究进展

摘要：力学超材料是一类人造结构化材料，其本质是以人工微结构为单元构造的复合结构，旨在通过设计人工微结构单元的形状、尺寸和周期性排列模式增强宏观整体结构的力学性能，实现负泊松比、多稳态、轻质高强、可编程/重编程等超常力学性能。然而，通过常规材料制备的力学超材料难以满足不同工程应用场景对功能器件的多环境场自适应性、迅速可控环境响应和能量转化等性能要求。结合力学超材料和先进功能材料构筑的力学功能超材料从材料角度拓展了力学超材料的性能，可以实现可调控的力电、力磁、力热等耦合响应，有望实现力学超材料的多功能工程应用。本文从超常力学性能和典型分类方面阐述了力学超材料的研究进展，从构筑方法和耦合响应方面详细介绍了力电、力磁和力热超材料3 类代表性力学功能超材料，总结与展望了力学功能超材料在航空航天和海洋工程领域的潜在工程应用，包括自折展卫星太阳翼、微型航天器自供能、卫星平台隔振、海洋工程与装备监测感知和海洋波浪能采集等。
新材料 2026年03月03日
玻璃纤维表面碳基导电涂层制备及应用研究进展

玻璃纤维表面碳基导电涂层制备及应用研究进展

摘要：玻璃纤维（GF）因具有高强度、高模量、耐高温、低成本等优点受到关注，但其不导电的特性极大地限制了其在高端新兴技术领域的应用。碳纳米材料作为新兴材料，具有优异的电、磁、光和力学性能，因此在绝缘玻璃纤维表面制备高导电碳层，可赋予其功能性，进一步拓宽玻璃纤维增强复合材料的应用领域。本文系统地从涂层制备方法（如浸渍法、喷涂法、热解法、静电吸附法、电沉积法、化学气相沉积法），涂层形成机理（包括物理吸附、化学键合、机械锚固），涂层导电性能（包括玻璃纤维及其增强材料的电导率、电阻率和电阻），应用领域（如结构检测、电磁屏蔽、电热除冰、能源收集）等方面综述了玻璃纤维表面碳基涂层（碳纳米颗粒层、碳纳米管层、石墨烯及其衍生物）和超级蒙烯材料中蒙烯玻璃纤维的最新研究进展。简单阐述了涂层均一性、厚度以及掺杂等因素对导电性能的影响。综合分析了当前制约碳基导电玻璃纤维规模化生产和实际应用的瓶颈问题及解决策略，并对玻璃纤维表面碳基导电涂层未来的应用前景及研究方向进行了展望。
新材料 2026年04月24日
基于力学超材料的柔性机械臂设计技术

基于力学超材料的柔性机械臂设计技术

摘要：以力学超材料为基础结构的柔性机械臂可通过力学超材料的调配设计实现多重弯曲运动。为探究该类柔性机械臂的变形特性，在分析柔性机械臂结构及其驱动原理的基础上，通过分段常曲率假设建立胞元组变形的数学模型，同时根据柔性机械臂单元的弯曲特性进一步提出了单节柔性机械臂单元和多节柔性机械臂单元的变形预测模型，最后通过实物实验验证了变形预测模型的有效性，完成了超过±90°的弯曲并对末端周围的环境进行探查，可应用于复杂狭小空间的检视。
新材料 2024年09月30日
纤维素基水凝胶研究进展

纤维素基水凝胶研究进展

摘要：纤维素基水凝胶是一种基于天然高分子纤维素的三维网络亲水性聚合物，具有良好的生物相容性、高保水性、生物可降解性等特性。随着绿色低碳化发展理念的提出，可持续的天然聚合物材料已成为研究热点。纤维素基水凝胶作为天然聚合物的代表，在软材料领域备受关注。本文总结了纤维素基水凝胶的交联制备方法，主要有物理交联和化学交联。据此，介绍了纤维素基复合水凝胶在生物医药、柔性电子、食品工业、环境保护和生物工程等5 个领域的功能化应用。随着研究不断深入，纤维素基水凝胶将在未来更多领域具备广阔的应用前景。
新材料 2025年10月09日
增材制造技术制备高熵合金的研究现状及展望

增材制造技术制备高熵合金的研究现状及展望

摘要：高熵合金是近年来发现的一种新型合金，因其独特的设计理念、组织结构以及优异的性能，短短数年内获得了大量科研工作者的关注。由于高熵合金高成本的特点，采用传统制备工艺制备高熵合金结构件造成了一定浪费，尤其是在高精密复杂零部件方面。而增材制造是根据零件的三维数据直接制造出实体零件的技术，能够在很大程度上解决高熵合金在复杂零部件方面制备浪费的问题。同时，增材制造技术具有精确制造、快速凝固的特点，比传统制备工艺更能够保证合金的组织均匀性，也更有利于合金的组织细化，可以进一步发挥高熵合金性能的潜力。然而，高熵合金和增材制造都属于发展时间较短的新型研究方向，针对增材制造高熵合金的研究也尚处于起步阶段。本文介绍了高熵合金最常使用的几种增材制造技术，重点阐述了用增材制造技术制备的高熵合金的组织演变规律、力学性能、耐腐蚀性这几方面的研究进展，并对高熵合金复合材料的研究现状进行了归纳，同时对增材制造高熵合金的进展及优缺点进行了总结，并对增材制造技术制备高熵合金的研究提供了一些思路。
新材料 2024年05月06日
陶瓷吸波超材料结构光固化增材制造工艺研究

陶瓷吸波超材料结构光固化增材制造工艺研究

摘要： 陶瓷超材料吸波器具有耐高温、高强度、可完美吸波的特点，其结构复杂且具有周期性，是一种新兴的吸波器件。但传统成形方式在复杂结构制造上存在一定的局限性。本文提出一种基于光固化增材制造氧化铝陶瓷表面镀铁氧体的方法实现周期性复杂结构的陶瓷超材料吸波器。使用氧化铝粉末和光敏树脂，配制出可供 3D打印的氧化铝陶瓷浆料，利用3D 打印机成形氧化铝陶瓷坯体。根据 TG‑DSC 热分析法，确定了陶瓷坯体的脱脂工艺参数，烧结出氧化铝陶瓷样件。再利用浸渍法在氧化铝样件表面镀铁氧体膜，并烧结使其致密化。使用SEM 观察样件表面形貌，通过X 射线衍射分析物相组成，利用划痕法测试镀层的结合力。结果表明，本文提出的方法可以实现周期性复杂结构的陶瓷吸波器快速制造，为新型超材料吸波器的设计与制造提供了新的思路。
新材料 2024年10月12日
金属材料激光增材制造路径规划研究现状与展望

金属材料激光增材制造路径规划研究现状与展望

摘要：激光增材制造技术可成形任意复杂形状零件，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、医疗器具等领域。激光增材制造技术根据粉末提供方式的差异可分为粉末床预置铺粉的选区激光熔化技术和送粉器同步送粉的激光定向能量沉积技术。路径规划是激光增材制造过程中的重要步骤，当采用不同的路径策略时，即使硬件设备和工艺参数保持一致，零件的成形质量以及力学性能也会存在较大差异。目前，众多学者针对不同目标的路径规划策略展开了广泛的研究。本文总结了激光增材制造技术路径规划的研究现状，分析了两类目标的路径规划策略，即提高成形质量以及力学性能。最后对未来激光增材制造路径规划的研究进行了展望，为其进一步研究提供了方向。
新材料 2024年05月24日