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非晶合金作为能源存储和转化材料的研究

非晶合金作为能源存储和转化材料的研究

摘要： 非晶合金也称为金属玻璃， 其长程无序的原子排列结构， 使其比传统晶态合金拥有更丰富的活性位点以及更优异的化学与催化活性， 因此在氢能、 太阳能、 二次电池等能源储存和转换应用领域有广阔的前景。本文系统综述了非晶合金作为电催化水分解催化剂、 储氢材料、 锂离子电池和锂金属电池材料、 水系锌离子电池材料、 太阳能电池关键材料、 超级电容器等的最新研究进展，重点总结了非晶合金在能源存储和转化材料应用中的优异表现，分析了非晶态原子结构对能源存储和转化特性的影响规律及机理， 并对非晶合金结构与性能的调控策略进行了概述。最后， 总结并展望了本领域研究的挑战和未来发展趋势。
新材料 2026年09月17日
纳米薄膜材料的生长模拟: 蒙特卡罗与分子动力学的比较与应用

纳米薄膜材料的生长模拟: 蒙特卡罗与分子动力学的比较与应用

摘要：薄膜材料是材料科学的重要研究领域。随着纳米技术的迅速发展，薄膜材料的尺寸从最初的数十微米到几百纳米，再到如今的几纳米甚至更小，纳米尺寸效应使薄膜表现出许多新颖性能，受到广泛关注。然而，薄膜尺寸不断减小，受限于检测技术，为薄膜组织生长演化与性能调控研究带来新挑战。如何在现有的技术条件下，准确揭示纳米薄膜的构效关系，是实现其性能调控的关键。本文综述了蒙特卡罗模拟和分子动力学模拟在薄膜生长研究中的应用，探讨了两种方法在研究薄膜生长中原子聚集、表面形貌演变及结构形成机制方面的优势。蒙特卡罗模拟具有处理大规模系统的统计能力，能够模拟原子的聚集行为; 分子动力学模拟能够在有限时间尺度内精确描述原子动态过程，捕捉原子级别的运动和相互作用力。结合两者，可从多角度更全面地理解薄膜生长的复杂过程，不仅能深化对薄膜生长机制的认识，还可为纳米材料的制备与应用提供重要理论支持和实践指导。
新材料 2026年08月20日
第一性原理计算在超导材料中的应用

第一性原理计算在超导材料中的应用

摘要：简要综述了第一性原理在材料计算中的基本原理，综述了其在超导材料研究过程的进展，特别是在超导材料领域中关于超导机制的研究，对于进一步拓展新型超导材料及其实用化提供了理论支持；同时也提出了第一性原理计算在超导材料领域计算过程中的不足和建议，并对其在超导原理机制方面的研究前景进行了展望。
新材料 2024年09月26日
纳米复合智能防腐涂层在金属表面上的应用研究

纳米复合智能防腐涂层在金属表面上的应用研究

摘要：智能防腐涂料能可有效地提高金属的使用寿命，因而具有自愈功能的智能防腐涂料越来越受到人们的重视。概述了 pH响应、光刺激响应、离子响应等不同触发机制的纳米智能防腐机制研究，总结了不同金属表面纳米复合智能防腐涂层研究进展，最后提出金属表面智能自修复防腐涂层发展所面临的挑战和未来发展前景。
新材料 2025年03月20日
航空发动机和工业燃气轮机热喷涂热障涂层用金属黏结层：回顾与展望

航空发动机和工业燃气轮机热喷涂热障涂层用金属黏结层：回顾与展望

摘要：超音速火焰喷涂制作的金属黏结层加料浆喷涂制作的柱状晶结构陶瓷隔热层被视作新一代航空发动机和燃气轮机用热喷涂热障涂层，其中采用的MCrAlY 金属黏结层正朝着长寿命、低成本、适用于新燃料的方向发展。本文综述近年来航空发动机和燃气轮机热端部件热障涂层用MCrAlY 金属黏结层研究进展，并对涂层的结构设计与成分设计进行探讨。
新材料 2024年07月11日
过渡金属低维纳米材料在电催化领域中的研究进展

过渡金属低维纳米材料在电催化领域中的研究进展

摘要：随着环境问题的日趋严重和能源危机的不断攀升，利用电催化技术开发可持续的绿色新能源迫在眉睫。过渡金属低维纳米材料具有高活性表面、高效的电子转移速率和丰富的表面空位，能够有效提升电催化反应的效率和稳定性。本文基于材料维数，将过渡金属低维纳米材料分类，并分别阐明其优势，重点综述零维、一维、二维纳米材料在电催化领域中的研究成果，揭示低维纳米结构与电催化活性、稳定性之间的关系，明确了低维纳米化是提高电催化性能的有效方法。最后，指出过渡金属低维纳米催化剂应根据需求合理设计并优化其结构。未来低维纳米催化剂的发展方向应是基础研究与计算研究相结合，用理论来引导设计，搭配机器学习预先选择合适的结构模型以及朝着改进现有材料结合更多更高效的复合材料进一步发展。
新材料 2024年11月20日
高强金属丝材的力学行为与变形机理

高强金属丝材的力学行为与变形机理

摘要：金属丝材作为一类独特的结构及功能材料, 具有悠久的发展历史, 并在诸多领域发挥着不可替代的作用. 目前, 人们已经发展了多种成熟的丝材加工工艺, 并制备出多种高强韧金属丝材. 其中, 传统珠光体钢丝保持着金属丝材最高抗拉强度的世界纪录, 而新型高熵合金丝材成功克服了传统丝材强度与塑性之间的矛盾关系和低温脆性的问题, 显示出在复杂服役环境下的巨大应用潜力. 由于金属丝材各异的微观结构和物理化学特性, 其表现出各自独特的力学行为和复杂迥异的强塑性变形机理. 多晶合金丝材的高强度主要源于界面强化和位错强化等多种强化机制的共同作用, 其塑性变形涉及位错运动和变形孪生等多种复杂的塑性变形机理; 非晶合金丝材的高强度源于其本征的原子无序结构, 其塑性变形则主要与流动缺陷的激活与聚集有关. 为了进一步实现金属丝材强韧化, 研究者提出了微观组织细化和不均匀结构设计等有效途径. 随着金属丝直径的减小, 变形尺寸效应显现, 考虑尺寸效应的应变梯度塑性理论相继发展并有效应用于金属丝材力学行为描述. 本文对金属丝材的发展历史、制备工艺和典型高强金属丝材的力学行为、强塑性变形机理以及本构模型进行了回顾与综述, 并对未来研究值得关注的方向提出了几点展望.
新材料 2025年01月15日
3D打印微波吸收材料研究进展

3D打印微波吸收材料研究进展

摘要：近年来，随着3D 打印技术逐渐成熟化与商业化，这种新兴制造技术开始应用于吸波材料的设计与制备中。本工作从3D打印频率选择表面类和超材料类吸波材料、3D打印蜂窝类吸波材料、3D打印陶瓷类吸波材料和3D打印其他吸波材料等几个方面综述了3D打印技术在微波吸收材料制备方面的研究进展，对3D 打印技术在微波吸收材料制造中存在的打印材料局限性、材料力学性能缺乏、微观结构的测试分析等问题进行了阐述，同时对3D打印技术在微波吸收材料制造领域未来的发展趋势，如小型化、多功能、智能化也进行了展望。
新材料 2024年07月11日
基于水凝胶的定形相变材料制备与性能研究

基于水凝胶的定形相变材料制备与性能研究

摘要：在储冷控温用定形相变材料研究领域，水的相变储冷特性常被忽视. 本研究以丙烯酸和聚乙烯醇为原料，通过交联聚合，辅以冻融循环和表面干燥制备了一类基于聚乙烯醇和聚丙烯酸的水凝胶定形相变材料. 在氢键和冻融循环的作用下，聚乙烯醇和聚丙烯酸相互缠绕形成强大的氢键网络，赋予水凝胶极高的含水量和良好的塑形性能. 将该水凝胶用作定形相变材料，通过其中水的相变实现相变储冷，储冷容量达237 J/g，且50 ℃以下水不会挥发. 该水凝胶定形相变材料具有极好的抗泄漏性能和良好的循环稳定性，50 次冻融循环后储冷性能无变化，且可塑成任意形状，可应用于储冷、冷链控温和冷敷等领域. 此外，为充分利用水凝胶内部的孔隙，通过添加纳米石墨片增强水凝胶骨架的稳定性，并经冷冻干燥得到了一种高孔隙率支撑材料，然后以赤藓糖醇和PEG2000 为相变材料，制备了2 类定形相变材料. 它们均具有极高的相变材料含量和相变储热容量，证明基于水凝胶的聚合物网络骨架是一类良好的支撑材料. 本文所得结果对推进水凝胶材料在热能储存和温度控制领域的应用具有重要的价值.
新材料 2025年09月13日
高导热纤维研究进展

高导热纤维研究进展

摘要：伴随航空航天、电子芯片、人工智能等领域的高速发展, 高功率均热、散热的应用需求对高导热材料提出了越来越高的要求. 高导热纤维, 例如中间相沥青基碳纤维、氮化硼纤维、碳纳米管纤维、石墨烯纤维等, 既呈现出优异的高导热能力, 还兼具高力学强度、定向导热特性、可编织性, 是实现高功率散热应用的结构功能一体化理想材料. 本文梳理了高导热纤维的研究进展, 介绍了其导热机理以及独特的纤维结构和材料特性, 汇总了纤维热导率的测试方法, 展望了高导热纤维的应用前景以及未来发展方向.
新材料 2025年12月10日