快速凝固理论与技术研究进展

摘要：当前，熔融玻璃包覆、3D打印和电磁悬浮等快速凝固装置已在亚稳材料研究中得到广泛应用。随着快速凝固理论、电子信息及自动化装备技术的创新发展，新一代快速凝固设备正朝着极端制造和高度智能化方向迈进，它们通过集成先进传感器和精密控制系统，以实现对凝固过程的精确控制与定向优化。在此背景下，本文首先从热力学和动力学两个维度总结了快速凝固的理论基础与技术原理，随后系统梳理了实验设备的技术进展，并深入分析其在高性能材料制备中的潜在应用前景，最后对快速凝固材料科学和技术的未来发展及挑战进行了展望。快速凝固技术与凝固理论科学深度融合，与新型材料的研发和制备协同创新，共同构成了亚稳材料科学研究迅猛发展的核心驱动力，这些研究必将共同推动材料科学实现跨越式发展。

新材料 2026年02月04日 1 点赞 0 评论 182 浏览

腐蚀大数据技术及其智慧工程应用

摘要：腐蚀是威胁材料服役安全与使用寿命的核心因素。腐蚀数据具备多源异构、时间长、跨尺度、非线性等复杂特征。针对这些特性，腐蚀大数据技术通过融合各类传感器技术和建立多维智能关联数据库等方法，对材料腐蚀大数据进行挖掘建模与可视化，最终实现共享服务平台建设和在工程中的应用。在智慧工程应用场景中，腐蚀大数据技术实现3 大核心功能：一是通过实时监测技术对桥梁钢结构、油气输送管网等关键设施的腐蚀状态进行动态追踪，结合多源异构腐蚀数据高通量采集即时捕捉腐蚀速率、环境参数对腐蚀大数据进行系统收集；二是通过多源数据挖掘技术，解析腐蚀数据与环境因子、运行工况的耦合规律，支撑防腐策略的动态优化；三是基于神经网络等人工智能模型，结合历史积累数据与机器学习算法，实现了对材料的剩余服役寿命的精准预测，为工程安全运维提供量化依据。此外，腐蚀大数据通过与数字孪生结合，通过构建腐蚀演化的三维虚拟模型，实现了工程结构健康状态的可视化预警与维护资源的智能调度，实现了腐蚀大数据共享与物联网平台的共同建设，最终推动传统防腐向“受击—诊断—决策—执行”的闭环管理升级。腐蚀大数据技术不仅推动了传统防腐技术向智能化、精准化转型，更成为智慧工程安全运维体系的核心支撑，在海洋工程、能源互联网等领域展现出广阔的应用前景。

新材料 2026年03月06日 1 点赞 0 评论 115 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 295 浏览

光热超疏水表面防覆冰/除冰原理、策略和应用研究进展

摘要：低温环境下的结冰问题会对出行和输电线路安全造成一定影响。传统超疏水表面虽能防覆冰，但效果随时间减弱。新型光热超疏水表面，结合被动防冰和主动除冰，利用光热转换效应，有效抑制冰核形成，提高融冰效率，在防覆冰/除冰领域展现出广阔的应用前景。详细分析了超疏水表面的润湿理论和光热超疏水表面的光热转换机制，这一机制是其实现高效防覆冰和除冰功能的核心。首先全面总结了光热超疏水表面在防覆冰和光热除冰方面的原理，揭示了其如何通过特殊的表面结构和材料特性来延迟冰的成核和生长。综述了当前光热超疏水表面在防覆冰/除冰领域的最新研究进展，特别是针对碳基、聚合物基、半导体基、金属基和陶瓷基这5 种不同基材的光热超疏水表面，分析了它们各自的制备方法、性能特点以及在实际应用中的潜在优势。还深入探讨了这些光热超疏水表面在实际应用中展现出的疏水性能、防覆冰性能以及光热除冰性能等。最后，指出了在光热超疏水表面的制备和应用过程中存在的挑战，如材料的耐久性、成本效益和环境适应性等问题，并对未来的研究方向进行了展望，为后续的研究提供了有价值的参考。

新材料 2026年04月28日 1 点赞 0 评论 98 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 237 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 246 浏览

智能润滑材料和表面

摘要：新型智能润滑材料和表面具有按需响应、主动应变的特征，这种类生命体自调节机制赋予在役摩擦副自主感知外界环境刺激并进行界面润滑状态自适应调控的功能，为航空航天、军事武器等高端装备“在线感知-决策-执行”转型升级提供了新解决方案。同时，人工智能（AI）驱动的润滑材料逆向设计革新了传统试错模式，实现了摩擦副表面润滑基于需求的高效靶向定制，为构建满足各类复杂工况的高性能、高可靠润滑材料和表面体系提供了新路径。润滑材料和表面智能化发展正在逐渐重构机械表面界面科学研究范式，有望为前沿润滑理论和技术研究提供新的突破口。以智能润滑材料和表面技术及其AI 创制为切入点，梳理具有自润滑、自修复、自诊断等功能的润滑材料和表面研究现状，以及AI 加速其逆向设计的前沿进展，并对未来先进表面润滑材料智能化发展趋势进行展望。

新材料 2026年06月01日 1 点赞 0 评论 54 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 289 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 265 浏览

增材制造专用陶瓷材料及其成形技术

摘要: 陶瓷材料具有高强度、耐磨损、耐腐蚀和耐高温等特点，在航空航天、生物医疗和电子信息等领域具有良好的应用前景。然而，如何制造应用于上述领域的复杂形状陶瓷零件成为了一个重要的问题。目前，增材制造正逐步成为解决复杂形状陶瓷零件制造问题的有效方式。主要介绍了增材制造专用陶瓷材料及其成形技术。根据增材制造专用陶瓷材料的不同形态，可以将陶瓷材料分为粉材、丝材、片材和浆料/膏材4类。基于此，介绍了激光选区烧结(SLS)、激光选区熔化(SLM)、三维喷印(3DP)、熔融沉积制造(FDM)、分层实体制造(LOM)、立体光固化(SL)、数字光处理(DLP)以及直写成形(DIW)8类主要陶瓷增材制造技术及其应用。最后，根据陶瓷增材制造的最新研究成果，对增材制造专用陶瓷材料及其成形技术发展作出进一步的展望。

新材料 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 205 浏览