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高温形状记忆合金的研究现状及应用前景

高温形状记忆合金的研究现状及应用前景

摘要: 高温形状记忆合金(HTSMAs)可简化机械部件的设计, 并提高其运行效率, 在汽车、航空航天、制造业和能源勘探领域有极大的应用潜力。在实际应用中, 除了高的相变温度外, 还要求HTSMAs具有较大的可回复应变、长期稳定性、抗塑性变形与抗蠕变的特性, 但随着温度的升高, 这些要求越来越难以满足。此外, 较差的可加工性与高昂的原材料成本, 使这一类合金的工业化面临较大的挑战。尽管如此, 通过成分控制、合金化、热机械处理以及开发新的制备工艺, HTSMAs 的研究取得了一定的进展。在目前研究的HTSMAs 体系中, Ni-Ti基、Cu基以及Ni-Mn-Ga基HTSMAs最具潜力。对这3种HTSMAs的物理和高温力学性能、加工技术、应用和挑战等方面进行简要概述, 总结了通过不同成分设计、合金化、热处理及机械加工等方法改善后, HTSMAs材料的微观结构及力学性能, 提及了机器学习在辅助形状记忆合金成分设计方面的发展前景, 对目前各领域HTSMAs 材料面临的难题及未来的发展方向进行了归纳。
稀有 2026年05月15日
氧化铪薄膜的制备、调控与应用研究进展

氧化铪薄膜的制备、调控与应用研究进展

摘要: 全面综述了氧化铪(HfO2)铁电薄膜的制备、性能调控及应用研究进展。HfO2 薄膜因独特的物理和化学性质,在电子器件领域展现出广阔的应用前景。文章详细介绍了多种制备方法,分析了各方法的特点及适用场景。进一步探讨了掺杂元素、薄膜厚度、制备工艺、氧空位等对HfO2 薄膜铁电性能的影响机制,阐述了通过调控这些因素实现性能优化的策略。最后,综述了HfO2 薄膜在微电子、光学、能源和生物等领域的广泛应用,展示了其在非易失性存储器、透明铁电材料、高性能传感器及生物医学器件等方面的潜力。
稀有 2026年07月20日
形状记忆高熵合金的研究进展与展望

形状记忆高熵合金的研究进展与展望

摘要: 高熵形状记忆合金是将高熵概念引入记忆材料领域而发展起来的新型形状记忆合金,此举打破了传统形状记忆合金成分设计的界限,利用高构型熵概念对形状记忆合金的性能进行优化,具有广阔的研究前景。本文简述了高熵形状记忆合金的研究现状,从成分和性能两方面对高熵形状记忆合金进行分类,同时总结了高熵形状记忆合金的制备方法,简要讨论高熵形状记忆合金与传统形状记忆合金相变机理的不同之处,并对其性能和特性进行比较分析,最后基于对现存问题的分析提出研究展望,以期为今后高熵形状记忆合金的开发和应用提供帮助。
稀有 2024年05月12日
镍基多晶高温合金抗蠕变性能研究进展

镍基多晶高温合金抗蠕变性能研究进展

摘要: 镍基多晶高温合金具有出色的抗蠕变性能, 广泛应用于航空航天、能源电力等领域。随着工业技术的发展, 对镍基多晶高温合金蠕变性能的要求也变得越来越严苛。为了改善其蠕变性能, 研究人员进行了大量工作, 重点研究了合金元素对镍基多晶高温合金蠕变性能的影响, 以期通过添加合金元素来实现最大限度的抗蠕变性能提升。以镍基多晶高温合金为主要阐述对象, 分别综述了合金元素的添加对碳化物相、晶界、γ 基体相和γ′沉淀相的影响, 探讨了不同组织结构下合金蠕变变形机理, 为镍基多晶高温合金的设计、制备及其抗蠕变性能的提升提供一定的理论依据和科学指导。
稀有 2026年05月06日
高熵氧化物陶瓷制备与应用的研究进展

高熵氧化物陶瓷制备与应用的研究进展

摘要：高熵陶瓷作为一种新型功能材料，因其高熵化带来的高模量、高硬度、低热导率等优异性能受到国内外的广泛关注。本文首先概述了高熵陶瓷的设计原则，接着根据晶体结构的差异，将高熵氧化物陶瓷分为岩盐型、钙钛矿型、萤石型和尖晶石型等类别，并讨论了它们各自的特性和应用。还详细讨论了高熵氧化物陶瓷的多种制备方法，包括固相反应法、溶胶-凝胶法、共沉淀法以及其他先进方法，如微波烧结技术和放电等离子烧结。此外，高熵氧化物陶瓷因其优异的热学性能、力学性能和催化活性，在锂离子电池材料、热障涂层材料、催化材料和介电材料等领域展现出广泛的应用潜力。最后展望了高熵氧化物陶瓷未来的研究方向，具体包括新体系的开发、设计理论的完善、磁场调控策略的优化以及理论计算的应用等。
稀有 2026年07月08日
难熔高熵合金性能调控与增材制造

难熔高熵合金性能调控与增材制造

摘要：难熔高熵合金（refractory high-entropy alloys,RHEAs）通过添加多种难熔元素形成等原子比或近等原子比的多主元合金，具有简单的相结构和优异的高温性能，在高温合金领域具有极为广阔的应用前景。本文以难熔高熵合金的性能特点与制备工艺为基础，从合金制备与成形面临的挑战出发，综述了难熔高熵合金的性能调控方法与研究进展，介绍了增材制造难熔高熵合金实现的突破与面临的困境，对难熔高熵合金的成分设计及优化、材料制备与加工、增材制造成形进行了展望，并对其未来重点研究方向提出了如下建议：通过调控相结构和相界面克服难熔高熵合金的强韧制约；结合传统强韧化理论与难熔高熵合金自身性能特点进行材料设计；借助增材制造技术的工艺特征促进难熔高熵合金的形性调控；探究难熔高熵合金在高温及多场耦合环境下的使役性能与失效机制。
稀有 2024年03月04日
高强韧抗氢脆高熵合金研究进展

高强韧抗氢脆高熵合金研究进展

摘要: 材料的氢脆敏感性通常随其机械强度的提高而升高，使得高强韧抗氢脆材料的开发面临挑战。高熵合金晶内显著的局部化学环境波动和晶格畸变有助于使其具有良好的氢相容性，在实现高强韧和抗氢脆等特征方面展现出发展潜力。对近年来高强韧抗氢脆高熵合金的研究现状进行了综述: 首先总结了通过添加C，N 和B 等非金属间隙元素进行微合金化调控、析出相调控、主元比例调控和制备工艺优化等方式制备的高强韧高熵合金的抗氢脆性能; 然后基于合金中氢的吸附及扩散行为、氢诱导的变形组织演化等研究，总结了合金的抗氢脆机理; 最后展望了高强韧、抗氢脆高熵合金的未来发展趋势。
稀有 2026年04月22日
高纯铟提纯技术研究进展

高纯铟提纯技术研究进展

摘要：铟是一种优质的稀贵金属元素，当铟的纯度达到99.999% (5N) 时，被称为高纯铟。高纯铟在性能稳定性与可控性方面显著优于工业级纯度的铟，在电子芯片等高尖端领域具有重要应用价值。本文对制备和提纯高纯铟的各种可用技术及最新研究进展进行了综述，重点探讨了萃取法、离子交换法、电解法、区域熔炼法、蒸馏法和吸附法等方法的优缺点。萃取法具有节省能源、操作方便的优势，但需使用大量有机溶剂、酸性溶液，后续还要解决废水处理、环境污染问题; 离子交换法具有可重复利用、再生容易的优点，应用较为广泛，但存在制备技术复杂、设备要求高、费用较高的缺点，未来进一步降低生产成本，该技术将有广阔的发展前景; 电解法所需设备简单、操作环境友好、工序简单，不仅能分离杂质，还可以利用电子直接还原金属离子，但生产周期长、电能消耗大，后续还需要对电解液废液进行处理回收; 区域熔炼法具有高效、节能、环保、工艺流程简单可控的优势，但对原材料纯度要求高，对分配系数在1左右的杂质纯化效果不好; 蒸馏法无污染、操作简单，但效率低，设备和能耗成本高，在高温蒸馏过程中还可能产生有害物质。未来高纯铟提纯除了需要改进现有技术、优化核心工艺参数外，亟需引入人工智能，探索先进提纯技术产业化生产路径。
稀有 2026年07月01日
难熔高熵合金的研究进展及应用

难熔高熵合金的研究进展及应用

摘要：高熵合金不同于传统工程合金，是由多种元素以等摩尔或近等摩尔的比例混合，形成的以简单固溶体结构为基体的系列成分复杂合金。其中含高熔点元素的难熔高熵合金具有较高的高温强度和优异的高温抗氧化性能及耐蚀性能等突出特点，其潜在的高温应用价值引起了广泛关注。详细阐述了难熔高熵合金的研究现状及应用，根据晶体结构类型将难熔合金体系进行了分类，并对各类体系中的微观组织特征进行了概述；进而归纳总结了难熔高熵合金的各种性能，包括高强度、耐磨性、高温抗氧化性、耐蚀性能等；最后对难熔高熵合金的发展及应用前景进行了展望。
稀有 2024年01月21日
锆基形状记忆合金的研究进展

锆基形状记忆合金的研究进展

摘要: Zr基形状记忆合金具有高的相变温度、大的形状记忆效应和低的磁化率等特点,逐渐受到研究者的关注,同时在航天、航空、能源和医疗等领域展现出良好的应用前景。Zr基形状记忆合金主要包括Zr-Cu基高温形状记忆合金和Zr-Nb 基生物医用形状记忆合金。Zr-Cu基合金相变温度最高可达1000 ℃ ,最大形状记忆效应为6.87%,具有价格较低和易加工成形的优点。Zr-Nb基合金相比奥氏体不锈钢、CoCr合金和钛合金等医用植入材料具有更低的磁化率,有效避免了对核磁共振成像(MRI)影响,可以提高检测准确度。本文对近年来国内外关于Zr-Cu 基和Zr-Nb基形状记忆合金的研究进展进行了综合评述,重点介绍了合金的微观结构、相变机制、形状记忆特性、力学性能、磁化特性和生物相容性,并提出了未来需要重点关注的研究方向。
稀有 2024年06月28日