期刊,中国材料进展 2024年卷11期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

中国材料进展

主　　编：周廉

出版周期：月刊

国际刊号：1674-3962

电子邮箱：rml@c-nin.com

电　　话：029-86226599

邮政编码：710016

地　　址：西安市未央路96号

中国材料进展/Journal Materials ChinaCSCD北大核心CSTPCD

正式出版

收录年代

镁合金热力学与动力学基础信息

袁媛王俊章立钢刘婷婷...

961-971页

查看更多>>摘要：随着全球能源危机和环境危机加剧,高性能轻质节能材料和新型储能材料的研发和规模应用需求日益紧迫.镁合金作为最轻的金属结构材料,应用于轨道交通、航空航天可显著地节能减排,且绿色高安全性的镁基储能材料也有着巨大的应用前景.特别地,镁及镁合金是我国的优势材料资源,拓展镁合金的广泛应用具有重要的战略意义.但目前高性能镁合金牌号明显偏少,依靠实验开发为主的现状严重影响了镁合金更大规模的推广应用.关键热力学动力学基础信息是高性能镁合金设计与应用的基础和必要信息.然而,相较于钢铁、铝合金及钛合金等,镁合金的热力学与动力学基础数据和数据精度均相当有限,这成为制约传统镁合金材料优化、新型高性能镁合金材料高效智能研发和镁合金大规模快速应用的瓶颈问题.为此,系统地研究多元镁合金的关键热力学动力学基础数据、合金元素间的交互作用特征及交互作用机理,构建系统的、高精度的多元镁合金热力学和动力学数据库,是推动高性能镁合金材料智能设计和促进镁合金更大规模应用的关键路径之一.

关键词：

镁合金热力学动力学合金设计

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增材制造可降解镁合金定制式骨植入物

徐皓璟尹浜兆彭勃刘金戈...

972-980页

查看更多>>摘要：随着老年人口数量的增加,骨科疾病的发生率持续上升,社会对骨植入物的需求显著提高.传统骨植入物不可降解的特性限制了骨缺损的治疗效果.镁作为一种生物相容性优异、力学性能良好的可降解金属,被公认为一种极具前途的新型骨植入物材料.通过增材制造技术成形定制化镁合金骨植入物,一方面,外形精确匹配患者的骨缺损外形,另一方面,内部的多孔结构利于新骨长入.然而现阶段增材制造镁合金骨植入物存在降解周期与骨愈合周期不匹配的问题,限制了其在骨植入物领域的推广应用.介绍了镁合金骨植入物的增材制造工艺以及面临的挑战,并从成分调控、结构设计、后处理3个方面介绍了调控镁合金植入物降解行为、力学性能和生物性能的策略.最后提出了镁合金骨植入物的潜在研究方向和未来展望.

关键词：

镁合金骨植入物增材制造成分调控结构设计后处理

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基于熔体控速滴铸法制备分米级高纯镁单晶的工艺探索

刘博宇黄鑫垚马欣金郑芮...

981-987页

查看更多>>摘要：金属镁具有密排六方晶体结构,其力学性能和物理化学性能具有明显的各向异性.高纯镁单晶是研究镁沿不同晶向的力学性能、腐蚀行为及导电导热等物理化学性能的理想材料.目前,高纯镁单晶常需进口,其价格昂贵,购买手续繁琐,且所能购置的单晶尺寸一般为厘米级甚至更小,难以满足批量化的力学和物理性能测试需求.提出了一种基于熔体控速滴铸法的高纯镁单晶生长方法,并探索了原料纯度、结晶坩埚结构及温度设置等因素对晶体生长的影响规律.应用该方法及装置,成功制备了纯度为99.99％(质量分数)的分米级尺寸高纯镁单晶体.

关键词：

高纯镁单晶熔体控速滴铸法晶体生长

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钛基植入物表面抗菌涂层改性的研究进展

刘婉珍周文昊白天王岚...

988-994页

查看更多>>摘要：钛及其合金得益于无毒、质轻、耐腐蚀性、可加工性和生物相容性好等优点,是需要承受较高载荷的骨、齿等硬组织修复和替换的主要基体材料,目前在临床上使用广泛.但是,未经处理的钛表面通常不具备抗菌性能,容易造成植入体感染,从而导致植入失败,因此需要在钛基植入物表面构建抗菌涂层赋予其抗菌能力.研究表明,抑制植入体表面的早期细菌粘附和生物膜的形成是防治感染的主要策略.从抗菌机理方面入手,综述了抗粘附型抗菌涂层、释放杀菌以及接触杀菌涂层的最新研究进展,重点阐述了光动力杀菌和pH响应杀菌这2种新型的杀菌方式,并对多种抗菌剂联用的协同杀菌策略进行了总结,最后对钛基植入物表面抗菌涂层改性未来的发展进行了展望.

关键词：

钛合金植入物抗菌涂层骨整合

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金属表面梯度渗氧强化

王佩林希衡韩卫忠

995-1006页

查看更多>>摘要：金属材料的表面强化技术包括表面化学热处理技术、表面淬火强化技术、表面涂层强化技术、表面形变强化技术和表面剧烈塑性变形技术等,着重推介了一种全新的表面强化技术——金属表面梯度渗氧强化.金属表面梯度渗氧强化技术有别于传统的渗碳、渗氮和热氧化技术,是一种提高金属材料表面性能的经济且高效的新方法.首先回顾了金属表面热氧化及氧扩散技术的发展历史、应用现状和潜在不足,随后详细介绍了近年发展起来的新型金属表面梯度渗氧强化技术,并阐明该技术的渗氧机理和固溶氧强化原理.金属表面梯度渗氧强化技术具有适用范围广、渗氧效率高、强韧化效果显著、工艺简单、成本低廉、经济环保、节能高效和生物相容性强等优点,是一种极具发展潜力的新型金属表面强化技术.

关键词：

金属渗氧表面强化氧梯度固溶强化

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MatCloud-QE:基于云原生理念的高通量第一性原理计算程序包

杨小渝郝德博舒城许立芳...

1007-1015页

查看更多>>摘要：国内开展第一性原理计算总是局限于某一两个商业软件,不仅需要软件使用许可,而且还需要下载、安装到本地,再通过人工部署到高性能计算集群才能开展使用,极大地限制了科研人员开展第一性原理计算.为了解决这个问题,作者团队基于Quantum ESPRESSO第一性原理计算内核,进一步开发了高通量第一性原理计算加速算法、参数智能推荐算法、输入结构统一算法、自动后处理引擎、组件化引擎、图形化引擎、更多物性计算功能以及MatCloud+接口等算法程序,形成了具有云原生特点的第一性原理计算程序包:MatCloud-QE;进一步通过接入MatCloud+材料云,使用户仅通过浏览器就可在线开展第一性原理计算和数据自动化采集和管理,极大地方便了用户开展第一性原理计算以及高通量计算筛选,且无需软件使用许可.以面向太阳能电池应用的无机钙钛矿Rb1-xCsxPbI3的材料特性的第一性原理计算为例,说明通过MatCloud+材料云平台使用MatCloud-QE第一性原理计算程序包可进行能隙、态密度和光学性质的计算,计算结果不仅和文献报道结果相符,且整个计算过程减少人工干预次数可达90％以上,极大地提高了效率.目前,MatCloud-QE第一性原理计算程序包深度集成在MatCloud+材料云平台,用户通过云端才能使用,该模式为用户提供了丰富的计算资源和一站式第一性原理计算服务.

关键词：

MatCloud-QE第一性原理计算程序包MatCloud+材料云第一性原理计算高通量材料计算云原生

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可循环利用的聚丙烯热成型技术专利分析及综述

崔寅鑫喻秉俊马晶芬朱春龙...

1016-1021页

查看更多>>摘要：近年来,从"限塑令"到"禁塑令"的升级,尤其是塑料包装造成的白色污染问题成为大众关注的焦点,能够进行回收利用的聚丙烯是目前成本效益最高的环境友好型树脂之一,尤其是热成型专用聚丙烯广泛应用于药品包装、食品包装等领域.随着热成型技术的发展,热成型聚丙烯在家用冰箱内衬、汽车结构件、化工容器等大型制品中的应用也日益增多.通过对国内外聚丙烯在热成型技术领域的相关专利申请进行检索、筛选和梳理,从技术方向、区域分布、专利申请趋势、专利主要申请人、核心专利和技术演进路线等多方面,综述了近50年来技术人员对聚丙烯热成型技术改进研究等方面所采用的技术手段;分别分析了原料聚合、聚合后填充改性等5种技术方向的演进路线,总结了聚丙烯材料在热成型领域的应用发展进程,以期为该领域的技术人员提供参考和研究方向.

关键词：

聚丙烯热成型透明性改性专利分析

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Ni(OH)2基超级电容器电极材料的研究进展

薛丹袁凡舒朱春茂吴奇...

1022-1029页

查看更多>>摘要：超级电容器具有功率密度高、循环寿命长、充放电速度快等优点,在能源领域有着巨大的应用潜力.电极材料作为超级电容器的核心部件,其性能对电容器储能性能有着至关重要的影响.氢氧化镍(Ni(OH)2)成本低、来源丰富、理论容量高、环境友好、在碱性电解质中稳定性高,常用作超级电容器电极材料.然而,Ni(OH)2在超级电容器充放电过程中仍存在导电率低、分散性差、比表面积有限、体积收缩等问题亟待解决.综述了近5年以来Ni(OH)2与碳基材料、金属氧化物、金属硫化物、金属硒化物、氢氧化物复合制备Ni(OH)2基超级电容器电极材料的研究进展,并分析讨论了微纳结构等因素对其电化学性能的影响,总结了目前Ni(OH)2基复合材料用于超级电容器领域的难点问题,期望为后续相关研究提供借鉴.

关键词：

超级电容器Ni(OH)2基电极电化学性能纳米结构

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α+β两相型钛合金TC4低成本制备及防护性能研究

赵锋王啸郭树祥

1030-1034页

查看更多>>摘要：α+β两相型钛合金TC4综合性能优良,本研究旨在针对装甲防护领域提供低成本高防护性能的TC4钛合金.采用电子束(electron beam,EB)冷床炉熔炼+真空自耗熔炼(vacuum arc remelting,VAR)工艺,降低TC4生产制备成本;采用两种热加工工艺调控靶板的显微组织,对不同组织和厚度的靶板进行防护性能测试、弹坑显微组织观察、靶板失效分析,确定获得具有优异防护性能的TC4合金靶板的热加工工艺.结果表明:EB+VAR熔炼工艺在保证高均质TC4铸锭的前提下,实现成本降低约20％～30％;通过高韧性热加工工艺:Tβ+30℃单相区开坯轧制,后在Tβ-15 ℃两相区较高温度二火轧制,再进行800 ℃退火1h+空冷,获得双态组织,此组织状态TC4靶板防护性能最优.

关键词：

钛合金低成本显微组织防护性能

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激光粉末床熔融温度场模拟研究

王岩刘雨萌刘世锋刘江伟...

1035-1042页

查看更多>>摘要：激光粉末床熔融具有不受结构限制、近净成形和效率高等优点,广泛应用于航空航天、医疗以及核电领域.其成形过程中涉及多种复杂的且对构件质量有较大影响的物理现象,对材料加工参数的探索建立在高成本和低效率的大量的试错实验上.为了解决上述问题,提出了一种介观尺度物理模型,联合使用EDEM、Gambit以及FLOW-3D软件对激光粉末床熔融成形过程中离散粉末床和粉末熔融进行介观尺度温度场模拟,探究扫描速率对温度场的影响规律、熔池形貌和尺寸的影响,阐明了温度场演变规律.结果表明:激光功率P=215 W下,扫描速率V=900 mm.s-1为最优工艺参数,熔道较为平直均匀,颈缩和球化缺陷最不明显,成形过程中未发生飞溅和过熔等对构件质量产生不利影响的现象.采用实验对模型进行验证,得到了良好的一致性.模拟结果可为激光粉末床熔融成形过程中工艺参数的探索提供一定的理论支撑.

关键词：

激光粉末床熔融介观尺度数值模拟温度场熔池尺寸

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