可穿戴材料与器件正朝着柔性、轻薄、无感、智能化和可长期佩戴等方向发展，以满足人体生理心理等个性化需求。这一趋势为运动健康监测领域带来了革新，并得到了学术界和工业界的广泛关注。然而，在满足人体个性化发展需求的同时，可穿戴柔性材料与器件本身也面临着机械鲁棒性、信号稳定性、软硬接口连接和生物相容性等性能方面的挑战。因此，本文旨在从实际运动健康监测需求的角度出发，讨论构建可穿戴柔性材料与器件的材料、结构和制备工艺。同时，深入探讨了其在机械、电气和生物性能等方面所面临的主要挑战因素及其解决路径。最后，预测了未来可穿戴柔性电子材料与器件的发展方向，包括全柔性集成、机械鲁棒性的增强、信号解耦与识别的高精度化、监测的稳定性与灵敏度、快速响应性、超薄无感设计、多模态信号处理以及智能化自适应反馈等。

柔性压力传感器可以附着在人体皮肤感知外界压力信号，且具有传感范围广、响应时间短、灵敏度和耐久性高等特点，因此被广泛应用于电子皮肤和人机交互等领域。柔性压力传感器通常由柔性基底、活性材料、导电电极组成。其中，一种或多种活性材料通过与柔性基底复合形成传感材料，其受外界刺激产生的变形会引起阻值等变化，进而实现传感功能。此外，通过引入微结构可增加传感材料的可压缩性以及对微小压力的敏感度，提升传感性能。本文围绕薄膜和织物两类基底，综述了在其中掺杂碳基、金属基与黑磷基等活性材料的柔性压力传感器的研究，重点论述了不同传感器的制备方法、机电性能与应用场景，总结了各类传感器的优缺点。在此基础上，对未来智能可穿戴柔性压力传感器如何实现宽范围压力检测、商业化以及制作流程无毒化与长时期生物相容性实验等方面的研究做出了展望。

连续碳化硅纤维增强碳化硅（SiC_f/SiC）陶瓷基复合材料具有轻质、高强韧、耐高温、抗氧化等优异的综合性能，是在航空涡轮发动机热端部件和新型空天飞行器防热结构等领域具有广泛应用前景的先进材料。本文从SiC_f/SiC复合材料的四大组成单元出发，综述了SiC纤维、界面相、SiC基体和环境障涂层（EBC）制备技术研究进展，并提出了SiC_f/SiC复合材料未来发展需要突破的瓶颈问题。目前第三代SiC纤维具有近化学计量的C/Si比，并且具有优异的高温力学性能和耐温性能。界面相的结构和抗氧化性能对SiC_f/SiC复合材料在高温有氧环境下的力学性能起着决定性作用，探索与SiC相匹配且具有优异抗氧化性能的新型界面相，并且实现连续均匀制备，是界面相发展的研究重点。SiC_f/SiC复合材料常用的制备方法主要有PIP法、CVI法和RMI法，但是单一方法已经无法满足复合材料的性能需求，由此研究者主要开展了CVI-PIP联用工艺制备SiC_f/SiC复合材料的工艺参数、微观结构和力学性能等研究。环境障涂层作为防止SiC_f/SiC复合材料受到外界环境侵蚀的屏障，在第三代Si/Yb₂Si₂O₇环境障涂层体系基础上，通过补充Si源、自愈合等策略可制备得到高可靠、长寿命的环境障涂层，从而提高SiC_f/SiC复合材料构件的服役寿命。为了实现SiC_f/SiC复合材料的广泛应用，未来还需要在复合材料结构设计、低成本制造、新型抗氧化界面相开发、抗开裂、抗剥落的新型环境障涂层研制、失效分析与寿命预测等方面开展进一步的研究工作。

壳聚糖水凝胶具有优异的可降解性和生物相容性，已成为构筑柔性应变传感器的重要材料。基于壳聚糖导电水凝胶的柔性应变传感器具有超强的环境适应力，广泛应用于健康监测、植入式设备等生物医学领域中。本文综述了壳聚糖导电水凝胶的制备方法和导电机制，总结了壳聚糖导电水凝胶在耐低温型、自修复型及自黏型的功能性柔性应变传感器中的应用现状，最后指出制备工艺的优化、新材料的应用、人工智能化是壳聚糖导电水凝胶柔性应变传感器未来的重点研究方向，旨在为柔性应变传感器多功能应用的进一步发展提供理论基础和实践指导。

单晶高温合金涡轮转子叶片是航空发动机的核心热端部件之一，对航空发动机的推力和性能具有决定作用，其服役损伤增材修复技术是航空装备特种加工领域最具挑战的工作之一。本文系统梳理了航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片的增材修复工艺方法及其应用进展；针对单晶合金增材修复中易产生的热裂纹缺陷问题，从热裂纹形成机理、关键影响因素和控制措施等角度进行了归纳；总结了单晶合金增材修复组织及性能的研究进展。在此基础上，展望了单晶高温合金涡轮转子叶片增材修复的未来发展方向，指出单晶合金修复专用合金材料成分设计、新工艺开发和基于深度学习的多目标协同优化是此领域未来的重要研究方向。

太阳能驱动界面蒸发（solar-driven interfacial evaporation， SDIE）能够利用太阳能将液态水高效转换为蒸汽，为发展生态友好和具有成本效益的淡水生产技术提供基础。其中光热材料是实现能量转换的关键平台，产生的热量可以直接用来加热蒸发。近年来，人们在提高太阳能水蒸发效率方面做了大量的工作，许多创新光热材料被用于实现可控和高效的太阳能-热能转换，以应对从微观尺度到分子水平的能源-水关系挑战。在此基础上，以碳基光热材料为基础，综述了SDIE技术中最新研究进展，重点介绍了石墨烯、碳纳米管、天然植物碳材料以及碳基复合材料等目前应用较为广泛的光热材料在SDIE领域的设计、合成和应用概况，并总结了蒸发水收集速率相关的研究成果，以期为设计低成本、高效光吸收、化学稳定、可重复使用和宽谱吸收的SDIE装置，实现离网脱盐提供参考；最后，对未来碳基材料在SDIE结合人工智能、发电、灭菌及全天候运行等领域的发展前景进行了展望，以期实现环保高效、多用途的水处理净化技术。

随着航空、航天、航海等领域的发展，高端装备的服役条件愈加苛刻，对制造业的发展提出了更高的要求。增材制造技术，又称为3D打印技术，相较于传统制造技术在复杂形状结构制造方面优势显著，有望实现三维空间内特定位置的打印和独特性能的结构打印。激光熔丝定向能量沉积（wire-based laser directed energy deposition， W-LDED）技术作为增材制造技术的重要分支，具有高效率、高精度和高材料利用率等显著优势，在高端装备制造领域具有广阔的应用前景。尽管W-LDED技术具有诸多优点，但其工艺参数选择、多次热循环以及制造过程精确控制和可重复性等方面仍存在诸多挑战，沉积质量和制造稳定性受多种因素影响，如何解决这些现状难题是当前国内外的研究重点。基于此，本文从工艺参数优化、沉积质量分析和组织成分调控三个方面对W-LDED技术的研究现状进行了详细介绍，分析了不同参数对成形质量和制造稳定性的影响，提出了优化策略，进一步总结了W-LDED技术当前的应用场景，并对该项技术的未来发展趋势提出了设想，包括材料创新设计与发展多功能复合材料、成形机理研究、建立工艺-缺陷-组织性能预测模型、增/减材一体化制造新方法和大尺寸、高精度、多功能装备开发。

轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）在碳达峰和碳中和的国家战略中展现出重要的研究价值，提高复合材料界面结合强度是重点和难点问题。针对碳纤维表面浸润性差和力学性能转化率低的问题，简述了CFRP界面增强理论和碳纤维表面处理方法，重点阐述了氧化法、化学接枝和涂层法，用物理或化学手段提高复合材料力学性能。此外，从热固性树脂和热塑性树脂两种基体材料的各自性能特点分析了碳纤维与树脂基体适配性的问题，提出了不同的解决方案。最后，介绍了CFRP在航空、风电叶片和新能源汽车领域的研究进展，提出了飞机轻量化、风机大型化和电车普及背景下材料研究的发展建议，如优化针对高强或高模等具有不同表面形态碳纤维的特定表面改性技术，开发针对不同树脂的改性方法，研发不同类别及应用场景下的碳纤维上浆剂，加强复合材料界面增强理论和界面表征技术研究，制定碳纤维复合材料标准化体系。

连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能，已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域，但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题，限制其应用和推广，发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状，总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状，围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述，提出了低成本制备工艺的未来研究方向，如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体，可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。

摩擦起电（triboelectrification，TE）是几乎所有材料表面都存在的物理现象，而半导体材料的TE不同于起静电的介电材料。在半导体与半导体或金属的动态接触界面上，机械摩擦导致界面原子间化学键合的不断破坏和重建过程，释放能量量子（也称键合子）来激发半导体界面的非平衡电子-空穴对，被激发的电子-空穴对在p-n结（或肖特基结、半导体异质结）的内建电场的作用下分离，从而在外电路产生直流电，该现象被称为摩擦伏特效应。此过程类似于光伏效应，不同之处在于能量的来源。在摩擦伏特效应中，电子-空穴对是由界面处原子瞬时跃迁释放的能量或界面处形成新键时释放的能量来激发，而光伏效应则是由光能激发。本文综述了基于摩擦伏特效应的直流发电机的研究进展，包括机理研究、材料与器件设计、表面改性增强策略等多个方面，并讨论了摩擦伏特器件在可穿戴设备领域作为柔性直流电源的设计开发、性能优化以及未来潜在应用场景。

木质复合材料广泛应用于建筑、装饰、家具、交通等领域，其防火安全广受关注。本文从木质复合材料燃烧特征出发，综述了近10年来木质复合材料的两种防火策略，即火情预警（主动预警）和阻燃处理（被动防御）。木质复合材料本身不具有“智能”特性，其火情预警功能是通过在其表面引入对温度产生响应的功能材料，如热致响应半导体材料、热致变色材料、形状记忆材料等，并将温度信号转化为可接收的信号（电信号、颜色、形变等）传递给外界，实现对火灾的及时预警。而木质复合材料阻燃处理的关键在于限制燃烧过程中固相内部以及气固相之间的热传导和物质传递。此外，进一步概述了金属系（镁/铝氧化物、镁/铝层状双氢氧化物）、硼系、磷氮系、生物基阻燃体系等在胶合板、刨花板和纤维板中阻燃抑烟性能的研究进展，阐明了阻燃体系的构筑机制及协同阻燃机理，并且讨论了其对胶黏剂固化过程和材料力学性能的影响规律。最后指出采用早期预警、中后期阻燃的方式，可显著提升木质复合材料的阻燃防火性能。

柔性压力与应变传感器随着医疗及电子互联领域的发展而受到越来越广泛的关注，其中离子导电凝胶由于具有仿生结构、合适的力学性能和良好的生物相容性等优良的物理化学性能，在柔性电子传感领域显示出了极大潜力。本文综述了离子导电凝胶的分类、制备方法、特点及其在柔性压力与应变传感器中的应用。首先介绍了离子导电凝胶在压力与应变传感器中的传感模式，然后按照导电原理的不同将其分为金属离子凝胶、离子液体凝胶以及聚电解质凝胶三大类，从合成方法、性能特点、改良方法等方面系统介绍了其在压力与应变传感器中的应用及研究进展，分析了其潜在的应用前景和发展趋势。最后，总结了目前存在的挑战并做出了展望，认为离子导电凝胶在智能柔性传感领域仍有着巨大的探索空间和应用潜力。

可穿戴传感器在运动、医学、康复等多个领域的应用极大地方便了对人体运动指标信号的捕捉和监测，有效避免了运动损伤，降低了就医频率甚至挽救了许多生命。随着可穿戴传感器的应用和普及，与之适配的柔性能源供应系统成为其发展的关键。近年来研究者们基于不同的能量释放方式，研究和设计了多种柔性能源供应系统，其中柔性锌离子电池以其高能量密度、高弹性模量、高循环稳定性和高安全性在众多供能体系中脱颖而出，成为可穿戴传感器最具潜力的柔性能源供应系统之一。本文综述了柔性锌离子电池近年来在可穿戴传感器方面的研究进展，主要介绍和总结了电池各组件（集流体、电极（正极、负极）、隔膜、电解质、封装）的材料类型、特点以及与可穿戴传感器集成的应用情况，最后讨论了柔性锌离子电池目前面临的问题和挑战。

目前智能可穿戴设备大多为智能手表、手环等，具有刚性大、舒适性差和需要频繁充电的问题，难以满足人体工效学和服装舒适性的要求，无法长久穿戴实现全天候的监测。基于纺织品的摩擦纳米发电机（textile triboelectric nanogenerator， T-TENG）可集成到鞋服中作为柔性电源和自供电传感器使用，是一种理想的人体主动健康监测和执行的可穿戴器件。然而，目前报道的柔性可穿戴织物基器件大多需要经过封装处理后再集成到服装上，造成服装透气性下降。此外，目前的研究大多数处于实验室阶段，没有充分考虑T-TENG在实际使用过程中耐久性、灵敏性和稳定性等性能。本文综述了T-TENG的基本工作模式、材料选择、制造方法、集成鞋服的方式及应用场景，重点讨论了纳米纤维膜和纺织复合材料的T-TENG、纤维/纱线基T-TENG和织物基T-TENG的制备方法，提出了未来舒适型T-TENG的研发与在服饰上的集成新策略，包括T-TENG的规模化制备、T-TENG与传统服饰的一体化集成、T-TENG的监测精度与舒适性的兼容以及T-TENG的耐用性和稳定性。

航空发动机热端部位的红外辐射容易被红外探测器所探测，不利于飞行器在复杂的监测环境下服役。如何降低航空发动机高温部位的红外辐射特征，提高航空发动机的高温红外隐身性能是目前亟须解决的难题。本文介绍了在高温环境中具有应用前景的金属类红外隐身材料、无机非金属类红外隐身材料和结构类红外隐身材料的红外隐身机理和研究状况，并指出了高温红外隐身材料的未来发展趋势，包括需要进一步研究高温红外隐身材料的失效机理、与控温方式相结合以满足更高温度的隐身需求和有必要发展综合隐身性能来满足飞行器在复杂环境下的隐身能力。

可穿戴设备具有良好的便携性和隐蔽性，可在人体穿戴后实现预设功能。药物递送指将药物通过合适载体或技术以一定方式和规律运输到患者体内产生治疗作用，可提高药物的稳定性与生物利用度。将可穿戴设备与药物递送相结合，可实现根据患者疾病信号或人为指令的释药，以及对患者体内药物浓度的监控，取代对医生和医院的依赖，获得最佳疾病治疗时机和治疗效果。可穿戴药物递送系统可直接佩戴在体表，具有无创和自行给药的特点。微针皮肤贴片、伤口愈合贴片、智能隐形眼镜等是最常见的可穿戴药物递送系统。本文对近5年可穿戴设备在治疗糖尿病、伤口愈合、眼部疾病和癌症等疾病和药物递送中的最新研究进展进行了综述，对可穿戴药物递送系统发展面临的问题和挑战进行了简单总结，并对其发展方向进行了展望。

电子皮肤作为具有模仿人类皮肤感知功能的新型的柔性可穿戴传感器，具有轻薄、柔软、灵活等特点，可将外界刺激转化为不同的输出信号，近年来在健康监测、人机交互等领域展现出巨大的应用潜力。本文从构建电子皮肤的智能材料角度出发，对电子皮肤常用基体和导电填料及其几何结构构建等方面进行了综述，并基于电子皮肤应用所需面对的复杂环境对其生物相容性、黏附性、自修复性、自供电性等应用性能需求进行讨论，进而指出电子皮肤在研究过程中仍然存在对人体皮肤的综合感知性能差、制备工艺复杂且昂贵、感知刺激信号存在滞后性等问题，通过材料和结构优化提升电子皮肤基础性能，从而构建优异性能、多功能化、多种外界刺激同步检测成为电子皮肤发展趋势，并且在医疗诊断、软体机器人、智能假肢和人机交互等领域表现出极大的潜力。

Ti₂AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金，作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求，结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法，从材料特性、合金冷/热加工工艺性能、减重收益等方面分别进行分析，讨论该合金在航空发动机中应用的优势、潜力以及仍需解决的问题。分析结果表明，该合金在减重方面优势显著，且较好地实现了强度、韧性和塑性的综合匹配，无明显短板；具有可接受的冷、热加工性能，通过变形、铸造等方式均可制备工程可用的大规格零件；应用于机匣等静子件可在镍基高温合金基础上减重35.3%，应用于整体叶盘/轮盘等转子件可在镍基高温合金基础上减重37.3%。

铁基非晶合金涂层以其较高的强度和硬度、出色的耐磨防腐性能等优势成为表面工程领域的研究热点之一。本文综述了铁基非晶合金涂层的制备、性能以及应用现状，归纳了非晶合金材料设计主要的原则规律以及典型铁基非晶合金涂层材料体系。重点讨论了热喷涂、冷喷涂、激光熔覆3种涂层制备技术，梳理了铁基非晶合金涂层的摩擦学性能和耐腐蚀性能方面的研究进展，同时围绕军事、医疗、工业等领域简述了铁基非晶合金涂层的应用情况。最后指出深入研究非晶形成、建立专用材料体系的同时与工作环境进行匹配、采用后处理或更高效的制备方式等是本领域未来研究工作的发展趋势。

激光选区熔化（selective laser melting，SLM）作为一种常见的增材制造（additive manufacturing，AM）技术，在多孔和薄壁等异形零件的成形领域受到广泛关注。然而，传统的单光束SLM成形因成形尺寸小、成形效率低等问题而发展缓慢。多光束激光选区熔化（multi-beam selective laser melting， MB-SLM）在单光束SLM成形的基础上，通过多光束、多振镜分区扫描并进行拼接成形，实现了成形尺寸和成形效率的大幅同步提升，有效地解决了单光束SLM成形存在的固有难题，有望成为进一步拓展金属增材制造应用领域的新兴技术。本文综述了多光束激光选区熔化在成形原理、成形设备以及工艺缺陷的形成及控制方面的研究进展，归纳了多光束激光选区熔化成形不同合金的显微组织和力学性能，重点阐述了工艺缺陷和力学性能调控的主要策略。最后对其未来发展趋势进行了展望，如应关注多光束间的时空差异特性对力学性能的影响、改变不同区域间工艺参数的一致性以减少成形件的工艺缺陷等。

随着全球环保意识的提高和国家碳达峰战略的提出，利用可再生生物基资源制备阻燃高分子材料受到广泛关注。腰果酚来源广泛、价格低廉，具有多个高活性反应基团，有望用于商业化制备阻燃高分子材料。本文综述了用于改性聚氯乙烯、不饱和聚酯和环氧树脂的腰果酚基阻燃添加剂的制备方法，同时对比分析了其性能。总结归纳了阻燃腰果酚基环氧树脂、阻燃腰果酚基苯并噁嗪、阻燃腰果酚基紫外光固化涂层、阻燃腰果酚基聚氨酯泡沫和阻燃腰果酚基酚醛泡沫的最新研究进展。指出制备综合性能优异的多功能阻燃腰果酚基高分子材料是未来研究的重点方向。

纯镁具有密度低、减震性能好、生物相容性好等优点，但是强度低。合金化是调控纯镁组织和性能的重要方法。Sn具有熔点低、与Mg的共晶温度高、在Mg中的固溶度大、化学性质稳定和产量大等特点，适合作为合金化元素。本文综述了合金化元素Sn对镁合金组织与性能的影响，由于Sn元素在固/液界面前沿富集、固溶后降低镁基体锥面与基面位错滑移临界分切应力的比值、固溶后提高基体电位、形成Mg₂Sn析出相后阻碍位错和晶界运动、与镁基体构成腐蚀原电池等，可产生晶粒细化、时效硬化和强化、提高塑性、调控腐蚀速率、提高放电效率和放电电位等作用。目前制约Mg-Sn基合金发展的主要问题是时效缓慢、硬度和强度低。未来应发展快速显著时效强化的Mg-Sn基合金、含Sn的高塑性变形镁合金和含Sn的结构-功能镁合金。

氧化锆增韧氧化铝（zirconia toughened alumina，ZTA）陶瓷与单相Al₂O₃和ZrO₂陶瓷相比具有优异的力学性能，在电子、生物医疗、半导体等高端工业领域显示出更广阔的应用前景。本文结合ZTA陶瓷的增韧机制，梳理并总结了近期国内外关于ZTA陶瓷的粉体制备、烧结方法和第三相引入等三方面的研究进展，重点分析了利用多种烧结技术和制备工艺在ZTA陶瓷中引入第三相的作用，最后指出粉体的纳米化、先进烧结技术的精细控制以及探索第三相对微观组织的调控是未来研究的重点方向。

提出一种7075铝合金非等温固溶-锻造一体化热成形工艺。将固溶后铝合金直接放入温模中进行锻造，然后淬火并进行人工时效处理，通过构建温度-时间-性能（temperature-time-property，TTP）曲线，研究本工艺下入水温度和时效参数对7075铝合金微观组织和性能的影响，并结合机器学习对关键工艺参数进行优化匹配。结果表明：TTP曲线鼻端温度为315 ℃，合金时效后力学性能随入水温度的升高而升高，非等温锻时效后会出现双峰现象。在入水温度为380 ℃时，最佳时效参数为115 ℃-26 h，峰值硬度为182.38HV。训练后BP神经网络预测准度为94.9977%，对模型预测的最优工艺参数进行实验验证表明，其预测相似度为96.9%。与传统锻造工艺相比，本工艺能够在减少工序、降低能耗的同时，获得比传统锻造T6态7075铝合金更高的力学性能。

轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9~4.2 g/cm³，是镍基高温合金的1/2，其兼具轻质与耐热的优异性能，在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而，TiAl合金具有本征脆性，存在室温塑性低和热变形能力差等问题，造成加工与成形难度大、成本高，限制了其大规模应用。本文在回顾总结TiAl合金发展历程及应用现状的基础上，综述了TiAl合金的铸造、粉末冶金、热塑性成形、增材制造等热成形技术的研究进展，其中重点讨论了热塑性成形技术，包括包套挤压、等温锻造、近等温锻造和包套轧制等。现有塑性成形技术存在的问题主要是TiAl合金塑性差、成形难度高、成形效率低以及性能不足，今后TiAl合金塑性成形的发展方向应是高效率、低成本近净成形，同时提高材料的利用率和力学性能。

随着航空发动机涡轮前进口燃气温度的不断提升，传统的热障涂层难以有效阻隔高温燃气产生的近红外光波段热辐射，热辐射传热可透过涂层直接加热下层金属基体，损害热端部件服役寿命。本文结合作者的实验结果，综述了新型兼顾辐射抑制能力的热障涂层材料设计和结构设计，对比了传统热障涂层的近红外光学特性，深入探讨了目前用来提高涂层抑制辐射传热能力的方法。重点针对传统热障涂层YSZ在短波红外波段不能有效阻隔红外辐射热传播的问题，对提高涂层的红外反射率或红外吸收率这两类降低热障涂层红外透过率的基本途径进行了分析，并对提高涂层红外反射率和吸收率的调控手段、影响因素、内在机理及优缺点进行了系统总结。最后指出新型辐射抑制涂层在材料和结构设计以及高性能计算辅助等方面的未来发展趋势和突破方向。

连续纤维增强树脂基复合材料因其密度低、力学性能优异被广泛应用于航空航天、汽车和船舶等工业领域，传统制造工艺因模具限制成本高昂且无法成型复杂零部件。增材制造设计自由度高、快速灵活等优点被认为是连续纤维增强复合材料未来生产的重要方向之一。目前连续纤维增强复合材料的增材制造技术发展仍处于起步阶段，本文系统综述了连续纤维增强树脂基复合材料的研究现状，概述了打印的装备、工艺、材料的研究进展，为连续纤维增强树脂基复合材料的打印平台搭建以及工程化应用提供了方向，重点分析了打印温度、打印速度和打印层厚等工艺参数对打印质量的影响，为连续纤维增强复合材料的智能增材制造提供参考，同时讨论了连续纤维的二维和三维的结构设计在轻量化制造方面的发展，如纤维路径铺设和结构拓扑优化，并对连续纤维增强复合材料增材制造的设备、材料、打印工艺和结构设计的研究发展趋势进行了总结和展望。

高镍层状正极材料LiNi _xM _{1- x} O₂（x≥0.8，M=Co，Mn，Al等）由于高比容量、高工作电压和低成本，近年来成为混合动力电动汽车和电动汽车（EV）高能量密度锂离子电池最有前景的正极材料。电动汽车技术的进步要求锂离子电池具有约350 Wh·kg^-1的高能量密度、500 km的续航里程以用于商业应用。然而，高镍层状正极材料的容量快速衰减和结构不稳定性阻碍了其市场化应用。本文总结了高镍层状正极材料性能衰减的根本性问题，通过元素掺杂、元素比例、表层重构、颗粒排布、颗粒间填充、颗粒尺寸和单晶化等方面对改善高镍层状正极材料循环稳定性的最新进展进行了归纳，并指出未来可以尝试元素和结构协同构筑高结构强度高镍正极材料，以从根本上解决其深度脱锂下的结构和热稳定性难题，为高镍层状正极材料提供改性新工艺和新方法。

纤维增强聚合物复合材料在航空航天、汽车舰船、轨道交通等领域广泛应用。随着航空航天领域轻量化和高速化的进展以及精密仪器设备自动化技术的不断发展，振动问题日益凸显，需要开发兼具高力学性能和高振动阻尼性能的新型结构-阻尼复合材料。本文以近十年纤维增强聚合物阻尼复合材料研究为基础，阐述了材料的阻尼机理，综述了聚合物基体、增强纤维、界面等因素对纤维增强聚合物复合材料阻尼性能的影响，为进一步开发具有所需阻尼性能的纤维增强聚合物复合材料提供了参考。最后讨论了纤维增强聚合物阻尼复合材料目前存在的问题及值得关注的发展方向，如新材料新方法新机制的开发、复合材料阻尼性能与力学/工艺性能的协同优化、组分-材料-结构的阻尼性能对应关系等。

高熵非晶合金结合了传统非晶合金的结构无序性与高熵合金的化学无序性，具有良好的热稳定性、磁学性能、耐腐蚀性以及生物相容性等，因此成为近年来的研究热点之一。本文首先介绍了高熵非晶合金的概念与起源，随后对其成分体系、制备方式以及各种性能做出总结，从材料体系与制备方式两方面分析了高熵非晶合金形成非晶结构的原因，并解析了高熵非晶合金具有良好力学性能、热稳定性以及耐腐蚀性的机理，最后展望了采用材料计算实现高通量的材料设计，重点探究材料的组合性能、涂层等新的制备方式，并且指出解决基础理论问题是促进该材料发展的重要前提。

压电材料作为重要的功能材料，由其制备的结构健康检测器件已被广泛应用于国民经济的诸多领域。随着现代工业技术特别是航空航天、核电能源和智能制造等的发展，各类高温工况环境对压电材料的性能提出了更高的要求，因此研制综合性能优异的高温压电材料并将其应用到具有更高服役温度的传感器件中受到了研究者的广泛关注。硅酸钛钡（Ba₂TiSi₂O₈， BTS）晶体具有较高的电阻率、较低的介电损耗和优良的压电性能，是一种具有良好应用前景的高温压电单晶材料。本文主要介绍了BTS晶体的提拉法生长制备工艺、单晶电弹性能表征、材料相变调控以及采用该晶体为核心元件研制的声表面波传感器和高温振动传感器的研究进展，最后对新型高温压电晶体及其传感器件的研发进行了总结和展望。

采用缝合结构与针刺结构碳纤维预制体，经化学气相渗透法（CVI）和反应熔渗法（RMI）制备出C/C-SiC复合材料，系统研究了两种结构预制体制得的C/C多孔体微观结构、孔隙特征及C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能。结果表明：缝合结构C/C多孔体孔径呈双峰分布，孔隙多为纤维束间孔，针刺结构C/C多孔体孔径呈单峰分布，由于网胎的加入使得部分纤维束间孔转变为连通的小孔隙网络，经过模拟后者Z向绝对渗透率略大于前者，有利于后者后续RMI致密化过程（高密度，低开孔率，低残余金属）；缝合结构C/C-SiC复合材料平均弯曲强度高于针刺结构C/C-SiC复合材料，二者都呈现“假塑性”断裂方式；针刺结构C/C-SiC复合材料密度更高，残余Si含量更低，但其纤维体积含量较低，长直纤维的完整性较差，使得复合材料承载性能较低。

采用熔融渗硅工艺制备SiC_f/SiC复合材料，研究试样在水氧腐蚀环境中的氧化行为。结果表明：经800 ℃和1200 ℃水氧腐蚀400 h后，不含环境障涂层（environmental barrier coatings，EBC）的试样弯曲强度保留率分别为78.8%和74.9%，含EBC的试样弯曲强度保留率分别为95.9%和93.0%。EBC的存在能够有效地阻碍材料与水氧腐蚀介质大面积直接接触，避免复合材料力学性能明显降低。800 ℃时BN界面层氧化是导致SiC_f/SiC复合材料力学性能下降的主要原因。1200 ℃不含EBC试样经水氧腐蚀400 h后界面层部分消失，纤维与基体之间出现空洞，失去保护纤维的作用，同时部分界面层将纤维与基体粘连起来。BN界面层氧化、SiC纤维与基体氧化的共同作用是造成复合材料力学性能下降的主要原因。

针对新一代航空发动机涡轮盘用超低C，N含量的变形高温合金GH4065A，系统表征和定量统计了合金的夹杂物组织。对细晶态和粗晶态试样开展了400 ℃和650 ℃不同载荷水平下的疲劳实验。通过对疲劳断裂源组织进行表征分析，研究了合金的疲劳断裂机制。结果表明，合金的夹杂物主要为氮化物。在细晶组织状态下，高温疲劳断裂机制为氮化物（单独和团簇态）起始断裂。高应变幅载荷下（≥0.9%），断裂源主要为试样表面氮化物，极少情况为表面硼化物和氧化物（Al₂O₃和MgSiO₃），且只有Al₂O₃导致合金过早疲劳断裂；低应变幅载荷下（<0.9%），断裂源为氮化物-解理面型，均在试样近表面/内部。两种不同的断裂方式分别导致高应变幅载荷下400 ℃疲劳寿命高于650 ℃疲劳寿命，低应变幅载荷下反之。统计发现，引起疲劳断裂的所有氮化物的尺寸全部达到/超过细晶组织平均晶粒尺寸。在粗晶组织状态下，400 ℃下疲劳断裂机制为准解理起始断裂。晶粒尺寸的增加极大降低了可能诱发疲劳开裂的夹杂物的有效数量，滑移诱发的解理断裂成为主导断裂机制。

采用电导率测试和拉伸实验，结合 OM和 SEM 形貌观察，研究不同固溶对6451铝合金板材微观组织和力学性能的影响规律。结果表明：固溶温度为560 ℃时，板材在固溶处理3 s时已发生再结晶；固溶时间延长至5 s，Mg₂Si粒子少量回溶；时间延长至7 s，完全再结晶后形成等轴晶组织，Mg₂Si粒子大量回溶，板材强度迅速增大。随着固溶时间的进一步延长，T4P态板材强度的增速明显减缓，烤漆后的屈服强度增量基本不变；30 s固溶处理后，晶粒尺寸没有明显变化；固溶时间增加至60 s时，Mg₂Si粒子完全回溶，T4P态板材的屈服强度和抗拉强度分别提升至125 MPa和247 MPa，伸长率达30%。根据研究结果建立基于经典扩散理论的T4P态板材屈服强度与固溶量之间的函数关系模型。

激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）技术具有成形柔性高、无需模具、快速制造等优点，特别适合于结构复杂、精密度高的航空发动机叶片修复工作，但仅通过实验方法难以高效准确地揭示多尺度多物理场耦合的LPBF过程中冶金缺陷和微观组织演变规律。利用有限体积法和元胞自动机模型分别模拟粉末床熔池形态演变与微观组织形成过程，结合实验观察，揭示不同打印参数下合金冶金缺陷和晶粒生长的演变规律。结果表明：LPBF修复过程中，能量密度显著影响熔池形貌，当能量密度小于87.9 J/mm³时粉末颗粒熔化不完全，伴随有孔洞和熔合不良等缺陷形成，而当能量密度大于137.4 J/mm³时，熔池凝固表面平整度明显降低。增加能量密度同时增强熔池水平方向热流干扰，晶体受到剪切力的影响进而导致与基体更大的取向差。此外，激光功率也显著影响着合金微观组织，随着激光功率的增加温度梯度逐渐减小，较低的温度梯度促进过冷液体区域形成，进而促进新晶核的形成，激光功率由150 W增加到250 W时，外延生长晶粒由柱状晶转变为大量杂晶。基于数值模拟方法分析获得LPBF修复DZ125合金的合理工艺参数为：P=200 W，V=1000 mm/s，H=65 μm，该方法有助于降低实验成本，加速LPBF修复合金合理工艺参数的获取。

针对先进航空发动机对高强耐热铝合金复杂壳体铸件的应用需求，对比分析一种新型Al-Si-Cu-Mg-Sc高强耐热铝合金与ZL101A，ZL205A铸造铝合金的工艺性能及力学性能，并采用高强耐热铝合金开展油泵复杂壳体金属型铸造工艺设计和实验验证，对铸件产品的质量进行检测分析。结果表明：新型Al-Si-Cu-Mg-Sc高强耐热铝合金的铸造流动性和抗热裂性能优于ZL205A高强铸造铝合金，其金属型铸造油泵复杂壳体的合格率与ZL101A同类壳体相当。新型合金的单铸试样和铸件本体取样的室温平均抗拉强度均达到420 MPa以上，明显高于ZL101A合金，250 ℃时其抗拉强度优于ZL205A合金。铸件的表面质量、内部质量、气密性和承压性能均满足产品设计要求。

热等静压工艺是常见的粉末Ti₂AlNb合金制备方法，为深入研究制粉工艺等因素对粉末Ti₂AlNb合金组织性能的影响，分别采用等离子旋转电极雾化法和无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备Ti₂AlNb洁净预合金粉末，并对2种工艺制备的预合金粉末以及二者的混合粉末进行表征。通过热等静压工艺制备Ti₂AlNb合金，研究制粉工艺、包套泄漏形成的孔隙缺陷及夹杂物对Ti₂AlNb合金显微组织与力学性能的影响，并采用优化的工艺进行多种Ti₂AlNb粉末合金构件的成形。实验结果表明：制粉工艺会影响粉末合金的持久性能，包套泄漏引起的孔隙缺陷会显著降低粉末Ti₂AlNb合金的力学性能，夹杂物会显著影响粉末合金室温拉伸性能的一致性与稳定性。

旋流器作为航空发动机的重要部件，实现其轻量化制造对提升发动机服役性能具有重要意义。轻质高强耐热TiAl合金是一种极具应用潜力的高温结构材料，但其本征脆性大、制备加工困难，严重限制其在高性能旋流器制造方面的应用。为此，本研究采用粉末注射成形（powder injection molding，PIM）制备方法，结合水溶性芯模的模具设计及高保形聚甲醛（POM）基黏结剂开发，通过催化脱脂、热脱脂及两步烧结工艺，直接近净成形制备出复杂薄壁TiAl合金旋流器，无需机加工过程。结果表明：成分为82%（质量分数，下同）POM-5%高密度聚乙烯（HDPE）-5%乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）-8%硬脂酸（SA）的黏结剂具有较高的粉末装载量和较佳的充模性能，其喂料粉末装载量为62%（体积分数），流动行为指数n为0.56，黏流活化能E为22.95 kJ/mol，综合流变学因子为9.59；常压两步烧结方法可实现高致密度和细晶的协同控制，当烧结工艺为1430 ℃/1 h+1250 ℃/5 h时，PIM所制备TiAl合金的致密度达到96.3%，且片层团尺寸约为100 μm，后续结合热等静压处理实现了TiAl合金的近全致密化，所制备复杂薄壁TiAl合金旋流器的尺寸偏差为±0.1 mm，表面粗糙度R _a为1.046 μm，室温抗拉强度为577 MPa，屈服强度为466 MPa，伸长率为0.96%。

Pt/PtRh为高温薄膜热电偶敏感材料，Al₂O₃和SiO₂为复合绝缘层材料，采用磁控溅射法成功制备Pt/PtRh薄膜热电偶及Al₂O₃／SiO₂复合型上下绝缘层，并通过掩膜-沉积法实现薄膜热电偶图案化制备。结果表明：制备的复合绝缘层Al₂O₃/SiO₂能够有效保证高温薄膜热电偶传感器在1200 ℃高温下的绝缘性和化学稳定性。Pt/PtRh热电偶阵列精度达到200 μm，可在1200 ℃下稳定工作超过2200 min，经过4000 min升降温循环测试后，热电偶输出热电动势偏差小于1%。热电偶传感器整体厚度小于20 μm，集成于合金与热障涂层之间的热电偶在高温服役环境下可稳定工作并测量合金表面温度。多层结构的样件在服役测试中无分层、脱落现象，热电偶稳定输出信号。