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吸波材料作为雷达隐身技术的重要组成部分，能够通过吸收雷达波的方式缩减被探测目标的雷达散射截面，从而降低目标被探测发现的概率，目前已被广泛应用于各类飞行器、舰船及装甲车辆等装备的隐身设计中，能够有效提升装备的战场生存能力和作战能效，是国防领域的战略性关键材料。因此，开发高性能吸波材料是前沿材料领域的研究热点和国防安全的重大需求。本文首先对吸波材料的定义、分类及吸波原理进行了详细的论述，并结合不同种类吸波材料的实际应用背景，系统归纳总结了各类吸波材料的研究现状与最新进展，分析了各类吸波材料所具备的优势与不足之处。最后围绕吸波材料研究领域现存的关键性问题，指出深入解析损耗机理、聚焦特异电磁响应新材料以及强化工程化设计等方面是吸波材料未来研究的重点方向。
难熔高熵合金凭借其卓越的高温性能，在航空航天等极端环境应用中展现出巨大潜力。然而，多元体系的复杂性使传统设计方法面临效率瓶颈，而新兴的增材制造技术虽然突破了传统成形限制，但其特有的非平衡凝固行为和复杂的工艺参数空间又带来了新的调控挑战。基于此，机器学习技术通过数据驱动的研究范式，为揭示成分-结构-性能之间的复杂关联提供了全新解决方案。本文系统综述了机器学习在难熔高熵合金研究中的最新进展，特别聚焦于增材制造工艺场景下的关键问题：一方面探讨了机器学习在相结构预测、强度与塑性优化、硬度设计等方面的应用成效；另一方面深入分析了机器学习在增材制造工艺参数优化、成形缺陷控制、微观组织调控等具体环节的实施策略。尽管当前研究已取得显著进展，该领域仍面临增材制造专用数据匮乏、工艺-性能关联模型泛化能力不足、物理机制嵌入不充分等挑战。因此，建立增材制造导向的标准数据库、发展融合物理约束的机器学习模型并构建工艺-组织-性能一体化优化框架，是推动难熔高熵合金在增材制造领域实现从“可制备”向“可设计”跨越的关键方向。
镁空气电池以其理论能量密度高、安全性好、成本低和环境友好等突出优势，近年来受到广泛关注，但关于水系镁空气电池电解液的系统化综述仍相对匮乏。由于镁阳极在水系环境中易发生自腐蚀、放电产物堆积及严重块效应，导致阳极利用率低、工作电压偏低且波动明显，使电解液成为制约镁空气电池实际应用的关键因素。为此，本文系统梳理了水系镁空气电解液的基本特性与关键影响因素，重点从电解液体系选择、界面调控策略以及添加剂作用机制等方面展开综述。内容涵盖含氯与无氯近中性电解液的结构特点与适用性，无机、有机及复合添加剂的调控作用，以及阴离子在电解液/阳极界面中的协同影响。最后，对水系镁空气电解液的未来发展方向提出展望，包括界面调控机制的深化理解、电解液体系的绿色化设计以及基于机器学习的配方快速筛选等。本文旨在为高性能镁空气电池电解液的研究与应用提供参考。
MgH2由于具有较高的理论储氢容量、更好的安全性以及可逆性，成为目前研究最多的一类储氢材料。然而高热力学稳定性和较差的动力学性能限制了其应用。掺杂催化剂可以有效降低吸/脱氢反应能垒，从而加快Mg-H体系的吸/脱氢反应速率，是改善MgH2储氢性能的有效且简便的方法。过渡金属及其氧化物由于具有优良的催化性能受到了广泛研究。本文介绍了不同类型的过渡金属及其氧化物催化剂，简述了其对MgH2吸脱氢性能的提升效果以及催化原理。最后得出：掺杂多元合金、多元金属氧化物或者金属与金属氧化物的组合，从而利用不同金属间的协同效应是提高催化性能的重要方法。然而，目前一些过渡金属及其氧化物的催化原理尚不清楚，加深对催化机理的理解和认识，尤其是从原子尺度深入探究，将为具备更高储氢性能的镁基储氢材料的开发及应用提供有力支撑。
目前商业化锂离子电池常用的有机液态电解质存在易燃、易泄露等安全隐患，而基于聚合物固态电解质的固态锂离子电池因具有高安全性和高能量密度而备受关注。本文阐述了聚合物固态电解质的基本结构和离子传导机制，重点介绍了聚合物链段迁移、表面扩散和离子跳跃三种模式。在制备方法方面，详细分析了非原位固化和原位聚合固化两种制备方法的原理、具体过程和优缺点，其中非原位固化方法工艺成熟，但存在界面接触性较差、厚度较大等问题，而原位固化法则能实现优异的界面接触，并能兼容现在的电池制备工艺。针对聚合物电解质室温离子电导率低、电化学稳定性较差等问题，本文总结了常见的几种改性策略，如采用聚合物分子结构设计、塑化剂添加、聚合物分子共混、纳米颗粒填充和多层结构设计等方法，以降低聚合物结晶度、构建快速离子通道、锚定阴离子并优化电解质与电极的界面。最后，指明聚合物固态电解质在规模化制备与固态电池应用方面的现状和发展趋势，为未来研究提供参考。
碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）以质轻、比强度高、快速成型、可焊接等优势，在航空航天等领域应用具有广泛的应用前景。钛合金作为航空航天常用轻量化金属，是可直接附着CFRTP而无腐蚀缺陷的材料，实现两者高性能连接对降低结构质量、减少碳排放及保障装备运行安全至关重要。但因两者物理与化学性能的差异，连接面临诸多挑战。本文梳理了CFRTP与钛合金焊接技术的国内外研究进展，对各类焊接技术的工艺特点、钛合金表面处理方法和界面连接机理进行了总结和分析，展望了CFRTP与钛合金焊接中有待解决的共性问题，以期为CFRTP与钛合金复合结构的大规模装配应用提供参考。
钛合金凭借其高强度、低密度、优异的抗蠕变性能及耐腐蚀性，成为航空发动机核心承力部件的首选材料，其可靠连接直接决定着发动机的服役安全性及寿命。线性摩擦焊（linear friction welding，LFW）作为一种适配航空发动机精密制造需求的高效固态连接技术，具有近净成形、焊接缺陷少、接头性能优异等显著优势，能够实现钛合金构件的高质量连接，在航空发动机整体叶盘等复杂部件的制造与修复中有着不可替代的作用。本文聚焦航空发动机构件LFW技术的研究与应用需求，从工艺实验、物理模拟、有限元数值模拟及焊后热处理4个核心方向，综述了钛合金LFW的研究成果，对各方向的研究现状及存在问题进行了系统总结，并展望了未来研究需从长期服役性能评价、多尺度数值模拟、LFW工艺改型优化等多个角度展开，以推动钛合金LFW技术在工业领域的更广阔应用。
颗粒增强铝基复合材料作为轻质高性能的结构与功能材料，在航空航天、兵器装备及交通运输等领域具有广阔的应用前景。本综述系统介绍了国内外颗粒增强铝基复合材料的主要制备技术，对比分析了外加法与原位合成法两大类制备方法的工艺流程、原材料、组织性能、技术优势与缺陷。为进一步实现高性能颗粒增强铝基复合材料构件的高质量成形制造，半固态触变成形技术相较于传统铸造与塑性加工技术，能够有效结合铸造的近净成形特点与塑性加工的力学性能优势，在高性能复杂形状颗粒增强铝基复合材料构件的近净成形方面展现出显著潜力。鉴于半固态触变成形的关键前提在于制备出具有细小、均匀球晶组织的半固态坯料，系统概述了当前主要的半固态坯料制备方法，并介绍了相关触变成形技术在铝基复合材料与铝合金中的研究进展。最后对颗粒增强铝基复合材料在设计开发、制备工艺创新以及深化触变成形技术应用等方面的未来趋势进行了展望。
熔融沉积成型（fused filament fabrication，FFF）技术具备设计灵活度高、无需模具且能快速构建复杂结构的显著优势，是连续碳纤维增强热塑性聚合物（continuous carbon fiber reinforced thermoplastic polymer，CCFRTP）3D打印的关键方法。但在实际3D打印过程中，由于FFF工艺本身的限制，如打印温度、层间结合、纤维浸润不充分等，常导致CCFRTP构件出现界面结合弱、孔隙率高等问题，严重影响其力学性能。为此，本文围绕3D打印工艺特点，重点评述了近年来在树脂改性、纤维改性及其协同优化等方面的最新研究进展，特别是多种协同改性策略在提升界面性能方面的作用机制。在此基础上，探讨FFF最新研究进展及不同打印工艺参数对力学性能的影响及优化方式，并对其发展方向与应用前景进行了展望。
纤维增强复合材料以高比强度、高比模量、优良疲劳与耐腐蚀性能，在航空航天、交通运输及能源等领域得到广泛应用。然而，在严苛服役环境下，其内部损伤的隐蔽演化可能导致突发性失效，亟须高效的结构健康监测（structural health monitoring，SHM）技术。本文综述了该领域的研究进展，从离线无损检测（包括超声、X射线/CT、红外热成像、声发射）和在线监测（表面式应变计、压电、光纤传感器，嵌入式光纤、电阻及压电传感器）两方面系统分析了原理、性能优势以及主要局限。对比结果表明：离线技术精度高但无法实时，在线技术可实现动态监测，但存在深度不足与信号解析能力有限等问题。最后，概述了未来发展关键方向，包括传感器与结构的协同设计、多功能损伤感知以及面向模式识别和预测性维护的智能信号处理，为复杂服役条件下复合材料的智能化监测提供参考。
SiCf/SiC复合材料因其低密度、优异的高温力学性能和抗氧化性，在航空航天高温部件应用中具有广阔的前景，但制备和服役过程中产生的残余应力严重制约了其性能发挥。本文对SiCf/SiC复合材料残余应力的研究进展进行了综述。首先，阐述了微观残余应力与晶格畸变应力的形成机制，明确热膨胀系数失配、相变体积效应和工艺诱导效应是其主要成因。其次，介绍了X射线衍射、中子衍射、拉曼光谱、纳米压痕实验表征技术和有限元法、分子动力学数值模拟方法的原理与优劣。然后，分析了残余应力对复合材料力学性能、环境稳定性和功能特性的调控机制，总结了通过温度梯度控制、界面涂层设计和热处理实现残余应力调控的策略。最后，指出超高温氧化环境下应力动态重构、复杂载荷和热循环下残余应力的原位实时监测以及人工智能驱动的残余应力预测与优化设计是当前面临的前沿挑战。
增材制造技术具有高精度、无需模具、可调控陶瓷多级结构的优势，为高性能水处理用陶瓷的开发提供了新途径。本文系统综述了基于光固化和直写挤出等增材制造技术制备的水处理用陶瓷在结构设计、材料复合、水处理性能等方面的最新研究进展，并探讨了其在有机污染物催化降解、油水分离等场景的应用潜力。然而，该技术仍面临难以直接制备分离层、极端工况适应性差以及规模化生产难度大等关键挑战。最后展望了水处理用陶瓷在自愈合智能陶瓷材料和机器学习辅助工艺-结构-性能协同优化的研究。本文旨在为增材制造水处理用陶瓷的研究提供参考，以推动增材制造技术在高通量、长寿命水处理用陶瓷中的工业化应用。
多孔材料内部空腔的复杂性、孔隙分布的随机性以及孔径的多尺度性对孔隙细观结构的定量表征带来困难。分形理论因其在表征复杂结构自相似性和多尺度性方面的独特优势，近年受到广泛关注。本文综述了分形理论在多孔材料领域的研究发展历程，分析了不同尺度下多孔材料单一和多重分形特征的提取与表征方法，对基于多重分形优化的先进工程材料应用案例进行了归纳，重点讨论了分形理论在多孔材料力学性能、传热性能和渗透性能表征研究中的进展，指出基于分形理论指导多孔材料优化设计及性能表征过程中，主要存在细观结构-宏观多功能特性之间的关联物理机制不明确、预测/优化模型算法效率和精度低的问题，对分形理论在多孔材料未来的研究发展和潜在的工程应用前景，如考虑跨尺度效应、多物理场耦合分析、机器学习优化策略等进行了展望。
在半导体行业中，温度控制至关重要，但该领域仍面临诸多研究挑战，如温控材料的选择与散热管理方案的设计等。其中，柔性电子薄膜的研发亦是重要难题。然而，目前基于石墨烯和碳纳米管的柔性电子薄膜因成本高昂，限制了其广泛的应用。因此，开发一种具有优异发热性能、广泛调控范围且适用于大规模应用的炭黑柔性电子薄膜具有重要意义。为确定炭黑的最优填充量，本工作研究制备了不同炭黑填充量的复合薄膜，并对其进行了一系列测试，包括渗透阈值、最高温度、温度快速响应、循环加热热稳定性及拉伸性能测试。实验结果显示，炭黑在聚合物基体中的渗透阈值约为20%。炭黑发热膜的调控温度范围为25~60 ℃。在32 V电压下，填充量分别为50%和55%的炭黑薄膜最高温度达到53.9 ℃和60 ℃。两种薄膜不仅展现出较大的调控范围，还在循环加热后保持良好的热稳定性，并具有优异的力学性能。
K439B镍基合金是一种服役温度达800 ℃的新型高温材料，已广泛用于航空发动机燃烧室壳体等关键部件，但目前铸造工艺难以满足薄壁复杂构件高精度成型的高合格率需求。本研究采用激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）技术，通过调整激光功率（140~220 W）与扫描速率（600~1400 mm/s），采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射等表征技术，分析工艺参数对构件致密度和微观组织的影响。总结得到了LPBF技术制造K439B高温合金的工艺窗口（激光功率：160~220 W，扫描速率：1000~1200 mm/s），在窗口内选择2个参数（160 W-1000 mm/s和220 W-1200 mm/s）加工样品并开展室温和800 ℃高温拉伸实验。结果表明，160 W-1000 mm/s（体积能量密度VED=66.67 J/mm³）工艺参数制备的样品组织中出现不规则孔隙与Ti-C碳化物，而220 W-1200 mm/s（VED=114.58 J/mm³）成型样品组织均匀无碳化物，且室温抗拉强度超过1 GPa，断后伸长率达到25%。但在800 ℃环境下，所有LPBF构件均表现出脆性（断后伸长率约0.5%），主要因为LPBF过程中快速冷却条件导致γ′强化相缺失及晶粒内部的胞状亚结构发生完全消解。本研究为K439B合金LPBF成型的工程应用提供工艺依据与理论支撑。
基于激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）技术制备316L不锈钢样件，探讨了不同正负离焦量对316L成形样件表面质量、致密度及力学性能的影响规律。结果表明，正离焦成形的样件综合性能优于负离焦成形样件，这与正离焦条件下熔池更为稳定有关。当离焦量值达到±3 mm时，其数值已超出光束的瑞利距离范围，引发激光功率密度急剧下降，光斑穿透能力减弱，导致输入能量不足以完全熔化金属粉末，从而影响层间冶金结合，诱发样件内部缺陷增多，最终导致力学性能下降。当离焦量从-3 mm增大至3 mm的过程中，激光功率密度先增大后减小。在离焦量为+0.5 mm时功率密度适中（61.33 kW/mm2），样件展现出最优综合性能：上表面硬度为200.1HV5、侧表面硬度为206.2HV5，抗拉强度为（647±27） MPa，屈服强度为（525±30） MPa，伸长率达（49.4±3.1）%。适宜的功率密度输入实现了熔池形貌的有效调控，既保证了粉末的充分熔化，又抑制了熔体飞溅等缺陷的产生。
采用3 mm厚的6063/A356异种铝合金进行激光焊接，并对焊接接头进行直接时效（DA）和固溶时效（T6）两种焊后热处理。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜结合显微硬度、拉伸实验对焊接接头微观组织和力学性能进行分析。结果表明：在合适的焊接参数下，焊缝成形美观，接头抗拉强度达到192.5 MPa，为6063-T6母材的73.7%。经过DA处理后，焊接接头抗拉强度提升至233.8 MPa，相较于焊态接头提高了21.5%。透射电镜分析进一步揭示，经过DA处理后，6063铝合金侧热影响区中析出大量针状β"相，这些纳米级析出相与Al基体具有较好的共格或半共格关系，能够有效阻碍位错的滑移，显著提升接头强度。经过T6处理后，焊缝中的富Si共晶网络断裂并发生球化，转变为球状或多边形形态，接头抗拉强度有所下降，但伸长率较之焊态与DA态接头提升显著。
通过真空渗碳热处理研究9310钢的旋弯疲劳行为，分析其金相显微组织和断口形貌，表征渗碳层硬度梯度、表面粗糙度、残余应力分布及夹杂物尺寸。基于Murakami三维缺陷模型，建立渗碳层硬度-残余应力-夹杂物尺寸-表面粗糙度耦合的疲劳极限预测方法，揭示提高真空渗碳试样疲劳性能的有效途径。结果表明：真空渗碳热处理后，150 ℃和180 ℃回火试样渗碳层内碳化物弥散分布，且马氏体组织均匀、细小，无氧化脱碳，裂纹主要起源于非金属夹杂物。150 ℃回火试样表面硬度较高，达到755HV，有效硬化层深度（d）1.20 mm，残余压应力峰值465 MPa。150 ℃和180 ℃回火试样疲劳极限预测值分别为1275 MPa和1260 MPa，与实测值（1282 MPa和1242 MPa）偏差分别为0.5%和1.4%，表明该疲劳极限预测方法在渗碳钢材料中有极高的适用性。提高真空渗碳试样疲劳性能的途径为：减小夹杂物尺寸、提高渗碳层硬度和残余压应力、降低表面粗糙度。
采用非等温差示扫描量热法（DSC）结合Flynn-Wall-Ozawa（FWO）方法和Málek方法，系统探究了双马来酰亚胺树脂EC230R的非等温固化动力学行为。通过FWO方法确定表观活化能随转化率的变化情况，当转化率超过0.8时，表观活化能迅速非线性升高，表明固化反应从化学控制阶段向扩散控制阶段转变。基于Málek方法的动力学建模推导出总反应速率方程，构建恒温固化过程的速率方程，并预测双马来酰亚胺树脂EC230R在不同温度下的固化行为及其转化率。进一步采用双马来酰亚胺树脂固化动力学模型对树脂固化工艺进行优化设计，并采用非等温扫描、拉伸性能和弯曲性能测试表征固化产物的热、力学性能进行验证，结果显示：经250 ℃高温固化后，转化率提升14%，树脂的玻璃化转变温度提升30%，但拉伸模量降低9.8%和弯曲模量降低7.2%。玻璃化转变温度与固化温度、模型预测转化率呈显著正相关性，表明高温固化通过促进交联密度提升，显著提升了树脂的耐热性，但交联密度的提升会限制双马树脂体系链段运动能力，导致链段堆砌密度降低，引起模量降低。本研究为双马来酰亚胺树脂的高效固化工艺设计及高温结构材料开发提供了设计思路与实验支撑。
