摘要:随着无线连接和电子设备的迅速发展，电磁波污染日益成为公众关注的焦点之一。因此，对电磁干扰屏蔽材料的需求急剧增加，这种需求涵盖了从日常通信设备（如天线和基站）到军事领域（如雷达系统和电子战设备）的各个方面。为减少电磁辐射对周围环境和人体的影响，以及防止敌方的电磁侦测和干扰，开发具备优异力学性能和电磁屏蔽性能的材料显得尤为重要和迫切。纤维增强聚合物电磁屏蔽复合材料不仅具有高效的电磁屏蔽能力，还展现出优异的力学性能，能够满足恶劣环境下的应用需求。然而，目前的研究大多集中在非连续纤维增强聚合物基复合材料方面。为了开发出力学性能优异的连续增强结构材料，对电磁屏蔽材料的纳米改性工艺进行了总结，旨在提升连续纤维增强聚合物的电磁屏蔽性能。纳米改性工艺主要包括喷涂法、插层法、原位生长法和基体改性法。其中，喷涂法和插层法，以操作简单而得到广泛应用；原位生长法虽步骤较为复杂，却能在纤维表面及纤维间隙中填充纳米功能材料；而基体改性法是应用最为广泛的技 术，可使纳米功能材料与纤维增强聚合物（FRP）更深入结合。对纤维增强聚合物复合材料进行纳米改性 时，采用多元纳米填料的复合相较于单一填料，能显著平衡并提升复合材料的电磁屏蔽及力学性能。因 此，对于纳米改性工艺的优化，未来趋向于纳米功能填料的改性及多元填料的复合，通过插层法将现有已 成熟的纳米功能薄层与FRP复合，加大并完善对较厚连续纤维增强聚合物复合材料在电磁屏蔽领域的研 究，以获得结构功能一体化复合材料。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之一）

摘要:随着探测技术和无线通信的迅速发展，隐身技术作为对抗敌方侦测的有效手段，已广泛应用于军事领域。雷达隐身和红外隐身材料的研究现已成为提升军用装备生存能力的关键方向，因此对这两类材料的最新研究进展进行了系统地总结，旨在为相关领域的研究者提供全面的参考。雷达隐身材料的主要目标，是通过降低雷达散射截面积，从而降低目标被雷达探测的可能性。研究表明，通过成分调控、结构设计等多种手段可以显著提高材料的微波吸收性能，尤其是不同材料的组合与复合方式（如纳米结构的引入和核壳结构的设计）在提升电磁波的吸收方面表现出良好的效果。此外，材料电磁参数与微波频率的匹配性是进一步提升隐身效果的关键因素。红外隐身材料则主要通过降低目标的红外辐射能量，从而有效屏蔽红外探测信号，其性能可通过控制表面温度和降低红外反射率得已优化。研究表明，多孔材料和涂层技术在广泛的红外波段内能实现显著的隐身效果。基于吸收光谱对隐身材料进行分类，讨论了用于微波频段的雷达隐身材料和用于红外频段的红外隐身材料，以及雷达-红外兼容隐身材料的最新研究进展，并对该领域的主要挑战和未来的研究机遇进行了展望。通过对雷达和红外隐身材料研究前沿的探讨，揭示了其在现代军事中的重要性。随着材料科学和纳米技术的不断发展，这些隐身材料的性能有望进一步提升，从而为军事和民用领域的隐身技术创新奠定坚实基础。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之二）

摘要:电磁波吸收材料是将电磁波能量转化为热能或其他形式能量的一类功能材料。随着5G技术、无线通信技术和高功率电子设备的普及，电磁污染日趋严重，已经成为了仅次于空气、水、噪声污染的第4大污染。因此，开发实用有效的电磁波吸收材料成为当务之急。气凝胶是一种具有三维多孔结构的材料，具有高比表面积、高孔隙率、低密度、大的传输路径等特点。气凝胶材料内部独特的高孔隙率、高比表面积能显著降低材料的有效介电常数及优化阻抗匹配，大的传输路径能延长电磁波的传输路径，增强对电磁波衰减能力。因此，气凝胶材料在电磁波吸收领域中受到了广泛关注。为此，对电磁波吸收材料的损耗机制（如导电损耗、极化损耗、涡流损耗等），以及气凝胶的常规合成策略（如冷冻干燥、超临界干燥、常压干燥等）进行了总结，归纳分析了气凝胶的种类（如碳基气凝胶、陶瓷基气凝胶、磁性气凝胶），探讨了气凝胶复合材料潜在的电磁波吸收机理，最后指出了气凝胶电磁波吸收材料的发展方向，以及在保温、隔热、疏水性、阻燃性等智能方面的应用潜力。尽管气凝胶材料在实验室的研究已经取得了显著的进展，但是在实际生产中仍然面临巨大挑战，为制备出多功能气凝胶电磁波吸收材料，需要进一步优化制备工艺和设备。本研究旨在为高性能气凝胶电磁波吸收材料的研究提供参考。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之三)

摘要:随着电子科学和信息技术的迅猛发展，电磁污染问题日益严峻，已成为全球亟待解决的问题之一。电磁波会对环境造成污染，以及对人体健康构成潜在威胁，因此学术界和工业界提出了多种应对策略。由于电磁波吸波材料能够有效吸收并消耗电磁能量，所以成为解决电磁污染问题的关键手段。碳基气凝胶作为一种新兴的纳米复合材料，具有三维多孔结构、超低密度、高比表面积和优异的导电性等特点，在电磁波吸收领域中展现了巨大的应用潜力。为此，详细介绍了碳基气凝胶吸波材料的多种制备方法，如冷冻干燥法、化学气相沉积法、真空浸渍法和金属离子辅助交联法等，并探讨了这些方法对材料性能的影响。同时，分析了碳基气凝胶在不同环境中的应用前景，如高温环境中的热稳定性、潮湿环境中的防潮能力、强电磁辐射环境下的吸波性能，以及腐蚀环境中的抗氧化性能。碳基气凝胶吸波材料在电磁波吸收、储能、建筑保温和电磁防护等多个领域中展现了重要的应用前景，其未来的研究方向应集中于通过功能化改性和结构优化进一步提升性能方面，以推动在更多高技术领域中的应用。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之四）

摘要:电磁辐射不仅对人类健康构成威胁，而且影响电子设备的正常运行，特别是来自电子设备的无用电磁波还会降低其性能。为应对这一问题，研发了多种微波吸收材料。由于生物质材料具有低成本、轻质、可再生、环保及易于获取的优点，因此受到广泛关注。其中，经碳化和活化处理的生物质材料（生物质转化碳）在微波吸收领域中表现突出，其不仅能有效降低电磁辐射，还能促进环保，创造更为生态友好的环境。生物质转化碳基材料的微波吸收能力与成分、微观结构和孔隙特性密切相关，因此对生物质转化碳基微波吸收材料的最新研究进展进行了综述，包括不同类型的生物质材料及其碳化和活化技术。为了进一步提升生物质转化碳基材料的微波吸收性能，提出了多种改进策略，如掺杂其他杂原子、与磁性材料或介电材料复合等。掺杂技术可增强材料的电磁损耗能力，而复合技术可进一步提升材料的吸波效果和稳定性。同时，还总结了生物质源碳基材料在电磁波吸收应用中的实际效果，探讨了其吸波机理及未来的发展方向。生物质转化碳基微波吸收材料在减少电磁污染方面具有良好的应用前景，结合理论和实验结果，未来有望推动轻量化、高效微波吸收材料的设计和应用，为相关领域的进一步研究提供了重要参考方向。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之五）

摘要:目前，电子通信设备产生的电磁辐射问题日益突出。为了应对电磁污染，迫切需要开发一种厚度薄、重量轻、吸收频率宽和吸收能力强的微波吸收材料。TiO₂因具有密度低和稳定性高的特点，成为一种有潜力的微波吸收材料。然而，纯TiO₂材料因电磁响应性差、介电常数低及电磁波衰减能力不足，从而限制了其实际应用。为了提升TiO₂的微波吸收性能，采用无溶剂自组装策略，在不同温度下合成了介孔TiO₂，并通过N₂气氛还原处理引入缺陷，成功制备了富缺陷介孔TiO₂。通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对试样的晶体结构和微观形貌进行表征，借助X射线光电子能谱（XPS）对介孔TiO₂还原前后元素价态的变化进行分析，利用N₂吸附-脱附等温曲线对试样的比表面积和孔结构特征进行探讨，并通过矢量网络分析仪测量试样的电磁参数。同时，系统地研究了合成温度和还原处理对试样电磁吸波性能的影响。结果表明：随着合成温度的提高，介孔TiO₂晶相从单一锐钛矿相转变为锐钛矿与金红石的混合相；尽管N₂气氛还原处理保持了介孔结构，但比表面积有所下降，并在表面生成大量氧空位缺陷；合成温度对试样的电磁参数影响较小，而还原处理显著提升了其介电常数。值得一提的是，在500 ℃下合成并还原处理的介孔TiO₂，其表现出优异的吸波性能，当厚度为5.05 mm时最小反射损耗值达到-30.5 dB、有效吸收带宽为2.32 GHz，该优异性能得益于介孔结构提供的大比表面积、第二相引入的界面极化损耗及缺陷诱导的偶极子极化。本研究为高性能TiO₂基微波吸波材料的制备提供了有效途径。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之六）

摘要:随着科技的迅速发展，电子产品的广泛应用引发了电磁干扰问题，从而影响了人类健康及精密仪器的正常运行，尤其是对国防军工领域的对信息安全构成了严重威胁。金属有机框架（MOF）衍生碳基复合材料因制备简单、力学性能稳定、质量轻、金属配位点丰富等特点，成为备受关注的多损耗机制吸波材料。然而， MOF衍生物的吸波性能目前仍有较大的提升空间。针对这一问题，采用简单的沉淀析出法和煅烧工艺，制备了不同结构的CoFe-ZIF、CoCu-ZIF和CoFeCu-ZIF衍生材料。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对制备材料的物相、形貌及结构进行了表征。结果表明，MOF衍生材料具有六面体或八面体结构，并且其内部存在大量不规则孔洞，这有利于电磁波的衰减。通过调控Fe及Cu金属离子的配位方式，可显著改善衍生材料的吸波性能。吸波性能测试结果表明：CoCu-ZIF样品的最大吸收带宽（EAB）达到了6.3 GHz（厚度1.2 mm），最小反射损耗（RL_min值）达到了-20.98 dB（厚度1.5 mm），展现出优异的吸波性能；CoFeCu-ZIF样品的EAB_max达到了3.36 GHz（厚度2.4 mm），RL_min值为-19.18 dB（厚度4.2 mm），并且在阻抗匹配性能方面表现最佳。通过探索Fe和Cu离子对材料物相及形貌的影响，揭示了MOF衍生材料的吸波性能的变化规律，为MOF体系的系统优化及吸波性能提升提供了新的研究方向。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之七）

摘要:随着智能电子设备的普及，电磁辐射污染问题愈发严峻，开发新型高性能微波吸收材料已成为当下新材料领域的一大研究热点。由于微波吸收材料的吸波性能在高温条件下会出现不同程度的衰减，因此，针对高温环境下微波吸收材料的吸波性能变化及热裂解特性展开研究。采用简易水热法与高温煅烧相结合的工艺，将钴酸镍（Nickel cobalt oxide，NiCo₂O₄）成功负载于亲水碳布（Hydrophilic carbon cloth，HCC），获得具有优异热稳定性和微波吸收性能的NiCo₂O₄/HCC复合材料。通过SEM、XRD和XPS对NiCo₂O₄/HCC复合材料进行了微观结构与材料成分分析，通过VNA和TGA-IR对NiCo₂O₄/HCC复合材料进行了吸波性能和热裂解特性测试。结果表明，针状NiCo₂O₄均匀地负载于HCC表面，这为NiCo₂O₄/HCC复合材料引入了磁损耗。与纯HCC基体相比，针状NiCo₂O₄与HCC形成的异质界面结构使NiCo₂O₄/HCC复合材料的微波吸收能力得到显著提升。XRD和XPS分析结果表明，NiCo₂O₄/HCC复合材料中的NiCo₂O₄为尖晶石结构。当填充的NiCo₂O₄质量分数为25%及厚度为4.98 mm时，NiCo₂O₄/HCC复合材料的反射损耗（RL）高达-50.00 dB。TGA-IR分析结果表明，NiCo₂O₄/HCC复合材料在25—800 ℃范围的质量损失率主要源于HCC上功能基团和NiCo₂O₄的分解。经25—800 ℃的高温热裂解后，NiCo₂O₄/HCC复合材料的RL为-48.67 dB，较热裂解前的RL强度损失率小于5%，表明该复合材料在高温环境下依然保持着良好的微波吸收性能。制备的NiCo₂O₄/HCC复合材料有望成为高温微波吸收材料的潜在选择之一，为指导该材料在高温场景中的实际应用提供一定的理论支撑。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之八）

摘要:PAN基纳米纤维作为一维纳米碳材料，具有高长径比、优异介电性能和低密度等特性，在电磁波（EMW）吸收领域备受关注。然而，PAN纳米纤维的高导电性和单一组分，导致其阻抗不匹配和电磁波衰减能力差，从而限制了其应用。为解决这一问题，通过引入零维的SiO₂纳米球，构建一种独特的一维PCN/SiO₂珍珠-链结构复合纳米纤维。均匀的零维SiO₂纳米球通过静电纺丝锚定在直径均匀的PCN纳米纤维中，形成周期性电磁损耗单元，增加了异质界面的数量，导致极化弛豫作用增强。由于透波材料SiO₂的低介电常数特性，复合材料的阻抗匹配性能得到显著改善。此外，电磁波在PCN/SiO₂复合纳米纤维上的多次反射和散射进一步增加了电磁波能量的损耗。通过调控SiO₂纳米球的含量可调节PCN/SiO₂复合纳米纤维的介电损耗特性，可促进其在低、中、高频段下都发挥出高效的吸波特性。实验结果表明，PCN/SiO₂复合纳米纤维在7.2 GHz频率下，实现了-56.14 dB的反射损耗（R_L），并在2.3 mm的匹配厚度下EAB值达到5.52 GHz，证明该复合纳米纤维具有良好的电磁波吸收性能和相对较宽的有效吸收带宽。PCN/SiO₂复合纳米纤维表现出柔韧、轻质和自支撑特性，是一种潜在的多功能EMW吸收材料。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之九）

摘要:随着智能时代的快速发展，电磁污染已经成为继大气污染、水污染、噪音污染之后的第四大污染源，其对人体健康带来不同程度的危害。开发轻质高效的电磁波吸收材料，有望减少环境中的电磁污染，同时还可以提高飞行器的雷达隐身功能以增强安全服役性。SiOC陶瓷先驱体具有耐高温、良好的抗氧化性能和结构可调性等特性而受到广泛的关注，然而其本身的吸波性能并不理想。为了提升SiOC陶瓷的吸波性能，以甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和硝酸铁为主要原料，以硝酸为催化剂，无水乙醇为溶剂，采用溶剂热法合成SiFeOC陶瓷湿凝胶，经老化、干燥等工艺制得SiFeOC陶瓷干凝胶，再经高温处理后获得SiFeOC陶瓷，通过改变硝酸铁含量对SiOC陶瓷先驱体进行改性，研究硝酸铁含量和热处理温度对SiFeOC陶瓷的物相组成、微观结构及吸波性能的影响。结果表明，硝酸铁的引入，促进了非晶SiOC陶瓷基体中析出大量的SiC纳米晶和自由碳，从而形成丰富的异质界面。由于SiC/SiOC、Cfree/SiOC等界面形成的界面极化、自由碳的缺陷极化、SiC纳米晶的介电损耗和自由碳导电损耗的协同作用，硝酸铁质量分数为3%的SiFeOC陶瓷具有最佳的吸波性能，当其厚度为3.6 mm时最小反射损耗值为-47.6 dB，而当厚度为4.5 mm时最大有效吸波带宽达3.7 GHz。此外，由于硝酸铁的引入，SiOC陶瓷的非晶结构得以保留，热稳定性能得到增强。本研究为SiOC陶瓷微结构调控提供了新策略，对高性能吸波材料的开发具有重要的指导意义。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之十）

摘要:随着毫米波技术的快速发展，60 GHz毫米波段在通信、雷达、遥感等领域展现出巨大的应用潜力。然而，60 GHz波段的波长短，在传播过程分布效应明显，信号容易受到干扰。为解决该问题，开发一种高效的毫米波吸波材料具有重要意义。由于TiC具备较好的介电性能、较大的介电损耗值及良好的电磁波吸收特性，因此对TiC粉体及其复合材料在60 GHz毫米波段的微波吸收性能进行了研究。探究TiC粉体填充比例（质量分数）和热处理温度对TiC/PE复合材料复介电常数和微波吸收性能的影响，并通过X射线物相分析仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）和激光粒度仪（LPS）分别对样品进行表征。实验结果表明，随着TiC粉末质量分数的增加复合材料的复介电常数增大，热处理温度可以调节复合材料的微波吸收性能。当TiC质量分数为75%时，复合材料的复介电常数实部（ε'）为11.19—12.60、复介电常数虚部（ε″）为3.33—3.91，在厚度0.30 mm处最小反射损耗(RL_min)可达-24.20 dB，厚度为0.35 mm时相应的最大有效吸收带宽（EAB）可达 15.50 GHz。当热处理温度为200 ℃时，TiC/PE复合材料的ε'为14.45—16.54、ε″为5.56—6.44，在厚度0.30 mm处RL_min可达-19.18 dB，而EAB可达 16.83 GHz；当热处理温度为325 ℃时，TiC粉末发生氧化开裂，其ε'为10.67—11.05、ε″为0.86—1.19，在厚度2.15 mm 处RL_min可达-48.28 dB，当厚度为1.10 mm时EAB可达5.50 GHz。通过调整TiC粉体的质量分数和热处理温度，可以达到调控复介电常数的目的，使TiC粉末复合材料的EAB保持在较大的频率范围内。TiC粉末复合材料在60 GHz毫米波段表现出良好的微波吸收性能，为毫米波段微波吸收材料的设计提供了重要参考。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之十一）

摘要:随着无线通信技术进入5G阶段，人们的生活变得更加便利。然而，无线通信带来的电磁波污染对电子产品的干扰及对人们身体健康的危害不容忽视。为了解决这一问题，科学家致力于研发质量轻、厚度薄、吸收电磁波频率范围宽和吸波能力强的电磁波吸收材料。普鲁士蓝类似物(PBA)作为金属有机框架(MOF)之一，有着成分可调、容易制备等特点，目前在微波吸收领域已经成为了研究热点。由于单一MOF无法构建导电网络，限制了其在吸波领域中应用，将MOF与低维材料复合是解决该问题的有效策略。基于此，采用共沉淀法初步合成锌钴双金属PBA，再以该类似物和氧化石墨烯(GO)作为前驱体，通过简单的水热反应、冷冻干燥及热处理工艺，成功合成了锌钴双金属普鲁士蓝类似物/还原氧化石墨烯（ZnO/CoO/Co@rGO）气凝胶复合材料。ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料以三维还原氧化石墨烯(rGO)气凝胶为骨架，锌钴双金属PBA衍生的ZnO/CoO/Co复合物负载骨架之上，克服了单一MOF无法产生导电网络的问题，同时还降低了材料的密度，提升了阻抗匹配。ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料的电磁参数，可以通过改变锌钴双金属PBA和GO的质量比进行调控。在锌钴双金属PBA与GO的质量比为3∶1，且ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料与石蜡质量比仅为1∶9的情况下，该复合材料在频率2—18 GHz下展示了良好的微波吸收性能，最小反射损耗达到-54.5 dB，而最大有效吸收带宽为6.38 GHz。证明，ZnO/CoO/Co@rGO是一种具有潜力的微波吸收材料，进一步拓宽了MOF基吸波材料的研究范围。（专精特新·电磁波吸收与屏蔽用新型材料的研究进展专辑十二之十二）

摘要:环氧树脂是一种重要的热固性树脂，其具有优异的力学性能、电绝缘性、附着力、耐热性、耐腐蚀性和极低的固化收缩率，被广泛应用于航空航天、汽车、电子和建筑等领域。固化剂在环氧树脂材料中起着关键作用，不仅决定环氧树脂固化行为，还直接影响最终产品的性能。传统的双组分环氧树脂体系活性固化剂，在常温下易与环氧树脂发生反应，因此需将二者分开存放，导致储存和使用不便。相比之下，单组份环氧树脂体系中的潜伏型固化剂具有优异的储存稳定性，这不仅拓宽了环氧树脂的应用领域，而且还具备使用便捷、绿色环保、易于批量生产等优势，近年来受到广泛关注。环氧树脂固化机理依赖于环氧基与固化剂的反应，降低固化速率的关键在于显著降低固化剂的活性，这也是延长单组分环氧树脂保质期的有效方法之一。目前，潜伏性的固化剂的研究主要集中于降低显在型固化剂在常温下的固化活性方面，以实现低温潜伏、高温固化的目标。因此，对双氰胺、脂肪族多胺类、芳香族多胺类和咪唑类潜伏型固化剂的最新研究进展进行了总结和归纳，重点分析了物理改性和化学改性的方法，指出了单组份环氧树脂体系亟待解决的问题，同时对其未来的发展方向进行了展望。

摘要:光催化二氧化碳还原是将二氧化碳转化为燃料或化工原料,以应对环境污染与能源危机的一种可持续有效策略。然而，该过程中的还原产物选择性较低这一问题亟待解决。共价有机框架（COFs）材料，因具有高比表面积、高孔隙率、结构可调性和强可见光吸收能力等优势，近年来在光催化领域中受到广泛的关注。由于COFs材料缺少二氧化碳还原所需的活性位点，因此限制了其实际应用。碱式碳酸铅（Pb₃(CO₃)₂(OH)₂）作为一种高选择性电催化剂,可有效地将二氧化碳还原生成甲酸盐，并将其引入COFs体系中，从而提升体系的催化性能。首先在无氧高温条件下，采用油浴法合成TP-COFs，然后通过原位光化学与湿化学反应，将Pb₃(CO₃)₂(OH)₂负载于TP-COFs上，最终制备出TP-COFs/Pb₃(CO₃)₂(OH)₂复合材料。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对TP-COFs/Pb₃(CO₃)₂(OH)₂复合材料进行表征，发现该复合材料为两相良好接触的片状材料；通过微量气体分析系统配备气相色谱仪测试发现，该复合材料在二氧化碳还原制甲酸盐的过程中表现出优异的效率和选择性，甲酸盐产率高达28.5 mmol?g^-1?h^-1，选择性超过99%。光催化二氧化碳还原制备甲酸盐的策略，为未来开发高效光催化提供了重要参考，并为实现二氧化碳资源利用开辟了新路径。

摘要:高熵合金通常倾向于形成单一的FCC和BCC相，导致其在强度和塑性方面兼容性较差，在复杂工况下服役寿命显著降低。然而，AlCoCrFeNi_2.1双相共晶高熵合金因具有独特的软硬交替的片层状结构，在实现良好的强韧性匹配方面有着巨大潜力，被广泛地应用于航空航天、核电、深海等领域。激光熔覆（La-ser cladding，LC）技术用于材料表面改性和零部件成形，该技术利用高能激光束将基材表面的粉末迅速熔化粘结，从而形成具有冶金结合的涂层。LC工艺参数的选择对涂层的成形质量及性能有着重要影响，其中激光能量密度作为激光功率、扫描速度和光斑直径的综合参数，对于工艺调控尤为关键。采用LC技术，在以38CrMoAl作为基体、氩气和氦气作为保护气的前提条件下，制备了FCC+BCC双相AlCoCrFeNi_2.1双相共晶高熵合金复合涂层，并对激光能量密度与涂层成形质量、显微硬度、显微硬度、磨损性能和压缩性能展开了探究。结果表明，由于Al元素的熔点与其他元素存在差异，因此涂层存在少量的孔隙，但无裂纹等缺陷。随着激光能量密度的升高，涂层显微硬度表现出先降低后上升的趋势。当激光能量为45 J?mm^-2时，涂层平均显微硬度值最大为315.2 HV_0.2，同时涂层磨损性能也表现最优，磨损体积及磨损率分别为0.508 mm³和1.686×10^-4 mm³?N^-1?m^-1，磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。随着激光能量密度的增加，AlCoCrFeNi_2.1高熵合金涂层的变形量和抗压性能逐渐增强。磨损性能与压缩性能的差异，主要归因于AlCoCrFeNi_2.1双相共晶高熵合金涂层是由较软的FCC相和较硬的BCC相组成，从而形成独特的层片状双相共晶结构，在提高塑性的同时保持了一定的强度。

摘要:高铬铸铁因优良的韧性和耐磨性，被广泛应用于各种工程领域。然而，在高负荷和极端磨损条件下，高铬铸铁的表面会出现凹坑、裂纹及断裂等失效现象，无法满足工况需求。硬质金属碳化物因具有较高的硬度，能够有效抵抗多种形式的磨料磨损，因此常被添加至金属基体中，以提升基体的硬度与耐磨性能。通过引入W、Ti、C的混合金属碳化物体系，采用粉末冶金与铸造相结合的方法制备了TiC-TiWC₂增强的高铬铸铁基复合材料。利用SEM、XRD、EDS法对复合材料的微观组织和物相进行分析，通过维氏硬度计测试复合材料的显微硬度，利用三体磨损试验机比较了复合材料与传统高铬铸铁材料在相同工艺条件下的耐磨性能。结果表明，在原位反应过程中，复合材料内部形成了TiC-TiWC₂增强相，该增强相以核壳结构的方式生长。复合区域的平均硬度值可达到1 300 HV左右，几乎是基体区域硬度的2倍。在三体磨损实验中，传统高铬铸铁材料中的M₇C₃型碳化物发生脆性断裂和疲劳剥落，因而磨损表面多呈现连续的划痕和面积较大的凹坑，而复合材料的磨损表面相对平整，仅部分基体区域表现出短而浅的划痕和犁沟，磨损截面整体连续且无明显纵向裂纹。通过对比分析发现，复合材料的耐磨性能相比高铬铸铁基体提升了2倍以上，表明TiC-TiWC₂增强相显著提高了高铬铸铁的硬度和耐磨性。

摘要:红外隐身性能是新一代战斗机高温部件设计中的关键指标。高温部件通常采用热障涂层作为面层，通过表面涂覆红外低发射率涂层实现红外隐身。研究了不同涂层制备工艺对复合涂层性能的影响。采用等离子喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）技术和大气等离子喷涂（APS）技术，以DZ40M高温合金为基体，通过PS-PVD或APS制备不同厚度的7YSZ陶瓷层，随用电弧离子镀沉积Al中间层以提升表面导电性，并通过电镀法形成Pt红外低发射率层。研究表明，Al层在真空热处理过程中与YSZ发生原位反应生成致密α-Al?O?层，显著增强涂层间结合强度。当采用APS工艺制备YSZ层，Al/Pt的厚度比接近1∶1时，复合涂层在真空热处理后红外发射率可低至0.21，结合强度达41 MPa，通过优化Al/Pt层的厚度比，结合强度可进一步提升至53 MPa。若Al层过薄，Pt层会出现微观翘起，若Al层过厚，则会导致Pt层微观层面产生起伏与空洞，这两种情况均会对复合涂层的红外性能与结合强度造成影响。当采用PS-PVD工艺制备YSZ层，复合涂层在真空热处理后红外发射率低至0.27，结合强度达到68 MPa。为高性能红外隐身涂层的设计与工艺优化提供了重要理论依据。

摘要:固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效、环保的能源转换设备。连接体作为SOFC电堆的关键核心部件，负责实现电连接、分隔阳极燃料气和阴极空气及支撑电池堆的重要作用，其性能优劣直接影响电堆系统的衰减和稳定性。铁素体不锈钢因具有良好的抗氧化性、合适的热膨胀系数等性质，而成为最具希望的连接体材料。但是，其在服役过程中存在抗氧化性能不足，以及铬挥发造成的阴极铬中毒等问题。因此，需在其表面制备一层防护涂层。尖晶石氧化物具有较高的电导率和良好的阻Cr扩散能力，被认为是最有潜力的金属连接体防护涂层材料。采用大气等离子喷涂技术，在不同的喷涂工作电流下于430不锈钢基体的表面制备MnCoCuFeNi高熵合金涂层，随后经800 ℃热转化处理，最终得到尖晶石高熵氧化物涂层。同时，系统分析了涂层在热转化过程中的相组成、表面和截面形貌、元素扩散和电性能的演变行为。结果表明：增大喷涂电流可以提高合金涂层的致密度，但也会在涂层内部生成更多的金属氧化物；经热转化处理后，Mn、Co和Cu元素优先扩散至涂层表层形成浅灰色CuO和深灰色(Mn,Co,Cu)₃O₄尖晶石氧化物，这种元素偏聚随着热转化时间的延长而逐渐均匀化。热转化初期在靠近基体/涂层界面的涂层内部形成了富Cr扩散带，但表面形成的热转化层可有效遏制Cr扩散带向外的进一步扩展。高熵合金热转化层的电导率并未受喷涂电流的影响，其最终电导率约为10.1 S?cm^-1。相反，面比电阻却随喷涂电流的增加而增大，其中涂层最佳面比电阻值（14.95 mΩ·cm²）比无涂层不锈钢的要小。通过高熵合金原位转化策略构建了兼具高导电性和Cr阻隔性能的防护涂层，为开发长寿命SOFC连接体提供了新思路。

摘要:航空发动机燃烧室、叶片、涡轮外环等热端部件的工作环境恶劣，除需承受高温环境外，还需经受高温燃气引起的腐蚀和浸蚀，因此部件高温防护涂层的应用至关重要。防护涂层不仅能提升部件的耐温能力，还能延长其服役时间，进而提高发动机的整体性能。NiCoCrAlYTa涂层是一种典型的高温防护涂层，在1 050 ℃下具有良好的服役性能。这是由于Ta和Y等元素对Al₂O₃氧化膜选择性生成具有促进作用，使得NiCoCrAlYTa涂层在高温下能形成完整的Al₂O₃膜，从而具有良好抗氧化和抗热腐蚀性能。采用低压等离子喷涂技术，在高温合金上制备NiCoCrAlYTa涂层，该涂层具有结构致密、元素分布均匀、孔隙率低，以及能显著提高基体的疲劳极限和出色的高温服役性能等优点，已成为涡轴发动机热端部件，特别是涡轮叶片的首选涂层。但是，低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层存在厚度分布不易调控、未熔颗粒尺寸易超标等问题，尤其是未熔颗粒会导致涂层性能下降及抗氧化、抗腐蚀能力降低，使叶片使用寿命缩短。在某型发动机涡轮叶片涂层试制中发生批次性未熔颗粒尺寸超标问题，以此批次涂层叶片为研究对象，通过对未熔颗粒形成进行分析、原因排查和复现验证，确定是真空舱体中的NiCoCrAlYTa粉尘在喷涂时进入涂层中，导致涂层的未熔颗粒尺寸超标。针对问题原因，通过采取强化转移弧清理，可有效避免粉尘污染带来的未熔颗粒尺寸超标问题，获得符合技术质量要求的涂层。该研究为低压等离子喷涂涂层未熔颗粒尺寸超标问题的处置提供了工程经验。

摘要:为了探究搅拌头转速、焊接速度、轴向压力等工艺参数对薄钛材焊接质量的影响规律，采用搅拌摩擦焊技术对厚度为3 mm的TA2方形薄钛板进行焊接，并对搅拌摩擦焊件接头的显微组织及力学性能进行了研究。结果表明：当搅拌摩擦焊工艺参数为焊接速度60 mm?min^-1、转速300 r?min^-1、焊头倾角1°—3°、焊接压力20—25 kN和氩气流量16 L?min^-1时，焊缝区域结构完好，未出现小孔、夹杂物和裂纹等常见的焊接缺陷。通过对焊接接头显微组织分析发现，该区域的显微组织主要为2.5—32 μm细小等轴晶，晶粒尺寸沿焊缝中心呈现倒V型对称分布，并从焊缝中心向母材方向逐渐增大。表明，焊接过程中温度和应力的分布对晶粒的生长有显著影响。焊缝区域的显微硬度为131.9—138.1HV，随离焊缝中心距离的增大而降低，焊缝区域的平均晶粒尺寸和平均显微硬度分别是12.8 μm和135.4 HV，均显著优于母材区域的57 μm和125.1 HV。相较于母材，焊缝区域的晶粒尺寸和硬度表现出显著的优越性，表明焊接过程有效细化了晶粒及提高了材料的局部硬度。导电率方面，焊缝区域为3.65%IACS，低于母材区域的3.82%IACS。通过残余应力测试发现，焊缝中心区域的最大残余应力为420 MPa（横向）和180 MPa（纵向），在距焊缝中心15—20 mm处出现压应力。拉伸测试结果显示，搅拌摩擦焊件及母材的抗拉强度分别为415和297 MPa、屈服强度为325和258 MPa、延伸率为32%和62%，焊接接头的强度得到提高，但塑性性能有所下降，这是因焊接过程中产生的显微组织细化和残余应力所致。通过研究确定了搅拌摩擦焊焊接薄钛材最优的工艺参数组合，提高了焊接效率和质量的稳定性。