摘要:电子皮肤可模仿人体皮肤的触觉功能而感知多种刺激，并将其转化为电信号。电子皮肤作为真实世界与虚拟世界交互的接口，特别是在人形机器人技术爆炸式发展的今天，其研究得到了广泛的关注。不同于传统的电子皮肤，基于离子-电子双电层电容的离电型电子皮肤具有显著的高灵敏、大量程、性能可调等优势，目前已经成为了电子皮肤研究中的一个重要分支。离电型电子皮肤具有诸多性能优势，但同样面临着挑战。由于离子活性材料的黏弹性与环境敏感性等，使其难以提供可靠的传感数据，限制了其应用范围，需要开发新的材料以解决这些难题。为了更好地推进离电型电子皮肤的科学研究与工程化，本文系统梳理了近年来离电型电子皮肤的研究成果，详细阐述了离电传感原理及优势，介绍了离电型电子皮肤技术在材料、器件、系统等方面取得的重要进展，探讨了离电型电子皮肤的材料-界面-性能的构效关系，以及其在机器人触觉、人机交互、深海深空和生物医学工程等方面的应用。最后，展望了未来离电型电子皮肤在基础与应用方面的发展方向，并提供了可行的研究建议。

摘要:二维（Two dimensional, 2D）材料具有纳米级厚度，这使得半导体器件的短沟道效应被有效抑制，以及可缩小器件尺寸、降低功耗。其中，具有体光伏效应（Bulk photovoltaic effect, BPVE）的二维材料，利用其本征非对称性产生自发极化，从而构建无需外置偏压的自供能光电器件。该类器件在制备技术上避免了传统光伏器件所需的复杂界面工程和工艺，同时兼具高效率、低功耗和快响应等优势。然而，现有BPVE二维材料存在种类少、稳定性差、效应弱等缺点，亟需开发新型BPVE二维材料。通过减薄二维CuBiP₂Se₆材料的层数，成功打破了其六原子层单胞结构的中心对称性，首次成功制备出具有空间反演对称性破缺的CuBiP₂Se₆原子层。基于此，构筑了Graphene/CuBiP₂Se₆/Graphene垂直结构器件，并在532和671 nm激光激发下，首次在CuBiP₂Se₆中观测到显著的非线性BPVE效应。值得注意的是，Graphene/CuBiP₂Se₆/Gra-phene器件在532 nm激光、零偏压条件下展现出卓越的自供能光电性能，其开路电压（V_oc）为0.13 mV、短路电流（I_sc）为8 nA、响应度（R）高达20 mA?W^-1、响应时间低至4 ms。表明，该器件具有高效的光电转换能力和快速响应特性，通过BPVE机制实现了自供能探测，摆脱了对外部电源的依赖，提供了一种创新的节能解决方案。Graphene/CuBiP₂Se₆/Graphene器件的低功耗、高效率的特性，高度契合移动与无线探测器领域对先进光电探测技术的需求，在推动下一代高性能、自供能光电探测器的发展与应用方面具有广阔前景。

摘要:近红外二区（Second near-infrared region, NIR-II, 1 000—1 700 nm）聚集的诱导发光（Aggregation-induced emission, AIE）分子，凭借独特的光学特性（如长波长发射、高亮度、良好的光动力/光热性能）及优异的生物相容性，不仅展现出高成像信噪比和无创治疗优势，而且能够实现肿瘤诊疗一体化，目前已成为肿瘤多模态光学诊疗领域的研究热点。研究表明，NIR-II AIE分子的吸收和发射波长越长，其成像分辨率及肿瘤治疗效果也相应提高。为使NIR-II AIE分子的吸收和发射波长增加，常用的策略是延长分子共轭长度，但是会导致复杂的合成步骤及荧光量子产率降低（QY），同时还可能加剧分子间的π-π堆积，进而产生聚集诱导淬灭（Aggregation-caused cuenching，ACQ）效应。因此，如何优化NIR-II AIE分子的设计策略以实现长的吸收/发射波长，已成为AIE领域的研究热点。基于对NIR-II AIE分子在多模态光学诊疗研究进展的系统综述，阐明了其设计原理，并对近年来NIR-II AIE分子的常用设计策略如供体工程、受体工程、π桥工程等进行了归纳对比。此外，还重点探讨了NIR-II荧光成像引导的光热治疗（Photothermal therapy，PTT）、光动力治疗（Photodynamic therapy，PDT）及两者协同增强的时空精准治疗策略，并总结了近几年来NIR-II AIE探针在多模态光学诊疗领域的最新研究进展。最后，针对当前NIR-II AIE分子在荧光量子产率、生物安全性及临床转化潜力等方面所面临的问题，提出了未来研究方向，并展望了其发展前景。

摘要:基于Peltier效应，热电制冷技术能直接将电能转化为热能并实现定向输运。利用该技术制得的热电制冷器件（Thermoelectric cooler, TEC）具有高响应速度、高可靠性、无机械部件及易于微型化等特性，在光通讯器件精密控温领域中得到广泛应用。热电器件的制冷性能，一方面与热电材料的输运性质密切相关，另一方面也取决于器件的设计与集成情况。基于此，针对近室温制冷材料的热电性能进行了对比分析，并分别就其研究现状进行了阐述，同时对材料体系制备的器件制冷性能进行了总结。由于器件性能优化本质上是一个多物理场耦合设计问题，其不仅取决于材料的热电优值，也密切依赖于器件结构设计和界面性能。因此，还讨论了热电臂几何尺寸的优化设计，着重探究了异质界面接触电阻、基板热阻对器件制冷性能和基板积温问题的影响。此外，由于材料力学性质对于热电器件微型化起到决定性影响，因此还针对该问题探讨了微型制冷器件的优化思路。最后，对热电制冷材料与器件的未来发展方向进行了展望。

摘要:有机发光二极管（OLED）作为下一代显示技术，其发展受限于传统发光材料难以兼顾高激子利用率与窄谱带发射的互相矛盾关系。为突破此瓶颈，硼-氮基多重共振型热活化延迟荧光（MR-TADF）材料应运而生。该材料具有独特的短程电荷转移机制，不仅能够实现窄谱带发射，还兼具出色的激子利用效率等优势，对满足超高清显示的广色域标准具有重要意义。因此，系统阐述了MR-TADF材料的发光机理及分子结构特点，总结了高效率、窄谱带红、绿、蓝光MR-TADF材料的分子结构设计策略及其器件应用性能突破。通过采用调控硼-氮原子数量（如单硼、双硼和多硼体系）、在发光骨架引入杂原子（如O、S、Se）效应、扩展π共轭骨架平面、开发不对称结构等分子工程方法，结合超荧光敏化发光机制的构建与实施，成功实现可见光全色域覆盖的高效窄带发射。然而，当前的MR-TADF材料仍面临合成复杂性（如多硼体系的锂化串联反应限制）、效率滚降衰减及器件稳定性不足等挑战。未来需通过增强反向系间窜越速率、优化敏化剂-客体能量转移机制及开发高效合成工艺等方法，进一步提升发光材料的光电性能。通过全面阐述硼-氮基MR-TADF材料的构效关系及器件应用进展，为开发高色纯度、低滚降的下一代OLED发光材料提供了关键理论支撑与技术路径，对推动超高清显示产业发展具有深远意义。

摘要:自核医学成像诞生以来，辐射探测材料作为成像的基质得到了广泛的研究。诸多辐射探测材料被成功开发并得以商业应用，如硫氧化钆（GOS）陶瓷、锗酸铋（BGO）晶体、硅酸钇镥（LYSO）晶体和碲锌镉（CZT）晶体等。GOS陶瓷以其高X射线转换效率及与硅光电二极管的光谱灵敏范围相匹配和对X射线阻止能力强等优点，成为目前X射线计算机断层扫描（CT）的主要探测材料。我国在GOS陶瓷领域的研究与国外先进水平相比还存在较大差距，国产GOS陶瓷尚不能应用在核医学设备中。BGO晶体具有光输出高、衰减时间短、能量分辨率好、发光波长与探测器的光谱匹配等特点，被广泛应用于PET设备中。我国BGO晶体的研究处于国际领先水平，BGO晶体也有中国牌晶体的美誉。随着时间飞行正电子发射断层扫描（TOF-PET）的发展，具有更高光产额、更短衰减时间的LYSO晶体取代了BGO，成为TOF-PET的主流探测材料。我国LYSO的研究水平和国外先进水平基本相当，国产LYSO晶体未来将会更多的应用在PET设备中。作为最佳的室温探测晶体，CZT以高探测效率、高能量分辨率等特点，成为SPECT和光子计数断层扫描（PCCT）设备的主要探测材料。我国CZT晶体的研究距离国外先进水平有较大的差距，这需要我国科研工作者继续努力，争取早日制备出国产CZT基PCCT探测器。为此，本文系统阐述了已实现工程化应用的材料的性能特征、工作原理、制备工艺及研究进展，并针对我国辐射探测材料的发展现状，展望了其发展方向。此外，还评述了近年来发展的钙钛矿单晶、钆铝镓石榴石（GAGG:Ce）晶体和溴化镧（LaBr₃:Ce）晶体的应用潜力。

摘要:黄金因优异的导电性、化学稳定性等，被广泛应用于电子器件、航空航天和催化材料中，成为电子工业和高端制造领域不可替代的重要资源。通过从大量的电子废弃物等资源中富集回收金，不仅可实现贵金属资源的循环利用,还具有重要的经济价值和环境效益。然而，黄金富集回收目前仍面临诸多技术瓶颈。例如，传统回收方法中广泛使用的氰化物存在极高的毒性，共存金属离子易对吸附过程产生干扰，许多吸附剂在强酸环境下性能下降，以及痕量金离子难以有效吸附等。聚硫脲、聚硫代酰胺、聚硫代氨基甲酸酯等新兴含硫功能高分子材料，凭借合成简单、原料经济、可通过工业硫磺大批量制备，以及高分子结构中丰富的硫、氮杂原子配位位点可与贵金属离子选择性配位等特点，在贵金属吸附回收中展现出应用潜力。为深入探究含硫功能高分子材料在金离子吸附方面的构效关系及影响因素，通过对比研究了基于单质硫多组分聚合反应制备的代表性含硫功能高分子聚硫脲和聚硫代酰胺对金离子的吸附性能，如吸附效率、吸附容量、灵敏度和选择性等，并且分别探索了聚合物投料量、初始金离子浓度、pH值和温度等因素对金离子吸附效率的影响。实验结果表明，聚硫脲具有更优的金离子吸附性能。在极端酸性条件下，其吸附效率仍能保持99%、吸附容量高达860 mg·g^-1（以Au3?计）；在超低浓度金离子（2.0 μg?L^-1）条件下，其吸附效率仍可达87%。同时，该材料还表现出对痕量金离子的富集能力，在较宽的pH值和温度条件下具有良好的适用性。值得注意的是，聚硫脲对Ag⁺、Au³⁺、Pd²⁺和Pt⁴⁺等贵金属离子均具有优异的吸附效率，表现出对贵金属离子的选择性吸附。因此，该材料有望在贵金属吸附与分离领域中展现出良好的应用潜力。

摘要:侧链型热塑性聚氨酯（TPU）因具有可调控的物理和化学特性而备受关注。然而，侧链长度这一关键参数的调控及其对聚氨酯结构和性能的影响机制仍缺乏深入研究。为探究侧链长度对结构和性能的影响，选取不同长度烷基侧链单体（即甲基、丁基、十二烷基和十八烷基）与六亚甲基二异氰酸酯反应，制备了一系列侧链型TPU。同时，系统地研究了侧链长度差异对材料固化动力学的影响，并探究了侧链长度对聚氨酯的外观、分子量和力学性能的影响。结果表明，长侧链（如十八烷基）产生的显著空间位阻效应严重阻碍了异氰酸酯与羟基官能团反应进程。随着侧链长度增加，体系固化反应活化能由甲基侧链的38.70 kJ?mol^-1显著提升至十八烷基侧链的58.43 kJ?mol^-1，对应的特征固化温度同步升高。证明，长侧链显著抑制了反应活性，需更高能量驱动交联。侧链长度对聚氨酯分子量和力学性能具有显著的影响。其中，丁基侧链因适中的空间尺寸，既能维持链段适度柔性，又不会过度阻碍硬段有序排列，表现出最优的链扩展效率，所得聚氨酯数均分子量（M?）高达33 252，显著高于甲基、十二烷基及十八烷基聚氨酯，分子量差异程度直接决定了材料宏观性能。丁基侧链TPU因高分子量及适宜的软硬段相容性，呈现卓越的柔韧性，其拉伸强度达2.0 MPa、断裂伸长率高达1 265.7%、韧性达到10.4 MJ?m^-3，综合性能显著优于其他侧链体系。上述结果表明，合适的侧链长度和硬段比，可实现最佳链扩展，获得力学性能较优的侧链型TPU。

摘要:随着汽车消费群体日趋年轻化与时尚化，对汽车内外饰色彩呈现多元化需求，同时对汽车内饰的耐脏污功能性需求也日益增加。耐脏污技术的实质是疏水和疏油，低表面能和表面微纳结构是实现双疏性能的关键。受荷叶疏水特性的启发，在零部件表面构筑微纳结构，有望实现真正意义的超疏水。但是，微纳结构加工成本高、使用耐久性低，在汽车工业界内尚未大范围推广。苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸丁酯三元共聚物（ASA）具有优异的耐光老化性能，同时还兼具优异的耐化学腐蚀性和抗应力开裂性。以ASA为基体树脂，选择低表面能技术路线，通过引入合适的低表面能添加剂对其进行改性，并系统研究其疏水与疏油性能。通过实验验证，有机聚硅氧烷能够显著提升ASA材料的疏水性能，但对其疏油性能提升的幅度较小。值得注意的是，经高温烘烤处理后，低分子量物质会向材料表面迁移，这一过程可进一步强化ASA材料的亲疏水特性。由于氟的表面能更低，其疏油性能明显优于有机硅，因此对硅烷进行有机氟改性，可进一步提升材料的疏油性能。氟树脂对ASA材料双疏性能的影响，主要与两者的相容性及氟原子的覆盖均匀度有关。通过选择合适的改性氟树脂，不仅使其能够实现在ASA材料中均匀的分布和分散，而且其中含氟有机链段还可以较大面积地覆盖样品表面。实验结果表明，经改性处理后的ASA材料的水接触角从70°提高至120°、二碘甲烷接触角从40°提高至60°、正十六烷接触角从20°提高至60°，该材料经二碘甲烷沾污后可轻易擦除。改性后的ASA材料具有耐脏污属性，有望在汽车内饰领域中全面推广。

摘要:在锂电池能量密度和循环寿命持续提升的技术背景下，开发兼具高安全性和长循环稳定性的电解质体系已成为当前研究的关键突破口。传统凝胶电解质由三维固态骨架（聚合物/无机多孔材料）和大量液态电解液构成，其中液态组分通过化学键合或物理吸附作用限域于固态网络，形成固-液复合的稳定结构。该类电解质不仅具有与电解液相接近的离子电导率和一定机械强度，而且还表现出全固态电解质所不具备的固液界面润湿性。当作为增塑剂使用的溶剂过量（质量分数>60%）时，会带来严重安全隐患，从而引发电极兼容性问题；而当溶剂含量降至电解质质量20 %以下时，所形成的少溶剂型体系能够兼顾电池的安全性能和循环稳定性。但是，少溶剂型体系在现有研究中常被不恰当地归入全固态电解质类别，而被刻意忽视。因此，对少溶剂型固态聚合物电解质（Polymer-LSE）中独特的溶剂化结构、界面行为及基本特性进行系统阐述至关重要。本文重点分析了溶剂分子在聚合物基体中的限域传质机制，以及基于不同基体的少溶剂固态聚合物电解质的作用机理和电化学性能，揭示了微量溶剂在稳定电极/电解质界面化学中的关键作用。在此基础上，深入剖析了发展高安全、耐用的固态聚合物电池所面临的核心挑战，为未来研究和技术突破提供了前瞻性指导。

摘要:水凝胶热化学电池作为一种能够实现持续将热能转换为电能的能源装置，不仅能够通过回收利用环境中的热能源（太阳热、地热、人体热、工业废热等）来减缓人类面临的能源危机和环境危机，还有望利用其本征柔性和拉伸性来实现自供能柔性可穿戴的电子和智能传感系统的开发。水凝胶热化学电池结构简单、成本低、无机械传输和高热电势的特点，也为其应用带来巨大优势。目前，尽管水凝胶热化学电池的性能（如热电势、归一化最大功率密度、相对卡诺循环效率）研究已经取得巨大进展，但是其离广泛的实际应用仍存在诸多问题。基于这一背景，首先对人类面临的能源问题及相关热能源转换技术问题进行了分析，进而围绕着水凝胶热化学电池的结构、工作原理、性能评价指标和影响性能的内在因素进行了深度探讨与剖析。同时，围绕着现有的性能提升策略（如溶剂化结构熵差、热敏结晶、主-客体相互作用和引入离子热电）及潜在的应用方向进行了详尽的总结，并结合水凝胶热化学电池的研究现状，深入分析了水凝胶热化学电池在性能、封装与模块组装、环境适应性（抗干性和抗冻性）及凝胶电解质制备方面的瓶颈问题。通过对水凝胶热化学电池相关总结及相关问题的指出，意在加速其发展，最终实现服务于人类的生产和生活。

摘要:锂硫电池凭借高达2 600 Wh?kg^-1的理论能量密度，被认为是极具潜力的下一代动力电池的有力候选体系。然而，放电产物硫化锂（Li₂S）的绝缘特性和缓慢的反应动力学特性限制了其实际应用。现阶段，多采用引入正极电催化剂和电解液添加剂的方式来改善Li₂S的转化动力学。例如，催化转化是通过降低Li₂S的成核与生长能垒来提升液固转化动力学，从而提高Li₂S的沉积效率和均匀性。常见的正极电催化剂设计策略为异质结构、晶界调控等。电解液添加剂是通过调节LiPSs的溶剂化结构与离子传输通道来抑制穿梭效应，从而提高离子迁移率，进一步实现Li₂S的快速、均匀沉积。常见的电解液添加剂调控策略为溶剂化结构优化等。通过对Li₂S转化动力学策略的研究，为高性能催化剂和电解液添加剂的研发提供参考，进而推动锂硫电池技术的实用化进程。然而，电催化剂在循环过程中的稳定性不足及有限的催化反应面积，限制了其催化性能的进一步提升；此外，电解液添加剂的选择性较低，且配位环境的改变易导致多硫化锂的扩散效率受限，引发电极界面副反应等。因此，未来锂硫电池的发展方向∶开发兼具高活性和高稳定性的电催化剂，并系统探究其催化作用机制，有效降低Li₂S的生长势垒；通过优化电解液添加剂的组成提高溶剂化能力与氧化还原促进作用，抑制电极界面副反应的发生，构建具有高稳定性的电解液体系。

摘要:传统液态电解质在安全性和稳定性方面的问题，严重限制了其进一步产业化应用。相比之下，基于固态电解质的全固态锂电池，展现出比传统液态体系电池更出色的热稳定性和电化学性能，被认为是下一代储能器件的重要发展方向。然而，作为全固态锂电池关键材料的固态电解质，目前在离子电导率及化学稳定性方面仍面临着巨大挑战。在所有固态电解质中，卤化物固态电解质因具有较高的离子电导率及较为优异的电化学稳定性而备受关注。特别值得注意的是，高熵策略已被证实可通过提高材料的无序度来提高固态电解质的锂离子传导。因此，创新性地提出卤化物固态电解质高熵化设计策略。以低成本卤化物固态电解质Li₂ZrCl₆（LZC）为基体，采用机械力化学法合成了新型Li_1.79Zr_0.72Nb_0.07Mo_0.07Ta_0.07Hf_0.07Cl₆（HESSE）高熵卤化物固态电解质。电化学性能测试结果表明，通过高熵化策略，HESSE材料表现出优异的离子电导率和更宽的电化学窗口。此外，使用HESSE材料组装的Li-In//LPSCl-HESSE//scNCM811全固态电池也表现出优异的倍率性能和循环稳定性，其首次循环放电比容量优于LZC。在0.5 C、4.3 V条件下循环200圈后，HESSE全固态电池的容量保持率达76.13%，显著优于传统LZC体系的37.6%；在2 C、4.5 V的高截至电压下仍可稳定循环1 300圈而无衰减，展现出优异的电化学稳定性。高熵锆基卤化物固态电解质制备方法及其电化学性能展开的探究性研究，为开发新型高性能卤化物固体电解质提供了有效途径，也为HESSE全固态锂电池的实际应用奠定了理论支撑。

摘要:全固态锂电池（ASSLBs）可解决液态锂电池易燃风险，其理论能量密度可达500 Wh·kg^-1，是下一代储能技术的代表。硅作为高能量全固态锂电池负极材料，具有理论容量高、工作电位低等显著优势。然而，硅负极在实际应用中面临两大关键问题。首先，硅与硫化物固态电解质之间存在严重的界面副反应，会形成不稳定的界面相，显著增加界面阻抗并消耗活性锂。其次，硅电极在锂化/脱锂过程中因体积变化而造成的电/离子接触损失会导致初始容量损失大、循环稳定性差。为此，采用简单的液相方法原位形成Li_xSiS_y层包覆的硅纳米颗粒，并以此制备复合电极，能够实现硫化物基ASSLBs的高初始库仑效率（ICE）和循环稳定性。结果表明，与Si-Li₃PS₄-C电极的55.9%的ICE相比，Si@Li_xSiS_y-Li₃PS₄-C复合电极在0.13 mA·cm^-2电流密度下的ICE高达77.5%，且在无任何外部压力的情况下具有更稳定的循环性能。研究表明，Li_xSiS_y包覆层有效阻断了硅与Li?PS?电解质的直接接触，在Si和Li₃PS₄电解质之间获得稳定的界面，有效抑制了界面副反应。稳定的界面和Si电极的部分预锂化均利于实现高初始可逆性。同时包覆层的存在可以减轻由于Si颗粒的体积变化而引起的机械应力，确保了良好的应力释放，显著提升了界面稳定性，从而使ASSLBs中的硅电极具有良好的电化学性能。

摘要:稀土镁合金具有密度低、力学性能优异和可降解性等优势，在航空航天及骨植入器械等领域中展现出广阔的应用前景。近年来，随着复杂构件高性能化需求不断增长，传统成形手段已难以满足精细结构构建及材料性能组织调控的要求。增材制造技术因近净成形、结构可设计及加工周期短等优势，成为稀土镁合金结构功能一体化制备的重要手段。目前，激光粉末床熔融（L-PBF）、线材电弧增材制造（WAAM）、粘结剂喷射（BJ）等技术已被广泛应用于Mg-Y、Mg-Gd和Mg-Nd等系列合金的制造中。L-PBF是稀土镁合金的主要增材制造技术，能够在低氧保护氛围中实现精密成形，显著抑制氧化反应，从而有效提升材料的力学性能与成形质量；WAAM热输入温和，虽晶粒粗大、织构弱，但沉积效率高、无裂纹，适合大尺寸构件快速制造；BJ因无高能热源，显著降低了氧化和燃烧风险，但成形件孔隙率高、力学性能差，依赖后处理提升性能。此外，稀土镁合金在制备过程中易发生非平衡凝固，显著改变晶粒结构、织构强度及第二相的弥散分布，进而影响材料的耐热性、耐蚀性与力学性能。未来研究应聚焦稀土镁合金材料的特性优化，通过提升粉末质量、工艺适应性及引入机器学习等方法，加快其向应用导向发展。同时，针对不同增材制造技术，实施差异化的工艺参数优化策略。WAAM需构建无氧环境以确保成形质量，L-PBF应完善滤渣系统以提升工艺稳定性， BJ可通过优化烧结或热等静压后处理来提升构件的致密度。根据具体使用需求选择合适制造工艺，是实现高质量零件制备的核心要素。

摘要:在碳达峰与碳中和的全球战略背景下，氢能作为一种零碳排放的清洁能源载体，已成为能源结构转型的关键方向，到2050年氢能在全球能源消费中的占比将提升至13%以上。然而，在氢能源产业链中，氢气的储运与使用环节面临着严峻的安全挑战，尤其是氢脆现象对关键材料的威胁，已成为制约氢能规模化应用的关键技术瓶颈。高强钢凭借卓越的强度与韧性匹配特性，成为储氢容器、输氢管道及压缩机阀体等关键部件的首选材料。但是，随着氢气压力的增加及低温环境的影响，高强钢的氢脆敏感性进一步加剧，严重威胁氢能源设施的安全运行。基于国内外金属材料氢脆机制研究成果，详细分析了几种常用高强钢产生氢脆现象的微观机制及影响因素，并探讨了提升高强钢抗氢脆性能的有效途径。通过总结现有研究成果，旨在为抗氢脆高强钢材料的选择、设计及安全服役提供可行性建议，以助力氢能源产业的健康、安全与可持续发展。鉴于氢能安全使用标准的不断提高，以及高强钢在氢能领域中广泛的应用，氢脆现象的研究将对氢能的安全、高效利用及氢能产业的大规模商业化发展起到关键作用，也为相关领域的进一步研究提供参考。

摘要:TMMW（Ti44Al3Mn-0.8(W,Mo)-(B,C)）是一类新型含锰β凝固γ-TiAl合金，其具有低成本、易变形特性，目前已成功应用于我国高转速摩托车发动机中。作为一类新型TiAl合金，系统研究关键微量元素对合金显微组织结构的影响规律，对进一步优化合金成分及提升高温性能尤为重要。以TMMW合金为研究对象，利用真空感应熔炼方法分别制备了TMMW和含0.2%Si、0.5%Ta和0.5%Hf（原子百分数）的TMMW合金铸锭，通过电子探针（EPMA）、场发射扫描电子显微镜EBSD（电子背散射衍射）、透射电子显微镜（TEM）等分析手段，系统地研究了Si、Ta和Hf合金元素添加对TMMW合金凝固组织及元素分配行为的影响规律，并对不同成分合金的表面显微硬度、密度进行了测试与分析。结果表明，4种合金组织均为近片层组织，与TMMW合金相比，TMMW-0.2Si、TMMW-0.5Ta和TMMW-0.5Hf合金片层团体积分数减小、尺寸降低。相较于TMMW合金，TMMW-0.2Si、TMMW-0.5Ta、TMMW-0.5Hf合金显微组织中β_o相和α₂相含量呈降低趋势，片层内γ相含量减少，而片层周围γ相含量增加，从而使总体γ相含量增加，这也导致了合金元素加入后TMMW合金的硬度有所下降。采用阿基米德排水法测量了4种合金的密度，由于加入合金元素的含量较少，因而对密度的影响较小。与TMMW合金相比，TMMW-0.2Si片层间距增大，而TMMW-0.5Ta和TMMW-0.5Hf片层间距减小。同时，还对不同相中的合金元素进行了定量统计分析，发现Al在相中的富集顺序为γ相＞α₂相＞β_o相，Ti、Mn、Mo、W、Si、Ta、Hf合金元素在相中的富集顺序为β_o相＞α₂相＞γ相，且合金元素的加入不会改变Ti、Al元素的分配行为，但是对Mn、Mo、W元素的分配行为会产生一定的影响。在TMMW合金中加入微量合金元素并对组织进行分析，为进一步优化TMMW含锰β型γ-TiAl合金的成分及提升其综合性能，提供了一定的理论基础。