对21世纪材料研究的一些看法

２１世纪将对材料研究提出更高的要求。根据使用上的要求对材料进行剪裁与设计是材料研究的必由之路。在材料研究中必需考虑材料的可靠性、可使用性、材料的制作成本和它的市场前景。不宜放松材料的基础研究,应大力开展材料的应用研究和对现有材料的改进给予充分的重视。下一世纪值得研究的新材料是：多相复合材料、纳米材料、生物医用材料、生物医用材料、环境和能源材料以及机敏材料。     

高能X射线基材料分解法基材料选择方法

选择基材料是高能双能X射线基材料分解法的重要环节。为了解基材料对材料识别精度的影响,确定选择基材料的方法和原则,利用美国国家标准与技术研究院(NIST)给出的材料的线性衰减系数,选择不同基材料,分析计算了各种待检测材料的原子序数和电子密度及相对误差。归纳总结出选取基材料的"临近原则",即基材料与待检测材料的原子序数接近,能提高待检测材料原子序数和电子密度的分解计算精度。在此基础上,提出了四能基材料分解法。理论计算表明四能基材料分解法比双能基材料分解法对多种材料的整体识别精度更高,更适合用于多种材料同时存在情况下的识别与检测。运用蒙特卡罗方法模拟验证了四能基材料分解法用于实际的可行性。     

光电子信息材料的发展浅述

本文介绍了正在研究和发展中的各种光电子信息材料，包括激光材料、光电子传感材料、光电子信息存储材料、光电子信息传输材料、光电子信息运算和处理材料，并展示了未来的光纤通信和光学计算机用材料的发展前景。     

欢迎订阅2016年《人工晶体学报》——EI核心期刊(物理学类,化学类,材料科学类)

<正>《人工晶体学报》(ISSN 1000-985X,CN11-2637/O7)是由中材人工晶体研究院有限公司主办,是国内唯一一本专门刊登人工晶体材料这一高新技术领域研究热点的国际性刊物。《人工晶体学报》以论文和简报等形式报道我国在晶体材料:半导体材料、超导材料、红外材料、发光材料、新能源材料(太阳能电池材料、锂离子电池材料、固体氧化物燃料电池材料)、纳米材料、超硬材     

纳米储氢材料的研究进展

储氢材料的纳米化为新型储氢材料的研究提供了新的研究方向和思路,本文详细介绍了纳米储氢材料性能提高的机理,综述了纳米碳纳米管储氢材料、镁基纳米储氢材料以及复合纳米储氢材料的最新研究进展,并对储氢材料纳米化的广阔前景进行了展望。     

微胶囊相变蓄能技术研究现状与进展

微胶囊相变材料是一种新型的复合相变蓄能材料。文中介绍了微胶囊相变蓄能材料的性质,着重阐述了微胶囊相变蓄能材料的制备方法,并分析了微胶囊相变蓄能材料在工业领域的应用,总结了微胶囊相变蓄能材料的发展趋势。     

电子俘获材料的研究现状及在红外检测方面的应用

电子俘获材料在辐射剂量测定、光信息处理、光存储、红外光检测等许多技术领域具有广泛的应用。本文详细介绍了电子俘获材料的发光原理、材料种类、制备方法以及研究现状,并针对该材料在红外光检测方面的应用,提出了在室温下该材料存在红外光检测上限的观点。针对电子俘获材料存在性质不稳定及在制备过程中需用到硫化类材料易造成污染等问题,建议进一步改进材料制备方法。最后,文中指出玻璃陶瓷类电子俘获材料会有很好的发展前景,并对该种材料未来的发展前景进行了展望。     

可调谐光学超构材料及其应用

光学超构材料是由亚波长功能单元组成的新型人工结构材料,拥有天然材料所不具备的新颖光学特性。利用光学超构材料可以灵活调控光波的传播特性,可实现负折射、隐身、单向传输等新奇的光学现象。传统的光学超构材料通常具有固定的几何结构和不变的材料特性,其光学性能难以改变,限制了光学超构材料器件的可调谐性。近年来,人们通过特殊材料或者结构来设计光学超构材料,实现了对光波的动态调控。本篇综述主要围绕活性材料(如变容二极管、液晶、相变材料、石墨烯等)和结构重构(微机电系统、柔性可拉伸材料等)这两种调控机制,介绍了可调谐光学超构材料领域的研究进展,分析了基于不同调控机制的可调谐光学超构材料的特点,阐述了可调谐光学超构材料在未来应用中所面临的挑战,并展望了可调谐光学超构材料的发展前景。     

三维材料微结构设计与数值模拟

为了研究材料细观尺度的力学性能与失效行为,达到对材料微结构的“性能导向型”设计与性能预测的目的,通过程序设计结合有限元数值模拟的方法实现多元多相异质体材料微观组织结构的计算机仿真、材料微结构的细观力学计算与虚拟失效分析.以材料微观组织结构计算机仿真软件ProDesign构造的多晶体材料与多晶体基复合材料微结构的代表性体积单元为基础,基于对商业有限元软件ABAQUS的二次开发,实现对材料微结构细观力学的数值计算,并根据数值模拟结果预测微结构的材料性能,识别“材料结构弱点”,评估异质体材料微结构内微裂纹的启裂 关键词： 材料微结构 数值模拟 各向异性 虚拟失效     

用组合式电磁粒子速度计研究一种活性材料的反应特性

针对一种密度为5.2g/cm~3的活性材料,用57mm口径火药炮发射飞片撞击活性材料产生平面冲击波的加载方式,首次采用组合式电磁粒子速度计测量了活性材料的粒子速度历程,同时获得了活性材料内部冲击波的传播轨迹。研究表明,在高速飞片撞击情况下活性材料可以发生反应,但是反应速率较慢,释能过程较长,反应无法自持。将活性材料与PBX 9502炸药以及惰性材料的粒子速度历程进行对比发现,活性材料的反应发展过程介于炸药与惰性材料之间。该研究方法可以用于研究其他活性材料反应特性,相应的研究结果可以为活性破片战斗部的活性材料选择以及活性破片设计提供参考。     

直流场中超导体-铁磁体的低频磁屏蔽特性（英文）

超导体-铁磁体超材料在静磁场中具有有效的磁屏蔽特性.大部分超材料都是由超导材料和铁磁材料组成,而这种材料的性能主要取决于构成材料的结构,几何尺寸及每种材料的磁导率.本论文将麦克斯韦方程和超材料的设计结合起来,提出一种超导体-铁磁体超材料系统.该系统由两种材料的同轴圆柱体构成,我们研究该系统在直流磁场环境下的屏蔽特性.通过改变屏蔽圆柱体的几何尺寸,我们计算出屏蔽效能从而得到最优屏蔽结构.本论文的工作旨在为核磁共振成像及降低医学器械中的磁场特性提供有效的理论依据.     

一种基于超材料的吸波材料的设计与制备

设计了一种基于超材料的吸波材料,吸波材料由周期性排列的电阻片,基体以及金属背底构成. 采用时域有限差分法(FDTD)计算了吸波材料的反射率,并用遗传算法优化了吸波材料的吸波带宽,得到一种反射率在8-18 GHz小于-10 dB的吸波材料,材料厚度仅为3 mm. 采用手糊工艺制备了空心石英纤维增强环氧树脂基体,丝网印刷制备了电阻片,实现了所设计的吸波材料,测试表明,实验结果和设计结果一致. 关键词： 雷达吸波材料 超材料 频率选择表面 遗传算法     

功能材料及其应用于换能器技术的研究进展

文章综述了功能材料及其应用于换能器技术的研究进展,包括声学换能器领域应用的功能材料发展状况及基于这些材料的换能器新设计,所提及的材料包括磁致伸缩材料、弛豫铁电材料、压电复合材料、压电聚合物材料及高温压电陶瓷材料等等.文章还概要介绍了一项应用于声学换能器领域的新技术——微机电(MEMS)技术及其换能器.     

信息超材料研究进展

超材料是物理和信息领域的研究热点之一,本文主要介绍信息超材料的研究进展.不同于传统超材料的等效媒质参数表征,信息超材料由物理单元的数字编码来描述,通过控制不同的编码序列来实时地调控电磁波,进而实现超材料的现场可编程功能.由于在超材料的物理空间上构筑起数字空间,因此可在超材料的物理平台上直接处理数字信息,实现了信息系统微波射频和数字信息处理的统一.本文系统介绍数字编码超材料、现场可编程超材料及信息超材料的基本概念及其调控电磁波的能力.结合其数字表征的特点,重点介绍定量描述信息超材料信息量的信息熵、对波束进行搬移的卷积定理、以及对多个波束进行独立调控的加法定理.最后,展示了基于信息超材料的可编程全息成像、新架构微波成像和无线通信系统,实现了超材料的系统级应用.     

ZnS与SiO_2材料的短脉冲激光热损伤特性比较

对SiO2和ZnS这两种常用的红外光学材料在红外短脉冲激光辐照下的热损伤特性进行了研究,分析了相同激光辐照条件下两种材料的热效应,另外也针对同种材料不同辐照条件下的热效应进行比较。分析结果表明:红外激光作用下,SiO2材料的表面温升快于ZnS材料,而在材料内部,则后者快于前者。脉冲辐照结束时SiO2材料的表面峰值温度高于ZnS材料,但ZnS材料产生温升的深度大于SiO2材料。由于能量更为集中,材料在皮秒激光作用下温升高于纳秒激光作用下的温升。若材料的峰值温度达到熔点,则激光的单脉冲能量随脉冲宽度的减小呈非线性减小趋势,且变化率越来越大。     

超高真空构筑新型二维材料及其异质结构

由于量子受限效应,二维材料表现出很多三维材料所不具备的优异电学、光学、热学以及力学性能,为研究人员所关注.材料的优异物性离不开高质量材料的制备,超高真空环境可以减少杂质分子的污染与影响,提高二维材料的质量与性能.本文介绍基于超高真空环境的新型二维原子晶体材料的原位制备方法,包括利用分子束外延构筑新型二维材料、利用石墨烯插层构筑新型二维原子晶体材料异质结构以及利用扫描探针原位操纵构筑二维材料异质结构三大类.文章回顾利用这三类方法构筑的二维材料及其物理化学性质,比较三种方法各自的优势与局限性,对未来二维材料制备提供一定的指引.     

长余辉发光材料研究进展

自从20世纪初发现长余辉现象以来，长余辉材料的发展取得了长足进展。从长余辉现象的发现到20世纪90年代，性能最好的长余辉材料为金属硫化物体系长余辉材料。从1992年起，新型铝酸盐长余辉材料的发展十分迅速，它的发光强度、发光时间、化学稳定性都较第一代长余辉材料有很大改进，长余辉材料的发展进入了一个新的阶段。在铝酸盐体系实现了蓝紫、蓝绿、黄绿、黄橙色发光，其中的蓝绿、黄绿两种长余辉材料是目前发光性能最好的长余辉材料。在硅酸盐体系蓝色长余辉材料发光强度及发光时间大大超过铝酸盐体系蓝紫色长余辉材料，是另一类极有前途的新型长余辉材料。红色长余辉材料的发展也取得了很大进步，目前在多个体系实现了红色自发光。性能最好的红色长余辉材料发光亮度达到CaS类红色长余辉材料的6倍以上，余辉时间达6-8小时。长余辉材料的应用研究也进展迅速。     

声学超构材料

2000年报道的具有局域共振带隙的声学材料是声学超构材料的前身,也是最早实现的声学超构材料．同光学、电磁超构材料一样,近年来声学超构材料也引起了许多学者的研究兴趣．文章介绍了到目前为止声学超构材料的主要研究进展,内容包括含共振单元的声学超构材料的负有效声学参数（包括质量密度、体模量等）的实现,以及不含共振单元的声学超构材料的一些有效声学参数的确定等,最后对声学超构材料的可能应用进行了简单展望．     

有机高分子光折变材料的研究进展

基于有机高分子材料独特的化学和物理性质，阐明了发展有机高分子光折变材料的重要意义。通过对有机高分子材料的光电导和电光效应的分析，讨论了有机高分子材料成为高性能光折变材料的可能性。着重介绍了有机高分子光折变材料的化学结构和光折变性能。同时，简单分析了有机高分子光折变材料的研究现状以及当前存在的一些问题。     

相变蓄冷材料制备及热性能研究

制备了一种空调用相变蓄冷材料,该蓄冷材料由两种相变材料(辛酸和软脂酸)组成,通过加热搅拌的方法将其制备成均匀的共晶相变蓄冷材料,实验分析了所研制的蓄冷材料的相变点、相变潜热等性能。测试结果表明该相变蓄冷材料具有适宜的相变温度和较高的相变潜热,可用作空调蓄冷材料。