• 基于相界辅助的Al₂O₃-TiO₂纳米复合材料的闪速烧结

  周世宇|沈超|大卫·埃斯特雷拉|阿尔弗雷多·桑胡安|李欢|张一凡|刘畅|丹尼·赫尔马万|徐克|刘中宇|蔡本森·昆宏|黄家龙|盛轩宇|阿比吉特·乔杜里|陈阳|R. 埃德温·加西亚|张行航|王海燕美国印第安纳州西拉法叶市普渡大学材料工程学院，邮编47907摘要由于其高度绝缘的特性，Al2O3难以通过闪烧法进行烧结。相比之下，TiO2在高温下的电导率和离子导电性优于Al2O3，因此可以很容易地通过闪烧法烧结。在本研究中，成功制备了不同摩尔比（即34摩尔% Al2O3/66摩尔% TiO2和20摩尔% Al2O3/80摩尔% TiO2）的Al2O3-TiO2二元复合材料，并构建了一个系统的闪烧图，以探

  来源：ACTA MATERIALIA

  时间：2025-10-11

• 钨中非平衡晶界附近由辐照诱导的缺陷的捕获

  在金属材料科学领域，特别是核反应堆材料的研究中，晶界（Grain Boundaries, GBs）的结构与性质对材料的性能具有深远影响。钨（Tungsten, W）因其高熔点、优异的热导率以及良好的高温强度，被视为国际热核聚变实验堆（ITER）中等离子体面对材料（Plasma Facing Material, PFM）和分流器的理想候选材料。然而，在极端环境下，如核反应堆运行过程中，材料会受到高能粒子的辐照，从而产生大量的点缺陷和缺陷簇，包括空位（vacancies）和间隙原子（interstitial atoms）等。这些缺陷的累积不仅会导致材料的硬化、脆化和肿胀，还可能显著降低其机械性能，

  来源：ACTA MATERIALIA

  时间：2025-10-11

• 评估切削条件对加工性能和能耗的影响

  在当今制造业中，能源效率已成为提升产业竞争力和实现可持续发展的重要议题。随着全球对环境保护意识的增强，制造业对减少能源消耗和碳排放的需求也日益增长。根据国际能源署的数据显示，加工工具所消耗的能源占全球总需求的1%–3%，然而，实际生产过程中，机器工具的加工效率却普遍较低，仅有14%左右。这一现状表明，提高加工效率对于降低整体能源消耗具有重要意义。通过优化加工参数，可以在确保零件表面质量的前提下，显著提升加工效率并减少碳排放。本研究聚焦于加工过程中的关键因素，探讨如何通过调整加工参数和优化切削路径来实现更高效的能源利用。研究采用田口方法（Taguchi method）进行实验设计，确定最优的切削

  来源：Energy

  时间：2025-10-11

• 通过梯度亚晶-纳米沉淀复合结构来控制高强度铝合金的循环可靠性

  高强铝合金因其优异的力学性能，在航空航天和轨道交通等领域得到了广泛应用。然而，这些材料在不对称应力循环下容易出现显著的循环软化现象，从而导致疲劳失效的发生。为了解决这一问题，研究人员提出了一种创新的双梯度结构设计，该结构结合了亚晶网络和纳米析出相，显著提升了铝合金的抗疲劳性能。这种结构不仅能够有效抑制局部塑性变形的积累，还能显著延迟裂纹的萌生和扩展，从而大幅延长材料的疲劳寿命。循环可靠性是衡量材料在周期性载荷下机械稳定性的关键指标，它直接关系到材料的疲劳性能。传统的高强铝合金在经历不对称应力循环时，由于其较高的堆垛层错能，容易发生动态回复，限制了其应变硬化能力。这种特性使得材料在循环载荷下，特

  来源：ACTA MATERIALIA

  时间：2025-10-11

• 一种用于软螺旋双稳态结构的非线性模型

  自然界在复杂环境中展现出惊人的适应能力，这主要归功于结构策略的协同演化，例如双稳机制和螺旋几何形态。受这些自然现象的启发，科学家们开始设计模仿生物结构的螺旋双稳结构。然而，设计双稳螺旋结构面临诸多挑战，特别是几何坐标与曲率坐标的错位，以及软材料的固有非线性特性，使得缺乏系统的理论模型成为制约因素。本文提出了一种适用于软材料螺旋双稳结构的非线性框架，该框架基于最小势能原理进行构建，能够预测双稳态与单稳态之间的临界转换点，并揭示相应的变形形态。理论预测结果通过实验得到了验证，同时利用该模型探讨了不同几何参数对结构性能的影响。这项研究为理解软结构的螺旋双稳特性提供了新的视角。自然界中，双稳机制和螺旋

  来源：INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES

  时间：2025-10-11

• 用于电化学可变形切割的切片电极的设计与应用

  自然界的生物体展现出对复杂环境的惊人适应能力，这得益于结构策略的协同进化，例如双稳机制和螺旋几何结构。在这一研究中，我们受到自然界的启发，开发了一种仿生的螺旋双稳结构。然而，双稳螺旋结构的设计面临理论模型的缺失，这是由于几何结构与曲率坐标之间可能存在偏差，以及软材料固有的非线性特性所造成的挑战。本研究提出了一种基于最小势能法的非线性框架，用于分析软材料的螺旋双稳结构。该模型能够预测双稳状态与单稳状态之间的临界转换点，以及相应的变形形状。理论预测结果通过实验进行了验证，同时利用该模型探索了不同几何参数对结构行为的影响。这项研究为软材料的螺旋双稳性提供了新的理解。自然界中，生物体的适应能力通常来自

  来源：INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES

  时间：2025-10-11

• 低固溶度Au-Pt-Pd合金中的自旋轨道分解现象与不连续析出过程：一项原位X射线衍射研究

  本研究聚焦于一种新型的Au-Pt-Pd三元合金的微观结构演化过程，特别是在时效处理过程中出现的两种关键相变机制：自旋分解（spinodal decomposition）和不连续析出（discontinuous precipitation）。该合金设计用于在较低的析出温度下仍能保持良好的时效硬化能力，从而在不引发熔化风险的前提下实现机械性能的优化。通过高分辨率同步辐射X射线衍射（sXRD）技术，研究人员实现了对时效过程中微观结构变化的实时监测，并结合扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和原子探针断层扫描（APT）等手段，对析出机制进行了多维度分析。研究结果不仅揭示了两种析出机制的相

  来源：ACTA MATERIALIA

  时间：2025-10-11

• 使用附着式双膜结构对D形钝体进行流动控制

  本文研究了通过双柔性膜被动控制的D形钝体的流场与气动性能。尽管使用可变形结构进行被动流控制具有广阔的前景，但这种特定的配置在以往的研究中尚未得到充分关注。为此，我们系统地探讨了控制参数，如膜长度和刚度，对尾涡动态和力特性的影响。研究结果表明，与未控制的钝体相比，安装刚性膜能够显著降低时间平均阻力系数以及根均方升力系数。控制效果随着膜长度的增加而提高，主要体现在延迟流分离和抑制涡旋脱落方面。在非刚性配置中，具有优化柔性的膜表现出更优异的气动效益，这是由于不同的流体-结构相互作用机制，这些机制依赖于膜的动态拍打行为。在研究的参数空间中，我们识别出三种不同的拍打模式：混沌拍打、接触拍打和周期拍打。每

  来源：INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES

  时间：2025-10-11

• 用于低频振动衰减和抗冲击的预扭转管状超材料

  弹性超材料是一种能够通过精心设计的带隙结构调控低频弹性波的材料，它在振动控制领域展现出广阔的应用前景。然而，实现集有效振动衰减、抗冲击性能和高承载能力于一体的综合功能设计仍然是一个关键挑战。为了解决这一问题，研究团队提出了一种新型的预扭管状超材料（Pre-Torsion Tubular Metamaterial, PTM），该材料能够生成一个低频弯曲带隙（归一化频率 $f_{nd}$ = 0.054–0.073）以及一个较宽的压缩-扭转耦合带隙（归一化频率 $f_{nd}$ = 0.04–0.11）。通过有限元方法和基于等效离散模型的理论分析，揭示了低频带隙的形成源于一种扭转惯性放大机制（In

  来源：INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES

  时间：2025-10-11

• 通过控制晶粒结构抑制硅合金阳极中的亚稳相

  在材料科学与工程领域，晶体的形成与生长是理解玻璃结构演变的重要环节。特别是在玻璃制造过程中，避免或控制结晶是关键，而在玻璃陶瓷的生产中，结晶则被视为一种有益的转变。然而，对于在玻璃转变温度（Tg）以下进行的热处理，晶体生长过程中常常出现一个所谓的“诱导期”现象。这一现象指的是在对微米级晶体的尺寸-时间依赖关系进行外推时，数据无法回到时间零点，从而产生一个负的尺寸截距。这一问题在以往的研究中被广泛认为是由于晶体生长需要一定的时间才能开始，但近期的研究表明，这种“诱导期”可能并不是真正的生长阶段，而是由于实验数据缺乏所致。本文旨在通过实验数据的分析，挑战这一传统观点，并提出一种新的方法，以更准确地

  来源：ACTA MATERIALIA

  时间：2025-10-11

• 评估深度过冷玻璃形成液体中晶体成核和生长的早期阶段

  在材料科学和物理化学领域，晶体的成核与生长过程一直是研究的重点之一。这一过程不仅影响材料的微观结构，还决定了其宏观性能，例如热稳定性、机械强度以及光学特性等。尤其是在玻璃材料的制备过程中，控制晶体的成核与生长对于获得具有特定性能的玻璃陶瓷至关重要。然而，当热处理温度低于玻璃的转变温度（Tg）时，晶体的生长行为变得尤为复杂，传统的理论模型在解释实验数据时常常面临挑战。本研究针对这一问题，聚焦于一种特定的玻璃体系——钡二硅酸盐玻璃（BaSi₂O₃），通过实验方法揭示其在低于Tg温度下的晶体成核机制。以往的研究中，人们通常通过测量微米级晶体的尺寸随时间的变化来推断成核过程的特征，例如成核速率和扩散系

  来源：ACTA MATERIALIA

  时间：2025-10-11

• 红泥表面吸附的NH3的反应行为及机理

  张圆圆|卢希恒|张一峰|陈圆圆|张荣|李建波|王静|王飞二氧化碳减排与资源化利用工程研究中心 - 中华人民共和国教育部，煤炭废弃物资源高效利用技术国家重点环境保护实验室，山西大学，太原 030000，中国摘要富含铁的红泥在催化绿色NH3燃烧方面具有潜在优势。吸附在红泥表面的NH3的反应在NH3催化燃烧过程中至关重要。本研究使用在线监测固定床装置研究了高浓度NH3在红泥表面的吸附和反应行为，重点关注了不同温度和时间下的NH3吸附-反应性能。结果表明，在500°C以下，物理吸附和化学吸附占主导地位。当温度升高到550°C时，吸附过程中同时发生分解和氧化反应，这是NH3与红泥表面相互作用模式的转折点

  来源：Energy

  时间：2025-10-11

• 曲轴不对中对多间隙润滑条件下轴承摩擦动力学的影响

  本文探讨了活塞发动机中曲柄连杆机构（CRM）的动态模型，特别关注了曲轴偏移和多间隙润滑耦合效应的研究。传统的动态模型主要集中在单间隙润滑，未能充分考虑曲轴偏移和混合润滑条件下多间隙协同作用对摩擦性能的影响。为此，研究提出了一种新的动态模型，将多间隙润滑纳入其中，以更全面地分析曲轴偏移与轴承润滑之间的相互作用。该模型基于曲柄和连杆的广义坐标，包括两个方向的偏移角度，计算大端轴承和主轴承三维润滑场的动态边界条件，并将其整合到混合弹性流体动力润滑（MEHD）模型中，以评估摩擦性能。研究采用拉格朗日方法推导运动方程，并通过变步长四阶龙格-库塔（VRK4）方法求解，以解决多间隙偏移下的数值不稳定性问题。

  来源：INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES

  时间：2025-10-11

• 仿生双相Bouligand介观结构：兼具协同增强的强度与韧性

  在材料科学领域，强度与韧性之间的平衡一直是一个备受关注的课题。强度通常指的是材料在承受外力时抵抗变形或破坏的能力，而韧性则是指材料在断裂前吸收能量的能力。这两项性能在许多结构材料中往往是相互矛盾的，提高强度往往会牺牲韧性，反之亦然。然而，这种平衡对于大多数工程应用来说至关重要，因为结构材料需要在承受高强度载荷的同时，具备足够的韧性以防止突然断裂带来的安全隐患。因此，如何在材料设计中实现强度与韧性的协同提升，成为了一个亟待解决的问题。本研究提出了一种创新的材料设计策略，即通过将双相设计方法与仿生Bouligand宏观结构相结合，构建一种具有优异强度与韧性的新型结构材料。Bouligand结构是一

  来源：INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES

  时间：2025-10-11

• 结构化多孔陶瓷燃烧器中的热分析及性能图提取：一项针对家庭烹饪应用的研究

  本研究聚焦于结构化陶瓷多孔燃烧器在家庭烹饪领域的热性能，通过实验测试与数值模拟相结合的方式，深入探讨了火焰模式、燃烧器与锅具之间的距离优化以及在不同功率水平和当量比范围下的综合性能图。燃烧器作为烹饪设备中的核心组件，其热效率和火焰稳定性直接影响烹饪效果与能源利用效率。在现代厨房中，随着对节能、安全和环保要求的不断提高，多孔燃烧器因其独特的热传递机制和燃烧特性而受到广泛关注。这些燃烧器通过优化燃料与空气的混合方式，提高燃烧效率，同时通过多孔介质的预热作用增强火焰稳定性，为家庭烹饪提供了更加高效和安全的解决方案。多孔燃烧器的工作原理基于多孔介质对火焰的约束与引导作用。相比于传统燃烧器，其设计更注重

  来源：Energy

  时间：2025-10-11

• 在定型压机工艺过程中金属流动行为的分析

  在热轧工艺中，宽度控制是一个至关重要的环节，其精度直接影响最终产品的质量与生产效率。为了提高这一过程的控制能力，研究人员一直在探索更有效的模型与方法。其中，定径机（sizing press）作为宽度调整的关键设备，因其能够实现高达350毫米的宽度缩减而备受关注，这远远超过了传统垂直轧机通常能达到的50毫米宽度缩减。然而，定径机在实现宽度调整的同时，也容易导致一种被称为“狗骨形”（dog-bone shape）的变形现象，这种变形不仅影响了宽度控制的效果，还可能对后续的平整轧制产生不利影响。因此，如何准确预测狗骨形的形成以及定径机所需的压下力，成为提升热轧工艺效率与产品质量的关键课题。本文旨在构

  来源：INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES

  时间：2025-10-11

• 利用多项式混沌展开和克里金模型实现高保真度风电场布局优化

  本研究提出了一种结合多项式混沌展开、克里金模型和预期改进算法的风力发电场布局优化框架。该框架旨在解决高保真风力发电场模拟中面临的计算挑战，通过显著减少用于准确年发电量预测所需的函数评估次数，从而降低计算成本。多项式混沌展开方法在预测年发电量方面表现出卓越的准确性，同时将计算成本降低了超过96%，大大减少了后续代理模型训练的费用。克里金模型与遗传算法的结合在代理模型优化中表现出与直接优化相当的性能，但计算成本大幅下降。预期改进算法的引入增强了框架的全局优化能力，使其能够避免陷入局部最优解，实现与直接优化方法相近或更优的结果。为了验证所提出框架的可行性，本文通过四个案例研究进行了测试，其中包括使用

  来源：Energy

  时间：2025-10-11

• 基于位错密度和背应力的CPFE模型，用于应变路径的反转

  固态电池（Solid-State Batteries, SSBs）因其高能量密度和安全性优势，被认为是未来能源存储系统的重要候选技术之一。然而，锂（Li）枝晶在固态电解质（Solid Electrolytes, SEs）中的穿透现象仍然是阻碍其商业化应用的关键挑战。枝晶的生长不仅会导致固态电解质的机械性能退化，还可能引发严重的内部短路，从而降低电池的寿命和安全性。因此，如何有效模拟和预测锂枝晶的生长行为以及由此引发的固态电解质裂纹扩展，成为当前研究的热点问题。为了应对这一挑战，研究人员开发了一种全新的多物理场相场模型（Phase-Field Model, PFM），该模型能够同时模拟锂枝晶的传

  来源：INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES

  时间：2025-10-11

• 一名61岁患者在唇腭裂手术后，通过使用背阔肌瓣结合肩胛骨重建了中度腭裂及面部轮廓

  摘要通俗语言总结一名61岁的女性患者患有唇裂和腭裂，表现为中度的腭瘘及相关的鼻部畸形。该缺陷在手术上具有挑战性：范围过广，无法通过局部黏膜瓣闭合；同时又过于局限，无法使用标准的游离瓣移植方法。由于口腔内操作空间受限且黏膜血供不足，最终选择使用背阔肌游离肌瓣结合肩胛骨进行重建。瘘管的鼻侧部分采用铰链瓣进行闭合，肌肉部位在1个月内自然形成了黏膜层。这种新技术成功恢复了上颌弓的连续性，改善了鼻翼基底的凹陷，并为假牙提供了稳定的支撑。在1年的随访期内未观察到复发情况。该病例展示了改良型游离瓣技术在解剖结构受限的腭瘘治疗中的实用性，为复杂的颅面畸形患者提供了功能康复和外观改善的双重效果。通俗语言总结这名

  来源：Journal of Craniofacial Surgery

  时间：2025-10-11

• 中国省级可再生能源配额的分配：从供需平衡的角度出发

  中国在推动可再生能源发展方面扮演着重要角色，尤其是在实现“双碳”目标（碳达峰和碳中和）的背景下。随着全球温室气体排放的持续上升，气候变化问题日益严峻，能源短缺也愈发突出，传统化石能源的逐渐枯竭已成为各国共同面临的挑战。在此背景下，中国提出了在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，这要求加快能源结构的转型，提高可再生能源的占比。为了实现这一目标，中国在2019年正式实施了可再生能源配额制度（Renewable Portfolio Standard, RPS），并在2022年发布的《“十四五”可再生能源发展规划》中进一步明确了2025年的可再生能源发电和消费目标。可再生能源配额制度

  来源：Energy

  时间：2025-10-11

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