• 物理冶金学引导的机器学习在铝合金强度-塑性优化中的应用

  铝镁铜合金因其高比强度和良好的可加工性，在航空航天和交通运输领域得到了广泛应用。然而，实现高强度与高延展性的平衡仍然是一个重大挑战。传统的试错式合金设计方法效率低下且成本高昂，而机器学习则为这一问题提供了一个替代方案。尽管数据驱动的机器学习模型在处理大量数据方面表现出色，但其有限的可解释性限制了其在工程应用中的可靠性。因此，需要建立既具有高准确性又具备良好可解释性的设计框架，并结合可靠的评估方法。本研究构建了一个包含7xxx系列铝合金的数据库，其中包含322个数据点用于极限抗拉强度预测，275个用于延展率预测。为了提高预测的准确性和物理合理性，我们引入了物理冶金参数，如析出相体积分数和析出驱动

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-10-02

• 一种基于机器学习的高温合金钢多目标优化设计新框架

  本研究提出了一种全新的多目标优化设计框架，用于开发具有优异蠕变断裂时间和抗拉强度的高温合金钢。该框架结合了机器学习技术，包括通过迁移学习实现的数据外推、由智能优化算法增强的机器学习模型，以及改进的多目标优化方法。为了克服数据不平衡的问题，采用了条件生成对抗网络（CGAN）进行数据增强，从而生成更多样化的数据样本。通过对原始数据进行特征选择，结合皮尔逊相关分析和递归特征消除方法，最终确定了八种最优的材料描述符。在预测模型的构建方面，使用了多种机器学习方法，包括随机森林（RF）、支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）、多层感知机（MLP）和XGBoost。通过对比分析，发现XGBoost在预

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-10-02

• 由废弃棉织物制成的富氧多孔碳负极，用于高性能锌离子电池

  在当前全球加速向可再生能源转型的背景下，高能量密度与高功率密度的下一代储能系统的发展变得尤为关键。这些系统需要克服可再生能源发电的间歇性问题，为实现可持续的能源利用提供保障。在众多储能技术中，金属离子混合电容器因其结合了超级电容器的快速充放电能力和金属离子电池的高能量密度，逐渐成为一种有前景的解决方案。其中，锌离子电容器（ZICs）因其理论比容量高达823 mAh g⁻¹、适当的氧化还原电位（相对于标准氢电极为−0.76 V）以及使用水性电解质等优势，展现出非常有竞争力的应用潜力。然而，尽管锌离子电容器在理论性能上表现优异，其实际应用仍受到两大问题的制约：阴极材料的有限储能能力和锌阳极的界面不

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-10-02

• 综述：柔性电阻应变传感器的进展及其应用

  李胜斌|余雅萍|吴元昭|李远晨|唐敏|魏坤|尚杰|刘一伟|王浩宇|李润伟中国宁波康复医院智能康复医学柔性可穿戴技术创新中心摘要材料科学和微/纳米技术的最新突破推动了柔性应变传感器的研发，使其成为现代可穿戴电子设备和健康监测系统中不可或缺的组件。这些传感器因其高变形性、优异的延展性、轻质特性以及出色的动态人体运动适应性而备受重视。本文主要探讨了电阻式应变传感器，全面分析了其关键性能参数，包括检测范围、灵敏度、响应和恢复时间、线性度、滞后现象、动态耐用性和生物相容性。此外，还探讨了电阻式传感器的多种传感机制，并阐明了导电材料、电极材料和基底材料的关键作用。文章还强调了柔性电阻式应变传感器在运动监测

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-10-02

• Ti-5Cu合金多道次热压缩变形行为的研究

  Ti-5Cu合金因其独特的性能，在航空航天、化工设备以及生物医用材料等领域具有广泛的应用前景。该合金在高温下表现出优异的流动性能，同时由于其铜含量的加入，还具备良好的抗菌特性。这些特性使其成为研究热点，尤其是在热加工过程中，如何调控其微观结构和变形行为，以实现最佳的材料性能，是当前材料科学领域的重要课题。为了全面探讨Ti-5Cu合金在多道次热变形过程中的微观结构演变、变形行为以及动态再结晶（DRX）机制，研究人员使用Gleeble-3500热模拟仪，在790 °C、840 °C和890 °C的温度条件下，以0.001、0.01和0.1 s⁻¹的应变速率进行了五道次压缩试验。通过这些实验，研究人

  来源：Materials Today Communications 

  时间：2025-10-02

• 冷喷涂在S355J0结构钢上的304L不锈钢的微观结构演变及其力学性能

  NiTi合金因其独特的功能特性、耐腐蚀性和生物相容性，被广泛应用于航空航天、医疗设备等多个领域。然而，其性能不仅取决于基体相的特性，还与第二相的形成密切相关。特别是在合金凝固过程中，脆性的Ti₂Ni相的出现往往导致裂纹的产生和材料的过早失效。因此，如何有效控制Ti₂Ni相的形成，提升合金的综合性能，成为研究的重点。在本研究中，科学家们探索了通过引入硼（B）元素来改善NiTi合金性能的策略。实验发现，当添加0.2 wt.%的B元素时，能够在合金中实现TiB₂的原位形成，并构建出一种特殊的“三明治”结构，即TiB₂-NiTi-TiB₂层状结构。这种结构不仅能够显著抑制后续晶界处Ti₂Ni颗粒的生成

  来源：Materials Science and Engineering: A

  时间：2025-10-02

• 用于破坏真菌生物膜的法尼醇功能化壳聚糖-金纳米复合材料

  阿米特·库马尔（Amit Kumar）|埃曼西·亚达夫（Emansi Yadav）|巴瓦娜·亚达夫（Bhawana Yadav）|迪比阿尼·南达（Dibyani Nanda）|阿夫塔尔·辛格·米纳（Avtar Singh Meena）|希夫·普拉塔普·辛格·亚达夫（Shiv Pratap Singh Yadav）|克里希纳·莫汉·波卢里（Krishna Mohan Poluri）|帕亚尔·古普塔（Payal Gupta）印度北阿坎德邦德哈拉丹市Graphic Era Deemed to Be大学生物技术系，邮编248001摘要法尼醇（Farnesol）是一种天然存在的倍半萜醇，能够调节真菌的群

  来源：Materials Today Chemistry

  时间：2025-10-02

• 通过缺陷工程调控ZnO以及掺V和Cr的ZnO薄膜的结构、磁性和电学性质

  本研究探讨了未掺杂和过渡金属（TM）掺杂的氧化锌（ZnO）薄膜在结构、微观结构、形貌、磁性和电输运特性方面的变化。这些薄膜分别掺杂了钒（V）和铬（Cr），掺杂浓度为0.2、0.4和0.6原子百分比。薄膜是在玻璃基板上通过射频/直流磁控溅射技术制备的，并利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、能谱分析（EDX）、振动样品磁强计（VSM）以及霍尔效应测量等手段进行系统表征。研究结果表明，V和Cr的掺杂显著影响了ZnO的晶格结构和微观特性，同时改变了其磁性和电导行为。在结构分析方面，XRD结果确认了所有薄膜均保持六方纤锌矿结构，没有出现第二相或杂质。晶格参数随着V

  来源：Materials Science and Engineering: B

  时间：2025-10-02

• 稻谷破碎机理及基于YOLOV4的损伤量化研究

  水稻在脱粒过程中的机械性能及其在受到冲击时的损伤机制，一直是农业机械优化和减少收获后损失的关键研究领域。本研究通过结合机械分析与人工智能（AI）技术，系统性地评估了四种常见中国水稻品种——泰优398、泰优390、沈优5428和粤优3700在脱粒过程中的机械性能与损伤之间的关系。研究通过控制压缩测试（变形速率范围为4-10 mm/s）获取了这些品种的破裂力、韧性、屈服强度和弹性模量等关键参数，并进一步结合赫兹接触理论和能量平衡原理，计算了每种品种的临界冲击速度。结果表明，随着变形速率的增加，破裂力和韧性降低，而屈服强度和刚度增加。其中，泰优398表现出最高的机械韧性，而粤优3700则最为脆弱。通

  来源：Materials & Design

  时间：2025-10-02

• 探索以石墨碳氮化物量子点锚定的五氧化二钒纳米棒复合材料作为电极材料，以提升电化学性能

  这项研究聚焦于开发一种新型的复合电极材料，即通过简便的一锅法水热合成工艺制备的石墨碳氮化物量子点（CN-QDs）锚定的V₂O₅纳米棒（VO）纳米复合材料。该材料被设计用于超级电容器的应用，旨在提升其电化学性能。超级电容器因其高比功率、增强的循环性能、优异的速率能力和快速充放电特性，被认为是现代电子设备中极具潜力的储能技术之一。然而，传统的超级电容器电极材料，如碳基材料，虽然具备良好的稳定性和广泛的应用性，但其电导率较低，限制了其在高功率密度和高能量密度场景下的使用。因此，结合具有优异电化学性能的过渡金属氧化物与碳基材料，成为提升超级电容器性能的重要方向。V₂O₅作为一种具有赝电容特性的过渡金属

  来源：Materials Science in Semiconductor Processing

  时间：2025-10-02

• 通过选择性激光熔化制备的可生物降解Zn-0.8Cu合金的腐蚀机制及其摩擦学行为

  Zn-0.8Cu合金作为一种可降解材料，在生物医学领域展现出广阔的应用前景。近年来，随着3D打印技术的迅速发展，特别是选择性激光熔融（SLM）技术，为制造具有复杂结构和定制化微结构的可降解金属材料提供了全新的可能。本文研究了通过SLM工艺制备的Zn-0.8Cu合金在体液环境下的腐蚀机制与摩擦行为，重点探讨了加工参数对材料微观结构、降解速率及摩擦性能的影响。通过系统分析，研究人员发现，随着激光功率和扫描速度的增加，材料的耐腐蚀性呈下降趋势。同时，摩擦性能也受到这些参数的显著影响，主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损，表现为表面出现犁沟和材料转移现象。在所有测试组中，最优组P5V2（50W-250mm

  来源：Materials Today

  时间：2025-10-02

• CsF添加剂能够提高无孔传输层的碳基CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性

  微机械振动是一种普遍存在于环境中的能量来源，具有为自供电设备提供能量的巨大潜力。三电极纳米发电机（TENG）能够将振动能量转化为电能，相较于传统的振动能量收集器，它具备独特的优势，这得益于其基于接触电荷产生的机制。基于天然聚合物的TENG在可持续自供电设备中扮演着重要角色，这些设备具有生物相容性、可生物降解性、高输出能力以及对环境影响小等优点。本文研究了通过溶液铸造法制备的柔性、环保型壳聚糖/氧化钡钛板（CSBT）复合材料，并将其作为正电荷材料与氟化乙烯丙烯（FEP）薄膜作为负电荷材料结合，构建了振动复合TENG（VC-TENG）。铜带被用作两种电荷材料的电极。通过调整氧化钡钛板的浓度，研究团

  来源：Materials Science in Semiconductor Processing

  时间：2025-10-02

• 研究硅酸钾激活矿渣的早期反应与其凝固行为及强度发展之间的相关性

  在当前全球对可持续能源解决方案日益增长的需求背景下，开发新型高效且环保的压电材料成为科研领域的重要课题。压电材料因其能够将机械能转化为电能，以及反向的电能转化为机械能的独特性质，受到广泛关注。这种被称为压电效应的现象，使得压电材料在能量收集领域具有巨大的应用潜力。随着技术的发展，压电材料的种类和性能不断提升，特别是在能源收集和自供电电子设备方面的应用日益增多。本文介绍了一种新型的生物增强型聚二甲基硅氧烷（PDMS）/氧化钡钛（BaTiO₃）复合材料，该材料通过添加枣椰叶纤维（DPLF）提升了材料的耐久性和能量收集性能，同时实现了农业废弃物的高价值利用。PDMS作为聚合物基质，因其良好的柔韧性、

  来源：Materials & Design

  时间：2025-10-02

• 平面软体机器人腕部的非线性拓扑优化，用于补偿定位和角度误差

  在当前全球对可持续能源解决方案日益增长的需求背景下，研究者们正在积极探索能够从环境中收集能量的新型材料。这些材料不仅能够实现机械能向电能的高效转换，还具有环保、可再生和可降解等特性，为未来的绿色电子产品提供了重要支持。其中，压电材料因其独特的性能备受关注，它们能够在受到机械应力时产生极化电荷，从而形成电场，实现能量的转换与存储。在这一研究领域，压电材料的应用已从传统的陶瓷体系扩展到聚合物和半导体材料，以满足不同应用场景对材料性能的要求。压电材料的性能与其结构密切相关，尤其是在复合材料中，填充物的选择和分布对整体性能有着决定性影响。为了提升压电材料的机械强度和能量收集效率，研究人员尝试引入天然纤

  来源：Materials & Design

  时间：2025-10-02

• 采用PDMS/BaTiO₃复合材料并添加枣椰树叶纤维进行增强的绿色压电发电机，用于可持续能源采集

  在当前全球对可持续能源解决方案日益增长的需求背景下，研究和发展能够从环境中捕获能量的材料成为了一个重要的科学课题。本研究聚焦于开发一种基于生物增强的PDMS/BaTiO₃复合材料，其中引入了日期棕榈叶纤维（DPLF），旨在提升材料的耐用性和能量收集性能，同时实现农业废弃物的高价值利用。该材料不仅在性能上表现出色，还为环保和可持续电子设备的实现提供了新的思路。PDMS（聚二甲基硅氧烷）作为一种高弹性的聚合物，因其良好的柔韧性、透明性、生物相容性和易于加工的特性，被广泛应用于柔性电子领域。然而，PDMS本身并不具备压电特性，因此需要通过添加压电填料来实现其能量收集功能。BaTiO₃（钛酸钡）是一种

  来源：Materials & Design

  时间：2025-10-02

• 由化学异质性诱导的高强度、高延展性Fe-12Mn合金，具有优异的低温冲击韧性

  Fe-12Mn合金是一种极具研究价值的金属材料，其独特的微观结构使其在高强度和韧性之间取得了良好的平衡。然而，这种合金在常温下表现出较低的屈服强度和固有的脆性，导致其在低温环境下冲击韧性不佳。这一问题限制了其在极端环境下的应用潜力。为了解决这一挑战，研究团队设计了一种新型的Fe-12Mn复合结构合金，通过引入化学不均匀性与亚稳态工程的概念，成功实现了超高屈服强度（约1 GPa）和显著降低的脆性转变温度（DBTT，约-50°C）。该合金在-40°C时表现出81.5至101.0 J的高冲击能量，同时保持了19.2%的延展性，显示出卓越的综合力学性能。Fe-12Mn合金之所以引人注目，是因为其具有特

  来源：Materials Science and Engineering: A

  时间：2025-10-02

• Cu-15Ni-8Sn-0.26Nb合金在后续时效过程中的硬化性以及微观结构和力学性能的演变

  这项研究探讨了铜基合金在淬火过程中表现出的硬化的不均匀性现象，特别是针对一种含0.26%铌的Cu-15Ni-8Sn合金。通常情况下，铜合金因其优异的导热性能，被认为在淬火过程中不会出现显著的硬化问题。然而，该研究发现了一种反直觉的现象：在端淬实验中，距离淬火端越远的合金区域，其硬度和强度反而越高，而延展性则显著下降。这一发现为铜合金的热处理工艺和性能调控提供了新的视角，尤其是在航空航天、海洋工程等对材料性能要求较高的领域。研究中通过端淬实验和随后的时效处理，系统地分析了合金的微观结构演变及其对机械性能的影响。实验结果显示，在淬火后，远离淬火端的区域表现出更显著的相分离现象，即在晶粒内部形成了由

  来源：Materials Science and Engineering: A

  时间：2025-10-02

• 通过在新型Ti-V-Al-Zr-Nb低膨胀合金（LRCCA）中诱导hcp（六方密排）沉淀相，实现了显著的强度-延展性平衡以及超高的比强度

  本研究聚焦于一种新型的轻质难熔复合浓集合金（LRCCA），即Ti-V-Al-Zr-Nb合金，旨在解决结构金属在轻量化、高强度与良好延展性之间的平衡难题。随着现代工业的快速发展，对金属材料的性能要求日益提高，尤其是在航空、航天、汽车制造和能源生产等关键领域，材料不仅需要具备出色的机械性能，还应满足轻量化和耐高温等特殊需求。然而，传统合金设计方法在面对这些复杂要求时逐渐显现出局限性，难以实现材料性能的全面优化。近年来，复杂浓集合金（CCAs）作为一种新兴的材料体系，因其独特的元素配比和多相结构，展现出优异的性能潜力。特别是难熔元素构成的CCAs（RCCAs），因其良好的相稳定性、出色的机械强度以及

  来源：Materials Science and Engineering: A

  时间：2025-10-02

• 由含有苯并咪唑的聚酰亚胺自组装而成的N/O掺杂碳微花结构，用于超级电容器

  本文介绍了一种新型的聚酰亚胺（PI）前驱体的合成方法，该前驱体可进一步转化为含氮和含氧的碳微花结构，具有作为高性能电极材料的潜力。研究团队通过自组装方法使用2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑（APBIA）和吡romellitic二酐（PMDA）作为单体，制备出具有花状结构的PI颗粒。随后，通过高温热解工艺获得含N/O掺杂的碳微花结构。研究发现，在聚合物溶液浓度为40 mg mL⁻¹、溶热时间和温度分别为8小时和200°C的条件下，所得到的碳材料表现出较高的氮和氧含量（分别为10.07%和3.67%），并展现出178.1 F g⁻¹的比电容。进一步使用硝酸（HNO₃）进行活化处理后，优化后的

  来源：Materials Science and Engineering: B

  时间：2025-10-02

• 关于NiFe₂−xLuₓO₄（x=0.0、0.5和0.75%）的弛豫时间、活化能以及导电机制的问题

  近年来，随着对多功能材料需求的增加，稀土元素（RE）掺杂的铁氧体因其独特的物理和化学性质受到了广泛关注。这些材料在电子、通信、生物医学、光催化和磁流体技术等领域具有广泛的应用前景。NiFe₂₋ₓLuₓO₄（x = 0, 5, 7.5%）作为一类重要的铁氧体材料，其性能在不同掺杂浓度下表现出显著的变化，尤其是在电介质、阻抗谱和电导率方面。本研究通过系统分析这些材料的特性，揭示了其在不同频率和温度下的行为，并探讨了稀土元素掺杂对材料结构和性能的影响。首先，从材料的基本结构来看，NiFe₂₋ₓLuₓO₄属于尖晶石型铁氧体，其化学式可以表示为MFe₂O₄，其中M代表二价金属离子，如Mn²⁺、Co²⁺、

  来源：Materials Science and Engineering: B

  时间：2025-10-02

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