Advanced Engineering Materials - Best of 2024

经过Advanced Engineering Materials编辑们的挑选，本合集收录了2024年发表的24篇优秀文章，涵盖了各种关键主题，例如复合材料、陶瓷、金属互化物、涂层，以及高温、多孔和生物医学材料，以及创新的制造技术。我们希望您喜欢阅读我们精选的文章，也期待在Advanced Engineering Materials中看到您最好的作品！

本综述回顾了冶金学中的氢脆现象，追溯了其历史起源，并研究了在纳米原子尺度上检测氢的实验局限性。本文评估了理论模型，并提出需要进一步发展实验科学来验证或反驳当前的氢脆理论。

10.1002/adem.202400776

本文概述了硬碳的结构和储钠机理，并进一步总结了有效提高硬碳负极电化学性能的策略的最新进展。此外，本文还概括了当前钠离子全电池的研究进展，并对硬碳负极的未来研究发展进行了展望。

10.1002/adem.202302063

本综述介绍了几种常用于电化学高级氧化工艺（EAOP）的钛基金属氧化物尺寸稳定阳极（DSA），总结了钛基DSA的改性方法，并讨论了此类电极在电化学高级氧化工艺中降解有机污染物的应用，最后对钛基DSA目前的局限性和未来的发展前景进行了总结。

10.1002/adem.202400122

本综述重点介绍了放电等离子烧结 (SPS) 技术中模具的各个方面，包括基本配置到适合制造复杂形状零件的设计。建模和优化是 SPS 模具设计中的关键问题。SPS 的放大和工业化需要使用多模具成型。此外，特殊模具和高压 SPS 设备还可以合成金刚石和独特的超硬材料。

10.1002/adem.202301391

静电纺丝对于制造具有独特性能的微/纳米纤维以及在生物医学中的应用至关重要。本综述重点介绍通过静电纺丝纳米纤维进行的药物输送，涵盖装载方法、聚合物类型以及在组织工程和伤口敷料中的作用。讨论了涉及生物医学应用的挑战和未来前景，强调静电纺丝纳米纤维在各个领域的多功能性和重要性。

10.1002/adem.202301297

本综述探讨了使用熔融长丝制造的 4D 打印及其对人与材料相互作用的影响。涵盖了基本原理、方法、材料、可持续性的进步以及在软致动器、智能玩具、家用设备、纺织品和木质物品中的应用。本文解决了广泛面临的挑战，对于研究人员、从业者和设计师群体尤为关键。

10.1002/adem.202301917

全面综述了辐射屏蔽材料的最新进展，重点介绍了合金、混凝土、玻璃和陶瓷以及聚合物复合材料，并讨论了这些材料的合成方法及其相应的辐射屏蔽性能，最后介绍了辐射屏蔽材料目前的研究空白和未来的发展方向。

10.1002/adem.202400855

本综述全面涵盖并介绍了激光粉末床熔合中激光光束整形应用的当前研究趋势，深入探讨了光束整形应用的机遇、挑战、局限性和未来前景。此外，还介绍了用于调制激光光束轮廓（包括空间和时间轮廓）的方法和技术。

10.1002/adem.202302013

航空航天微结构的不确定性量化 (UQ)：本文研究了航空航天材料微结构 UQ 的最新研究成果，研究了工艺-结构和结构-性能关系中不确定性的正向传播问题。此外，本文还回顾了逆 UQ 问题，即“不确定性下的设计”，重点关注了结构-工艺和性能-结构之间的联系。

10.1002/adem.202401299

软工程系统在机器人技术、电子和生物医学应用方面取得了巨大进步。然而，这些系统由于其固有的低刚度而面临挑战。本文讨论了利用刚度可调材料实现刚性和柔性材料优势的策略。这种方法为推进软工程提供了机会，使其能够模仿生物系统中观察到的非凡适应性。

10.1002/adem.202400563

本文探讨了加工后热处理对激光粉末床熔合 (LPBF) 生产的 316L 不锈钢 (SS316L) 的影响。热处理会略微影响性能各向异性、降低强度并提高伸长率。然而，尽管整体耐腐蚀性与锻造 SS316L 相似，但纳米级沉淀会增加腐蚀敏感性，本工作对LPBF 后处理必要性的假设提出了质疑。

10.1002/adem.202401442

本研究通过多种表征技术探索搅拌摩擦加工的 FeMnCoCrN 非等原子高熵合金独特的微观结构演变和力学性能，还研究了搅拌摩擦加工以及氮作为溶质元素对亚稳态 FCC 基质相稳定性的影响。

10.1002/adem.202301908

本工作研究了用于先进核应用的纳米晶耐火高熵合金的辐射耐受性，发现含有最多两个潜在相的材料具有出色的辐射耐受性，但当存在第三种相时则不然。研究强调了相形成对辐射耐受性的影响，以开发在恶劣核环境中性能更佳的材料。

10.1002/adem.202300863

本工作研究了采用双向无旋转策略和棋盘策略 3D 打印的 Inconel 718 的微观结构空间分布。前者导致粗晶粒的高度有序排列，由位错密集的细晶粒线簇隔开。而棋盘策略则会破坏这种排列。此外，还通过原位测试揭示了微观结构与空间变形行为之间的联系。

10.1002/adem.202400524

本工作首次通过低温下使用严重塑性变形 (SPD) 对元素粉末进行固态连接来制造难熔高熵合金 (RHAE)。这种方法有助于探索新相形成的机制，并实现成分变化，从而优化 RHEA。

10.1002/adem.202301949

膨胀结构领域近年来具有诸多创新，包括生物启发结构和抗疲劳特性等。本文探讨了生物启发设计如何模仿人体组织，提供增强的抗疲劳性和静态机械性能，并揭示了膨胀材料工程的未来会如何改变生物医学应用及其他领域。

10.1002/adem.202302036

本文讨论了材料科学与工程的数字化，强调了数字工作流程和本体在管理各种实验数据方面的重要性。以拉伸测试本体 (TTO)为例，介绍了如何利用语义网技术解决质量保证和数据互操作性等挑战。TTO 可确保数据的可靠性和互操作性，并可通过其开发和资源描述框架数据连接进行详细说明。

10.1002/adem.202400138

本研究利用机器学习 (ML) 和相图计算相结合的方法来设计用于金属成型应用的硬质合金基体相。根据实验高熵合金数据库构建和训练了随机森林 ML 模型，以进行相组成和硬度预测，并确定了六种有希望的成分，用于实验评估并与 ML 预测进行比较。

10.1002/adem.202302064

本研究分析了软弹性复合材料令人兴奋的新型双/多线性弹性行为，这种行为伴随着嵌入界面层中起皱的激活。这些复合材料的新特征和性能（包括能量存储的显著增强）可以通过界面层的浓度以及基质和界面层的弹性特性来定制。

10.1002/adem.202400750

图为打印的CoCrNi和CoCrNi-N样品中，外延生长的柱状晶粒及其内部细胞凝固结构。

10.1002/adem.202401182

机械超材料具有抗压刚度可调、形状变形和制造后模块化的特点。本工作中，基于双稳态冯·米塞斯桁架的组装进行了3D 单元设计。该桁架表现出抗压刚度和静止高度从一个稳定状态到另一个稳定状态的切换。这些特性可用于组装具有可变形形状和可调刚度的夹层板。

10.1002/adem.202402006

基于亲水性硅醇/胺封端聚（己内酯-聚氨酯）弹性体的透气、可拉伸、可生物降解的电极已被开发用于柔性电子产品和仿生皮肤应用。嵌入式银纳米线形成导电网络，使电容、曲率和应变传感器具有透明度、良好的导电性和长期表皮使用性，同时允许汗液蒸发。

10.1002/adem.202401704

本文报道了 AlCoCrFeNi 基高熵合金 (HEA) 在 1000°C 下 1000 小时的长期氧化性能。与 Inconel625 和 HastelloyX 的直接比较表明，HEA 的氧化动力学比 Inconel 625 慢，直到 750 小时。HEA 形成含有 Cr₂O₃ 和 Al₂O₃ 的三重氧化物层，其性能在高温应用中很有前景。

10.1002/adem.202400650

本工作通过喷墨打印制备了的钴铁氧体薄膜，其表现出优异的磁性，包括高矫顽力和饱和磁化强度。本研究探讨了墨水成分、墨滴间距和烧结温度等因素如何影响薄膜质量和性能。研究结果揭示了制造具有高矫顽力和饱和磁化强度的稳定多层薄膜的可行性，凸显了喷墨技术在复杂磁性图案制造方面的潜力。

10.1002/adem.202400371