先进材料科学与应用的展望

本文对材料的发展现状作了较为详尽的综述，对先进材料的开发使用和材料科学的发展前景作了展望。由于材料特别是高性能，多用途先进材料是人类社会发展的重要推动力，先进材料将继续成为科学和工程研究的重点。作者认为纤维增强树脂复合材料和硅基电子材料是当今工业中最重要的材料，而智能材料、纳米材料、光电材料、生物材料和高温陶瓷材料将是２１世纪的研究重点，并将发挥愈来愈大的作用。     

多相材料--值得注意的材料研究的新趋向

在上一世纪，复合材料作为一种新材料得到了极为广泛的应用并对材料科学的研究起到重大的推动作用。从复合材料发展到多相材料是材料研究在复合材料研究的基础上的发展，它模糊各类材料的界限，它应是集各组成相材料的性能长处于一身，从而表现出独特的性能。它要博取各类材料的先进工艺，集中当前材料研究的最新成就。以满足使用上的要求为目标，主张用逆向思维的方式来 考虑材料的研究思路，这将拓宽材料研究的视野。因此，多相材     

超临界流体技术制备纳米材料进展

目前,已经有多种与超临界流体有关的技术用于纳米材料的制备。在这些技术方法中,超临界流体可以作为介质,也可以直接作为反应物来参与制备过程。超临界流体技术广泛应用于制备无机材料、有机材料、高分子聚合物、医药、电子等方面纳米级材料。本文概述了超临界流体制备纳米材料的研究和应用情况。     

聚乳酸复合材料研究进展

生物降解材料聚乳酸受其本身的化学结构限制,具有较高的结晶性,从而限制了其广泛应用.而拓宽聚乳酸应用的最重要的途径是聚乳酸复合材料的制备.本文综述了聚乳酸复合改性研究进展,主要侧重于碳纳米管、环糊精、羟基磷灰石及其它物质与生物降解材料-聚乳酸的复合改性最新进展.聚乳酸基复合材料的结晶性、亲水性、生物相容性与纯聚乳酸材料对比,得到了明显的提高.最后对其发展进行了展望.     

核技术在医学中应用的对话

核技术在现代医学中有广泛的应用。本文介绍该技术在医学中的应用，包括在诊断疾病和治疗疾病方面应用的基本知识，以及粒子束治癌，核诊断仪器、放射性药物，医学药象处理等先进技术的原理。     

北京航空航天大学材料科学与工程学院

材料作为21世纪的三大支柱产业之一,在国家科学研究、国防建设与经济建设中占有十分重要的地位。本院旨在培养材料科学领域、环境工程领域从事科学研究、工程技术开发应用以及经营管理等工作的高级技术人才,现设三个一级本科专业(材料科学与工程、应用化学、环境工程)、六个硕士点、三个博士点和—个博士后流动站。 学院拥有一大批一流师资队伍。现有教授34名(其中博士生导师26名),副教授37名,具有博士学位的教师近50余名,其中超过一半拥有国外留学的经历。 本院承担了国家及国防“973”重点项目、“863”高科技、国家自然科学基金重点基金和重大项目、国防预研等多项课题,“九五”期间经费额度超过了3800万元。近五年来共获得国家自然科学基金40余项。共获得国家科技进步奖和国家发明奖9项,部委级(省部级奖)一等奖、二等奖40余项。在先进结构材料、新型功能材料、高能束流表面工程、材料的失效分析与预测预防、高分子及复合材料等研究方向已达到或接近国内外一流水平。学院拥有以北京市聚合物基复合材料重点实验室、特种功能材料与薄膜技术重点实验室、民航安全技术重点实验室、材料服役与失效重点实验室等多个省部级重点实验室为代表的多个先进实验室和一大批一流的实验设备。     

选择性激光烧结3D打印用高分子复合材料

选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)是基于粉末床的激光3D打印技术.材料对成形件的精度和物理机械性能起着决定性作用,其中高分子基粉末是应用最早,也是目前应用最多、最成功的SLS材料,但是SLS高分子仍存在可用种类少和成形件性能较低等难题.通过添加微/纳米填料或者后处理浸渗等方法制备复合材料,来提高SLS成形件的某些性能以及增加SLS材料种类,已经成为SLS领域材料研究的热点和重点.本文将介绍SLS高分子复合材料的制备方法,综述国内外的研究现状,并对其研究趋势进行展望.     

热固性树脂基复合材料的变革性制造方法研究进展

热固性树脂所特有的共价键交联网络结构,使其及其复合材料的降解回收再利用、连接、损伤修复、3D打印等成为世界难题,也对学术界和工业界提出了重大挑战.人们为此付出了巨大的努力,但并未取得预期效果.最近出现的自适应热固性树脂,为解决这些难题提供了新的机会.本课题组针对典型的自适应热固性树脂,构建了跨尺度热压辅助连接界面力学模型及有限元实现方法,研究了小分子介入的酯键交换反应原理,实现了自适应热固性树脂的无压力连接,连接界面的断裂能可达4000 J/m2,实现了自适应热固性树脂的循环3D打印,自适应热固性树脂基复合材料的损伤修复、基体和纤维的近乎100%的回收再利用,实现了工业用环氧树脂基复合材料中碳纤维和玻璃纤维的回收.这些方法有希望成为热固性树脂基复合材料的变革性制造技术.本文拟综述这方面的最新研究进展,并指出存在的问题和挑战,提出理论研究、材料设计、工业应用等未来发展方向.     

硅基光电子发光材料与器件

用光子作为信息载体的光互连是硅集成电路的发展趋势之一,而硅基光互连的实现,必须发展与当前集成电路制造工艺兼容的高效硅基光源.本文概述了近年来国际上硅基光源的主要研究成果,重点介绍了我们研究组在硅量子点、硅晶体缺陷、硅基氮氧化物薄膜和硅基氧化物半导体薄膜发光材料与器件等方面的研究进展.     

聚乳酸及其复合材料在生物医药中的应用研究

本文综述了聚乳酸作为药物缓控释载体材料、组织工程支架材料和医用敷料的研究进展；介绍了聚乳酸．聚乙醇酸、聚乳酸，磷酸钙等复合材料在生物医药中的应用。     

硅基光电子学研究进展与趋势

近年来硅基光电子材料和器件受到高度的重视.利用外延生长和键合技术成功研制出硅基应变赝衬底、GexSi1-x/Si量子阱、高密度锗量子点、硅基InGaAsP/Si异质结,这些进展为硅基光电子器件提供了坚实的材料基础.同CMOS工艺相结合,实现了硅量子点1.17 μm的受激发射,研制出硅基Raman激光器、1.55 μm混合型激光器、高灵敏度的Si/Ge探测器、谐振腔增强型的SiGe光电二极管、调制频率30 GHz的SOI CMOS光学调制器和16×16的SOI光开关阵列等.硅光电子学将在光通信、光计算等领域获得重要应用.本文综述了国内外硅基光电子材料和器件的进展、我们的研究结果和硅基光电子学的发展趋势.     

陶瓷颗粒(纤维)增强聚合物复合电子封装与基板材料

本文论述了陶瓷颗粒(纤维)增强聚合物基复合电子封装与基板材料体系和性能特点,介绍了复合基板材料的实验研究和理论研究进展情况,根据实验研究和文献报道并结合目前在微电子封装领域广泛应用的环氧塑封材料,对复合电子封装与基板材料的发展趋势进行了分析和评述。     

氮化物陶瓷基复合材料烧蚀透波性能研究

采用前驱体转化法制备了2.5维石英纤维增强氮化物陶瓷基复合材料(2.5D SiO/Si3N4-BN), 在高温等离子体射流环境下研究了复合材料的烧蚀和透波性能, 用X射线衍射、扫描电镜对材料的相组成及烧蚀表面形貌进行测量和观察. 结果表明氮化物陶瓷基复合材料的线烧蚀率为0.33 mm/s, 高温透波率最高达98.6%. 烧蚀过程中, 熔融的石英液态层与基体相互保护, 烧蚀表面无石英熔融层堆积, 烧蚀表面平整     

活性粉末混凝土及其工程应用

活性粉末混凝土（RPC）是一种超高性能的水泥基材料，具有超高强度、高韧性、低渗透性。本文将介绍RPC材料的发展历程、材料性能、工程应用以及配制原理，并分析RPC材料的工程应用前景。     

碳基纳电子材料与器件

现代信息技术的基石是集成电路芯片,而构成集成电路芯片的器件中约90%是源于硅基CMOS（complementary metal-oxide-semiconductor,互补金属-氧化物-半导体）技术.经过半个世纪奇迹般的发展,硅基CMOS技术即将进入14 nm技术节点,并将在2020年之前达到其性能极限,后摩尔时代的纳电子科学与技术的研究变得日趋急迫.目前包括IBM在内的很多企业认为,微电子工业走到8 nm技术节点时可能不得不面临放弃继续使用硅作为支撑材料,之后非硅基纳电子技术的发展将可能从根本上影响到未来芯片和相关产业的发展.在为数不多的几种可能的替代材料中,碳基纳米材料——特别是碳纳米管和石墨烯,被公认为是最有希望替代硅的材料.北京大学碳电子研究团队最新研究结果表明,在14 nm技术节点碳纳米管晶体管的速度和功耗均较硅基器件有10倍以上的优势,进入亚10 nm技术节点后这种优势还将继续加大.2013年9月,美国斯坦福大学研究组在《自然》杂志以封面文章的形式报道制造出了世界上首台碳纳米管计算机.2014年7月1日《MIT技术评论》报道IBM宣布由碳纳米管构成的比现有芯片快5倍的芯片将于2020年之前成型.基于碳纳米管的集成电路技术不再是遥不可及的梦想,现代信息科技与产业的支撑材料正加速从硅到碳进行转变.相较欧美发达国家在2020年之后的非硅基纳米电子学研究领域的巨额投入,我国对非硅基技术尚无布局.为抢占下一代半导体技术战略制高点,建议尽快启动国家碳电子计划,用一个协调的方式来支持包括材料生长、器件制备、模拟和系统设计方面的研究,汇聚优势资源,系统推进碳基信息技术的成型和发展,奠定中国未来的纳电子产业基础.     

金属氧化物/石墨烯复合材料在气体传感领域的研究进展

作为一类重要的传感材料,半导体金属氧化物已被广泛应用于气体传感领域,其优异的电化学特性、催化特性以及阻抗变化特性使其适用于各种氧化-还原类的气体传感.同时,作为一种具有独特单原子层厚度的sp2碳原子杂化二维材料,石墨烯表现出独特的物理-化学特性,因此,基于石墨烯的复合材料成为近年来的研究热点.利用金属氧化物优异的气敏传感特性及石墨烯独特的电学、力学和热力学特性,将石墨烯/金属氧化物复合材料应用于气体传感领域已引起人们的极大兴趣.本文系统总结了近年来不同形貌、不同结构的金属氧化物/石墨烯复合材料在气体传感中的应用,列举了在检测同一种目标气体时不同金属氧化物/石墨烯复合材料传感性能的异同,归纳了金属氧化物修饰的石墨烯复合材料最新研究进展,并对金属氧化物/石墨烯复合材料在气体传感领域的研究趋势进行了展望.     

实时热中子成像对多孔水泥基材料水分运动的可视化与量化：理论分析与试验研究

多孔水泥基材料中的水分运动对研究其劣化过程和耐久性非常重要．一些传统的测定水泥基材料中水分运动的方法大都基于材料的质量变化、电学或者核磁共振等特性．本文应用先进的实时热中子成像技术,通过理论分析和试验研究,对水泥基材料中的水分运动包括水分向内部渗透和向外部扩散进行了可视化再现和定量测定．由于热中子对氢原子强烈的衰减特性,热中子成像表现出对材料中水分存在的高度敏感性．基于点散射函数（PScF）建立了对原始成像所含中子传输信息的定量分析方法．对未开裂和开裂砂浆试件的水分渗透过程以及干燥失水过程进行了实时热中子成像试验．结果显示,热中子成像是可视化观测和定量测定多孔水泥基材料中水分运动特性的有力工具,试验结果将有助于更好地理解水泥基材料的劣化规律以寻求提高其耐久性的措施．     

弹道电子发射显微镜的原理及应用

本文的主要目的是向国内同行介绍一种新型的探测技术－－弹道电子发射显微镜的原理和应用。由于这一技术在半导体材料和器件中有着很重要的应用前景，国外愈来愈多的研究机构工作都在开展这方面的工作。因此作者民地此作简要介绍，以供国内同行参考。     

埃洛石纳米管增强聚合物复合材料研究进展

埃洛石纳米管(HNTs)是一种天然无机纳米管,和高岭土有相似的化学组成.由于HNTs储量丰富,价格便宜,且具有高模量和大长径比的优势,被科研人员广泛应用于增强和增韧高分子材料的工作中.本文介绍了HNTs的结构特征及表面化学特性,并从提高HNTs在基体中的分散及与基体界面结合的角度,探讨了对HNTs进行表面改性的方法.总结了近十年来HNTs作为增强填料在各种高分子材料中的应用,包括热固性树脂、聚酰胺、聚烯烃和橡胶等.重点关注了所制备复合材料的力学性能,并对聚合物/HNTs复合材料的研究前景进行了展望.     

聚氨酯材料在生物医学中的研究进展

聚氨酯是一种合成的高分子化合物,有较好的机械性能、高弹性和理想的生物相容性,被广泛地用于生物医学领域。本文综述了聚氨酯在凝胶材料、弹性体材料、膜材料以及抗菌材料等方面的研究现状及应用前景。