学科: 冶金工程

作者从小受铸铁作坊启发，大学学习材料工程时思考“谁控制结构与键合”，质疑热力学的绝对权威。通过分子束外延和氧化物薄膜等技术，实现按需调控物质的结构与键合，在材料科学领域从打破规则迈向制定规则。

标签: 分子束外延 材料科学 氧化物薄膜 结构与键合 规则制定

钢铁行业是实现净零排放的核心领域，但脱碳难度较大。现有脱碳路线图难以指导单个工厂的技术选择，本研究通过整合数据开发模型，为全球钢厂定制成本最低的脱碳路径：短期通过能效提升和废钢再利用减排，长期采用碳捕集冶炼还原及绿氢炼钢，兼顾经济利益与气候目标。

标签: 低碳技术 工厂层面 成本最优路径 碳中和 钢铁脱碳

现有镍基高温合金工作温度最高1100°C，限制了涡轮机等设备效率。新研发的铬钼硅合金熔点约2000°C，室温有延展性且氧化慢，或能让部件在超1100°C下工作，有望提升效率、减少燃料消耗与二氧化碳排放，具技术飞跃潜力。

标签: 二氧化碳排放 工作温度 燃料消耗 镍基高温合金

1982年发现的准晶体，原子排列呈非重复模式，曾令科学家困惑。近期研究揭示其热力学稳定性，开发出新制备方法并发现新特性，有望推动其应用。

标签: 准晶体 反铁磁性 密度泛函理论 热力学稳定性 磁性微珠

麻省理工学院研究人员发现，即使经过标准工业加工，金属中的原子也无法完全随机排列，这种微妙的化学结构会持续存在。这一意外发现揭示了新物理原理，有望帮助工程师调整金属性能，应用于航空航天、半导体等领域。

标签: 位错缺陷 合金性能调控 工业加工 金属原子有序性 非平衡态

过去二十年材料科学的热门领域是高熵合金（HEAs）的发展，其具有优异理化性质，但传统制备方法耗时、高温、设备复杂且难控纳米结构。张等人在《自然》发表可控节能新方法，用液态金属作牺牲介质制备特定形状、结晶度和成分的纳米级HEAs。

标签: 材料合成 液态金属 纳米材料 高熵合金

尽管可再生能源发展迅速，但提高化石燃料或合成燃料的能量转换效率仍是挑战（如远程飞机发动机未来数十年仍需使用）。提高工作温度是途径之一，需用难熔元素基材料替代单晶镍基高温合金。本文首次研发出单相Cr-36.1Mo-3Si合金，它能满足关键要求：在1100°C高温下抗粉末化腐蚀、氮化和氧化皮剥落，且室温下有足够压缩延展性。以往解决氧化/氮化问题的尝试均导致延展性下降。

标签: Cr-Mo-Si合金 室温延展性 难熔元素基合金 高温抗氧化性

瑞士洛桑联邦理工学院的研究团队开发了一种新型3D打印技术，先打印水凝胶结构，再通过金属盐浸泡生成高密度金属或陶瓷材料，解决了传统方法中材料多孔、收缩严重的问题，具有高强度、低变形的优点。

标签: 3D打印 增材制造 水凝胶 纳米颗粒 金属陶瓷

本文研究了金属玻璃在高压下的结构与热稳定性，发现β弛豫区压缩会降低原子流动性并增强结构无序，而α弛豫则促进密度驱动的有序化，提升热稳定性。两种机制的转变发生在恒定的T/Tg,P比值下，为调控玻璃性能提供了新思路。

标签: α弛豫 β弛豫 热稳定性 金属玻璃 高压

新型复杂合金同时实现超高强度和高延展性，突破了传统金属材料强度与延展性难以兼顾的瓶颈，为制造兼具高强度和易加工性的金属材料提供了新可能。

标签: 位错 复杂浓合金 应变硬化 强度-延展性权衡 金属材料