橡胶是重要的机械工程材料。橡胶密封材料在机械设备中起到关键作用，其老化失效常会造成产品报废，甚至带来巨大损失。因此，橡胶密封材料的老化研究受到关注。综述了橡胶密封材料的老化研究，包括老化行为、老化机理、应力和化学介质对老化的影响、寿命评价指标和预测方法、老化检测技术等。对橡胶密封材料老化研究中存在的问题进行了分析，提出今后的研究方向，包括加速老化试验方法研究、老化机理研究、加速老化和实际老化的对应性研究等。

随着社会智能化的不断发展，压电传感器的应用越来越广泛。介绍了压电传感器的种类、结构、测量原理及其应用场景，综述了敏感元件材料的研究进展，总结了高温压电材料和无铅压电材料的应用情况。最后对压电传感器未来发展方向进行了展望。

电弧增材制造技术以其在大型构件成形方面的独特优势得到越来越多的关注，成为应用最广泛的金属增材制造技术之一。介绍了电弧增材制造技术的发展史，从“控形控性”的角度出发，分析了工艺参数对沉积层形貌的影响规律，讨论了成形件的显微组织演变机制，介绍了残余应力数值模拟方法及其优缺点，指出计算流体动力学和有限元方法相结合是未来研究趋势之一，总结了控制应力和变形常用的方法以及电弧增材制造面临的问题和挑战。

三维编织复合材料因内部存在由连续纤维束形成的空间网状结构，相比于传统层合复合材料具有更高的层间强度，相比于金属材料具有更高的抗冲击损伤和抗裂纹扩展能力。详细介绍了三维编织复合材料的细观几何建模方法，综述了三维编织复合材料动态拉伸、压缩性能，动态失效准则以及高速冲击性能等方面的研究进展，指出三维编织复合材料在细观几何建模和动态拉伸试验方面的未来研究方向。

等离子喷涂涂层具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等优异性能，已广泛应用于表面防护领域。孔隙是等离子喷涂涂层的重要结构缺陷，孔隙过多会导致涂层过早脱落失效，缩短其服役寿命，所以孔隙率是评定涂层质量的重要指标。简单介绍了孔隙形成的机理、影响因素以及孔隙对涂层性能的影响，从优化喷涂工艺参数、激光重熔处理、改进喷涂材料等方面对降低等离子喷涂涂层孔隙率的研究现状进行了综述，并对等离子喷涂涂层发展中存在的问题及发展方向进行了总结。

碳化硅陶瓷具有高强度、高热导率、良好化学稳定性等特点，广泛应用于航空航天、石油化工、集成电路等领域，但碳化硅陶瓷的硬度高、脆性大，在加工过程中易产生缺陷，从而制约了复杂结构碳化硅陶瓷的应用。介绍了复杂结构碳化硅陶瓷的制备工艺，并分析了目前常用的冷等静压成型结合无压烧结制备技术、凝胶注模成型结合反应烧结制备技术、注浆成型结合反应烧结制备技术、3D打印成型结合反应烧结制备技术等制备工艺的优缺点，以期为复杂结构碳化硅陶瓷的制备提供一定的理论参考。

铁电材料最显著的显微组织特征是电畴结构，其自发极化矢量可以随外加电/力场转动（即畴变），从而使铁电材料具有独特的机电性能。从畴变理论出发，综述了畴变准则的研究进展，并介绍了畴壁动力学以及与畴变相关的断裂力学研究成果，旨在为铁电材料的细观力学研究提供参考。

当陶瓷材料受到温度骤变时产生的热应力超过其强度时,材料会发生开裂、剥落甚至断裂,进而失效,因此研究陶瓷材料的抗热震性成为热点。简述了陶瓷材料抗热震性评价理论以及抗热震性的测试与表征方法,综述了提高抗热震性的方法,包括补强增韧、提高热导率、降低热膨胀系数、降低弹性模量等,总结了影响抗热震性的外部因素,提出了今后提高陶瓷材料抗热震性的发展方向。

综述了应用于能量采集领域的压电陶瓷、多层叠堆压电陶瓷、压电聚合物、压电复合材料等4类压电材料的研究进展，重点介绍了其结构特点、制备方法和应用场合，展望了压电材料未来的发展趋势。

近年来，集成电路、热交换器、半导体等行业的快速发展对碳化硅陶瓷的导热性能提出了更高的要求。碳化硅陶瓷内部存在的晶格氧、晶界、气孔等缺陷导致其室温热导率远低于碳化硅单晶理论室温热导率。综述了添加剂、烧结工艺等因素对碳化硅陶瓷室温热导率的影响，并对高导热碳化硅陶瓷的未来发展方向进行了展望。

溅射靶材是磁控溅射制备薄膜的关键原材料，其质量决定着溅射薄膜的性能。贵金属溅射靶材因具有优异的物理和化学性能而广泛应用于高性能薄膜的制备。综述了贵金属溅射靶材制备方法、技术要求和应用情况的研究进展，指出高纯化、大尺寸、高利用率以及靶材生产与溅射镀膜一体化是贵金属靶材未来发展方向。

结合振动主动控制和被动控制原理，综述了应用于振动控制领域的单层压电陶瓷、多层叠堆压电陶瓷、压电纤维复合材料、0-3型压电复合材料等4种压电智能材料，重点介绍了其结构特点、制备工艺，以及在机械制造、航空航天和船舶航运等领域减振应用的研究进展，指出了压电材料的未来研究方向。

增材制造是金属零件先进制造技术的重要发展方向，然而增材制造用金属粉体材料存在研发不足、稳定性弱及标准不全等问题，这严重制约了金属零件增材制造的发展。概述了离心雾化法、二流雾化法以及球化法等常用球形金属粉末制备技术的基本原理，介绍了其优缺点和发展现状。提出国内增材制造粉体制备技术发展可以从两方面做起：一是对传统方法进行工艺、设备改进及标准化研究，建造自动化工厂；二是加强制粉基础理论研究，探索新工艺。

综述了热致型形状记忆聚合物的形状记忆效应、形状记忆机理、类型和制备方法，探讨了形状记忆性能的影响因素，并介绍了热致型形状记忆聚合物的应用现状，展望了热致型形状记忆聚合物的发展。

作为常用的金属材料，铜因强度较低而应用范围受限，石墨烯具有优异的综合性能，作为极具潜力的增强体而受到广泛关注。石墨烯增强铜基复合材料兼具了铜和石墨烯的优良性能而成为了重要的研究对象。介绍了石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺与综合性能，重点讨论了各种制备工艺的特点、强化机制、构型设计，总结了针对复合界面结合弱与石墨烯分散困难这2类主要技术难点的解决途径，最后对石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺进行了展望。

综述了金属材料疲劳失效分析的基本过程和疲劳寿命评估方法，重点介绍了工程中常用的Miner线性累积损伤理论、能量法、弹塑性有限元法、超载迟滞模型等评估理论和模型，分析了这几种方法和模型的适用条件及优缺点。随着试验技术和计算机模拟技术的发展，假设条件将更精确，采用试验和计算机模拟技术相结合的方法预测和评估金属材料疲劳寿命是今后的发展方向。

球形金属粉末作为金属增材制造的重要原材料，其特性对增材制造制件性能具有重要的影响。高效制备高品质球形金属粉末成为促进增材制造技术升级和产业化应用的重要发展方向。介绍了主要的球形金属粉末制备技术，包括气雾化法、等离子旋转电极雾化法和等离子雾化法，重点论述了技术原理和重要工艺参数对粉末特性的影响规律，并展望了3类技术的未来发展方向。

表面织构技术是通过微细加工技术在材料表面加工出具有一定几何形貌与尺寸，且排列规律的图案，从而改善材料表面摩擦学性能的新型表面改性技术。表面织构因在改善材料摩擦学特性方面具有的突出优势而在机械摩擦配副中发挥着重要的作用。介绍了常见的表面织构加工技术，阐述了不同工况下表面织构的减磨机理，总结了表面织构形貌及其几何参数对耐磨性能的影响，并展望了表面织构技术的未来发展方向。

高新科技的快速发展对高性能铜材料的开发提出了更高的要求，铜基复合材料因具有较高的强度和良好的导电导热性、耐磨耐腐蚀性、高温稳定性等而得到广泛的应用，其制备工艺在不断发展，且近年来取得了很大进展。综述了铜基复合材料主要制备工艺，包括粉末冶金法、铸造法、机械合金化法、内氧化法、原位合成法、熔体浸渗法和搅拌摩擦法等的特点及其研究进展，并对铜基复合材料制备工艺今后的发展方向进行了展望。

激光熔覆技术是一种发展前景广阔的新型表面改性技术,既满足了材料表面特定性能的要求,又节约了大量的贵重元素。裂纹问题是制约激光熔覆技术广泛工业化应用与进一步发展的主要阻碍之一。介绍了激光熔覆层裂纹产生的原因,综述了裂纹的控制措施,包括熔覆层材料成分设计、设置过渡层、工艺参数优化、基体预热、外场(力)辅助等,最后对当前激光熔覆层裂纹控制措施中仍存在的问题进行了总结,并展望了未来的研究方向。

电脉冲施加于金属材料时会产生热效应与非热效应，两种效应的耦合作用能够促进位错移动和原子扩散，提高空位扩散的迁移率，导致金属材料的微观结构演变，形成电致塑性效应。从电致塑性效应的基本理论出发，综述了电脉冲处理调控金属材料组织结构的研究进展以及电脉冲在辅助塑性加工和切削加工方面的应用情况，指出未来研究重点应集中在电脉冲处理及其辅助加工中热效应和非热效应的耦合机理以及复杂结构零部件加工时的电流密度分布等方面。

机械设备高速度化及高性能化的发展要求耐磨铜合金具备更高的强度和更优异的耐磨性能。传统的铝青铜系、锰黄铜系和铅黄铜系等合金的性能虽已有所提升，但因受材料自身特性、加工工艺、环境保护等因素制约，其应用范围受限。从制备工艺、性能、应用领域等方面介绍了具备较高开发价值的Cu-Ni-Sn系、Cu-Al₂O₃系、Cu-Nb系、Cu-C系（包括铜/石墨、铜/石墨烯和铜/碳纳米管）和复杂黄铜等5种典型耐磨铜合金的应用现状和研究进展，对其开发应用中所存在的问题进行了分析，并对其发展前景进行了展望。

具备高时空分辨率的同步辐射光源是标志着现代基础科学核心创新能力的一种大科学装置。介绍了基于高能X射线三维成像的原位加载装置的国内外研究进展，简要论述了作者团队自2011年以来基于上海同步辐射光源和北京同步辐射装置自主研制的系列原位加载装置，包括原位拉伸、压缩、低周疲劳、高周疲劳、超高周疲劳试验机及其样品环境，以及针对轻质高强材料（激光焊接铝合金和激光增材制造铝、钛合金等）缺陷安全性评定开展的研究工作。结果表明，原位加载装置是表征先进材料微结构损伤演化的核心，也是关系国家竞争力的大科学装置的重要支撑。

采用单面两道焊方式对8 mm厚G20Mn5铸钢板进行熔化极活性气体保护电弧（MAG）对接焊，研究了接头的显微组织、硬度、拉伸性能、疲劳性能。结果表明：接头表面成形良好，无明显的焊接缺陷；接头由母材、热影响区、焊缝组成，其中热影响区可分为不完全正火区、正火区和过热区；由母材到焊缝中心，接头硬度整体呈先升高后降低的趋势，熔合处的硬度最高，达到70 HRB左右，焊缝的硬度为55~60 HRB，略高于母材的；接头的抗拉强度明显高于母材的，而断后伸长率低于母材的；接头的高周疲劳强度与母材的相当，且断裂位置均位于热影响区。该接头的性能满足设计要求。

在轻量化需求日益提升的大背景下，具有优良成形性能的液态模锻成形技术得到广泛的关注。总结了装备轻量化设计准则以及轻量化设计的关键要点，介绍了液态模锻成形铝合金在装备中的应用，从工艺原理与特点、成形材料、成形模具、成形设备等方面对液态模锻成形铝合金技术的研究进展进行了综述，最后提出了该技术今后的研究发展方向。

电沉积法是目前制备镍基复合镀层的重要方法。介绍了不同电沉积法的特点，综述了电流密度、镀液pH、表面活性剂、第二相颗粒含量和尺寸等工艺参数对镍基复合镀层质量的影响，总结了镍基复合镀层的种类及应用现状，最后对电沉积镍基复合镀层的未来发展方向进行了展望。

断裂韧度是材料重要的抗断指标。总结了平面应变断裂韧度、弹塑性断裂韧度、裂纹尖端张开位移和动态断裂韧度测试技术的研究概况及在球墨铸铁材料上的应用，介绍了温度、显微组织、试样尺寸对球墨铸铁断裂韧度的影响规律，探讨了球墨铸铁断裂韧度试样中的裂纹长度测试问题，介绍了基于J-Q（J积分-三轴性应力因子）理论的球墨铸铁断裂韧度测试方法；认为基于J-Q理论的多参数断裂韧度测试是未来研究的重点，并且若要使断裂韧度真正用于工程安全评定，必须在测试时综合考虑实际服役时的加载模式及环境。

随着海洋中丰富资源的深入开发,涉海机械装备运动副的摩擦磨损问题越来越受到研究人员的重视。综述了海洋环境下金属、陶瓷、聚合物等运动副中主要材料的研究现状,系统分析了海洋工况下运动副材料摩擦学性能的影响因素,讨论了深海摩擦学测试设备的研究进展,为涉海机械装备运动副的选材和应用提供支撑。

对比研究了22MnB5钢经890 ℃热冲压成形前后的显微组织与拉伸性能，采用原位拉伸试验观察了热冲压成形后试验钢在单向拉伸过程中微观形貌的演变。结果表明：热冲压成形前试验钢的显微组织为铁素体和珠光体，热冲压成形后组织转变为马氏体，试验钢的强度和强塑积提高，塑性下降；在拉伸过程中，试验钢先发生颈缩，随后原奥氏体晶界破坏，微裂纹萌生，夹杂物脱黏形成孔洞型裂纹，随着拉伸的继续进行，裂纹扩展长大并相互连接，试验钢断裂；热冲压成形试验钢的拉伸断口存在大量韧窝，断裂形式为微孔聚集型断裂。

选用2-2型压电陶瓷复合材料，利用三匹配层设计方案和KLM模型优化方法研制三匹配层结构的宽带医用相控阵换能器；根据设计参数，实际制作医用相控阵换能器。结果表明：实际制作的医用相控阵换能器的中心频率为2.95 MHz，-6 dB相对带宽约为83.2%，与理论设计结果（3.05 MHz，87.8%）基本一致，符合设计要求。该换能器有望用于对心脏疾病的显像诊断。

基于仿生学原理设计的层状结构可以较好地解决碳化物陶瓷固有的脆性问题，是目前碳化物陶瓷强韧化最有效的途径之一，具有良好的应用前景。介绍了层状陶瓷的结构设计特点，综述了SiC和B₄C层状结构陶瓷的制备、性能和主要增韧机制，并对碳化物结构陶瓷材料的发展进行了总结与展望。

采用选区激光熔化工艺成形TC4钛合金试样，研究了激光功率（50~300 W）和激光扫描速度（250~1 750 mm·s^-1）对试样组织和性能的影响。结果表明：随着扫描速度的降低或激光功率的增大，试样成形质量提高，表面粗糙度减小，纵截面硬度增大；试样组织中均存在针状α'相和纳米级β相，较高扫描速度下的α'相尺寸较小，β相含量较低；改变扫描速度或激光功率对试样抗拉强度影响不大，较低激光功率或较高扫描速度下的断后伸长率较高；当激光功率为200 W，扫描速度为1 150 mm·s^-1时试样可获得较好的强度和塑性匹配。

在0.08，35，110，210，550 s^-1的应变速率下对6061铝合金进行单轴拉伸试验，对其动态拉伸性能进行研究，得到不同应变速率下的真应力-真应变曲线；基于Johnson-Cook本构模型，建立该铝合金的塑性变形本构模型，并对该模型进行了验证。结果表明：随着应变速率增加，6061铝合金的屈服强度增大，断后伸长率降低，但其断裂强度则未发生明显变化；建立的本构模型能够很好地描述6061铝合金在塑性变形过程中流变应力的变化。

铁电材料因自身极化电场的存在而具有独特的光伏性能，在诸多领域应用广泛，特别是在光伏发电方面。从窄带隙铁电材料的制备方法、氧缺位自掺杂增强可见光吸收、复合异质结构建、多极轴分子铁电体制备、外加极化场调控铁电材料内部电畴朝向与分布等方面综述了铁电材料内电场的产生机理（光伏机理）及其调控机制对铁电材料光伏性能的影响，指出了通过调控内电场提高光伏性能的研究方向。

对普通热冲压成形钢，高淬透性、高抗氧化性热冲压成形钢，高强韧性热冲压成形钢，超高强度热冲压成形钢，高抗氢脆敏感性热冲压成形钢，纳米粒子强化超高强度热冲压成形钢等热冲压成形钢近年来的发展概况进行了综述，分析了热冲压成形钢零件轻量化与功能性的关系，强度与氢脆之间的关系，以及组织细化对其强韧性的影响机理，并对热冲压成形钢今后的发展方向提出了建议。

金属陶瓷因既具备金属材料优异的强度、高温导热性和热稳定性,又具备陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀等特性而广泛用于制造切削刀具。金属陶瓷耐磨性和硬度不足的问题限制了其应用范围,在其表面制备硬质涂层可以解决这一问题,但是涂层的结合强度弱,易剥落。介绍了硬质涂层的制备方法、涂层与基体结合强度的影响因素,阐述了提高硬质涂层结合强度的方法,最后对金属陶瓷表面硬质涂层的制备技术及结合强度的提高进行了展望。

基于三维Hashin失效准则，以及双线性Cohesive损伤模型中的二次名义应力准则和BK失效准则，采用ABAQUS/Explicit模块中的VUMAT子程序对碳纤维复合材料单向板钻孔过程中的分层损伤进行模拟，并通过钻孔后的超声C扫结果对模拟结果进行了验证；研究了麻花钻的半径和顶角对分层损伤的影响。结果表明：试验得到钻孔后单向板损伤区域的最大破坏直径为25.6 mm，分层因子为2.56，有限元模拟得到的最大破坏直径为25 mm，层因子为2.50，试验结果与模拟结果的相对误差仅为2.4%，证明了有限元模型的准确性；与上表面铺层界面和中间界面相比，单向板下表面铺层界面的分层因子最大，分层损伤最严重；分层因子随麻花钻的直径和顶角的增大而增大，分层损伤程度也增大。

在85℃下对聚乙烯试样进行不同时间（0，168，312，408 h）的热氧加速老化试验，通过压痕测试技术得到不同老化时间下聚乙烯试样的最大载荷，通过有限元数值模拟建立屈服强度与最大载荷的线性关系，计算老化后的屈服强度，并与拉伸试验结果进行对比。结果表明：随着老化时间的延长，拉伸试验得到聚乙烯试样的屈服强度逐渐增加，压痕试验得到最大载荷也逐渐增加；通过有限元方法建立的聚乙烯试样压痕试验最大载荷和屈服强度的线性相关系数为0.995，基于压痕试验获取的最大载荷计算得到的不同老化时间聚乙烯试样屈服强度与拉伸试验结果之间的相对误差小于1.5%，说明压痕测试技术能够较准确地获取老化后聚乙烯的屈服强度。

对直径为8 mm的密封螺塞用锻造正火态45钢棒进行（750~880）℃×15 min淬火和550℃×30 min高温回火处理，研究了不同淬火温度下试样的显微组织、断口形貌和硬度，分析淬火温度对开裂的影响，并对热处理工艺进行优化。结果表明：当淬火温度为750，780℃时，淬火后试样均未发生开裂，而当淬火温度为800～880℃时均发生了开裂；随着淬火温度的升高，组织中铁素体减少，晶粒尺寸增大，硬度先升高后降低；在800~830℃淬火时，淬火开裂的原因为过冷奥氏体在马氏体转变相区冷却速率过大，组织应力在试样外层集中，裂纹以沿晶和穿晶混合方式扩展；在850~880℃淬火时，淬火温度较高，晶界弱化，在组织应力与热应力的共同作用下裂纹沿晶界扩展。在830℃淬火前增加3~5 s室温缓冷工序再回火后45钢既可获得最佳的回火索氏体组织与较高的硬度，又可避免淬火开裂。

超高强钢是汽车实现轻量化兼顾安全性的关键材料，1.5 GPa及以上高性能热成形钢的开发和应用是关键。近10 a来，微合金化热成形钢及其零件制造技术迅速发展，实现了高弯曲角度、抗氢脆断裂、高韧性、高淬透性等性能目标，进而提高了车辆的被动安全性能及轻量化水平。综述了微合金化热成形钢开发与使用现状，包括1.5~2.0 GPa级铌、钒、铌钒复合、铌钒（钼）复合微合金化热成形钢的开发和应用进展，以及微合金化对纳米级第二相析出和晶粒细化的影响；微合金化热成形钢的抗氢脆性能和机理；微合金化热成形钢的尖角冷弯性能及其对碰撞安全性能的影响；微合金化热成形钢的断裂失效性能。对今后微合金化热成形钢的生产制造与应用前景作出展望。