经过大半个世纪的算法模型积累, 以数据科学为基础的机器学习方法, 已经可以适配多项学科的研究需求。在理论与实验积累的数据基础上, 机器学习紧跟各个领域的研究潮流, 推动数据密集型科学研究的发展, 使其成为继“理论”、“计算”、“实验”后引领科学研究的“第四范式”。在材料科学领域, 钙钛矿材料具有构成丰富、带隙可调、发展空间广阔等优势, 但还未在其适用领域内达到环境友好等实用标准。因而基于机器学习探索钙钛矿材料及其应用, 不仅可以加速新型钙钛矿材料的发现, 而且可以探究钙钛矿材料种种优异性能与其物理化学特征之间的关联, 为发展环境友好型高性能钙钛矿器件提供指导。在此总结了机器学习结合钙钛矿材料的研究优势与研究流程, 综述了机器学习在钙钛矿材料性质与器件探索方面的研究进展, 探讨了当下面临的研究困境和挑战, 展望了未来的研究方向和发展趋势。

碳纤维增强复合材料（CFRP）因其优异的性能, 在航空航天、**等领域有着广阔的应用前景。为了掌握激光加工CFRP的去除机理, 研发出高效率、低损伤加工该材料的方法, 归纳整理了激光加工CFRP去除机理的研究成果, 并从激光特性、工艺参量、气液辅助、材料特性4个方面出发, 介绍了国内外激光加工CFRP的研究进展, 总结了影响激光加工CFRP质量的因素, 并给出了提高加工质量方法的建议,最后对激光加工CFRP的发展趋势进行了展望。

现如今一种商家称为“象骨”的工艺品在珠宝市场上十分普遍,仅用常规技术无法准确鉴定,为弄清此类工艺品的材料属性,本文通过宝石学常规测试、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线荧光光谱(EDXRF)等技术手段,分析其谱学特征,并与象牙进行了比较。研究结果表明:此类工艺品材料折射率RI:1.55±,呈较强蓝白色紫外荧光,具有断续平直的微裂纹。FTIR、Raman、EDXRF分析揭示由生物成因磷酸钙和胶原蛋白类有机物构成,含主要微量元素Al、Zn、Sr,物质组成与象牙相似。以无勒兹纹,缺少微量元素Mg、Si,主量元素Ca和P含量高于象牙,红外吸收光谱1500～1700 cm-1之间指示胶原蛋白酰胺键C-O、C-H伸缩振动,及N-H面内弯曲振动的吸收峰明显弱于象牙等特征,可与象牙相区分。据其表面微裂纹、折射率以及物质组成等特征推断为骨制品。由于尚无象骨标准物质及特征数据做比对,笔者认为下一步通过市场调研掌握其产地、供货渠道、生产过程等真实来源信息是更准确鉴定此类工艺品材料的关键。

随着**隐形、太阳能转换以及激光热处理等技术研究的日益深入, 对表面吸收膜的技术要求不断提高。为满足太阳光谱吸收的要求, 研制了一种在400~2500 nm波段具有强吸收作用、适应多种基底的光学薄膜。通过分析吸收理论, 建立吸收结构模型, 并结合材料的特性研究, 实现了吸收膜的设计。采用真空离子辅助沉积技术, 根据逆向反演法, 对“分步沉积”工艺二次优化, 制备了太阳光谱强吸收膜。测试结果表明, 研制的吸收膜在400~2500 nm波段的平均吸收率为98.15%。制备的吸收膜通过了机械牢固度测试, 与基底能够很好地结合。

分别对厚度为1.0，1.5，2.0 mm的不锈钢-碳钢层合板进行激光弯曲试验。采用金相显微镜、电子探针和扫描电镜能谱仪对激光弯折区的元素扩散现象进行分析；采用纳米压痕试验测得过渡层附近的纳米硬度及弹性模量分布，对过渡层处纳米硬度、弹性模量和屈服强度的变化进行了分析。结果表明，弯折区过渡层处元素沿板厚方向连续稳定扩散，Fe、Ni、Cr元素扩散范围相近，1.0，1.5，2.0 mm厚层合板的过渡层厚度分别增加了2.5，3.5，3.0 μm。元素扩散促进了过渡层的冶金结合，保证了层合板过渡层的材料性能。

锗和一氧化硅是中波红外区域通常使用的薄膜材料, 研究这些材料的特性, 找到最佳制备工艺并拟合出材料的光学常数, 是设计制备中波红外光学薄膜的关键。最佳工艺条件下, 选用以上两种材料, 以蓝宝石为基底, 设计并制备出中心波长为3.5 μm, 相对带宽4.8%的三腔带通滤光片, 其通带透过率可达80%。经光谱测试和环境可靠性实验结果表明, 该中波红外带通滤光片满足工程使用要求。

板料激光弯曲成形是一种柔性、无模成形新工艺,它通过激光扫描金属板料所导致的非均匀热应力使板料产生塑性变形。材料的性能参数(包括力学性能与热物理性能)对激光弯曲成形的影响很大,通过三维热机耦合有限元仿真研究了材料性能参数与板料激光弯曲角度之间的相关性,研究表明,小弹性模量、低屈服强度的材料容易产生大的弯曲变形。热膨胀系数与弯曲角度之间成正比关系,当热膨胀系数趋于零时,弯曲角度也趋于零。小的热传导系数有利于形成大的温度梯度,从而使板料产生大的弯曲变形;比热越小,加热区内材料的温升越大,使板料容易弯曲变形。