碳是自然界中分布最为广泛、结构形态最为丰富的元素之一。碳元素凭借其独特的电子构型，可形成sp、sp2、sp3等多种杂化成键方式，构成零维到三维的丰富同素异形体，展现出令人惊叹的物性可调性。正因如此，碳材料始终处于凝聚态物理、材料科学与高压科学交叉研究的核心位置。

压强作为决定物质状态的基本热力学参量，在碳材料研究中的地位尤为独特。早在20世纪中叶，高压技术便在碳材料领域实现了里程碑式的突破：高温高压条件下石墨向金刚石的转变被成功实现，这一被称为“人造钻石技术”的成就不仅催生了数十亿美元量级的超硬材料产业，更深刻验证了高压可以跨越化学键能垒、驱动物质结构重构的科学预言。从那时起，高压便成为探索碳材料新结构、新物性的强大引擎。

21世纪以来，高压实验技术的革新使碳材料研究超越“石墨-金刚石”经典范式，步入结构调控与新结构创制的新阶段。高压能精准剪裁碳的成键网络：冷压驱动sp2-sp3杂化转变，获得与金刚石相媲美的硬度；热压则合成兼具优异力、电、光性能的新型碳块体材料。高压在低维碳体系研究中尤为显著，催生了二维金刚石及复合相等系列新物相。我国学者在该领域，从晶界工程到大尺寸非晶碳制备，已取得系列原创成果，建立起显著的学术高地。

然而，高压下碳材料的相变路径复杂、中间态丰富，不同合成路径（冷压与热压、静压与冲击波等）可导向截然不同的产物结构，这既是挑战，也是机遇。如何在非平衡相变路径中实现可控制备、如何理解sp2/sp3杂化共存的微观机制并据此设计多功能材料，仍是亟待深入探索的前沿课题。

为了更好地展示高压技术在碳材料研究中的最新进展与广阔前景，本专题汇聚了该领域多位专家和学者的研究成果，涵盖高压碳材料的结构相变、新奇物性探索以及大尺寸制备等诸多方面。希望本专题能够抛砖引玉，吸引更多高压领域的年轻学者投身碳材料研究，共同推动这一经典而又常新的领域不断前行。最后，谨向为本专题筹备和撰写做出贡献的所有学者同仁致以诚挚的感谢！

姚明光　王　霖　　　　

吉林大学　燕山大学　　　

2026年8月22日 　　

金属及合金材料在爆炸、高速碰撞、激光烧蚀等极端动态加载条件下的损伤与破坏行为既是物理、力学、材料科学交叉领域的前沿基础课题，也是国防装备、聚变工程、航空航天等国家重大需求背后的关键科学问题。与准静态加载不同，强动载荷下材料内部应力波传播、微结构演化与最终破坏过程呈现出显著的惯性效应、率敏感性及加载路径依赖性，层裂、绝热剪切、微射流等典型破坏模式往往在微秒、纳秒乃至更短的时间尺度内发生，其演化路径跨越纳观、介观至宏观多个层次，涉及多尺度关联的复杂物理机制。近年来，高熵合金、非晶合金及辐照损伤金属等新型材料在极端动载条件下的性能评估与应用探索不断深入，在极大丰富传统损伤破坏物理内涵的同时，也推动着该领域的研究向更基础、更交叉的纵深方向发展。 

动态损伤破坏所呈现的复杂物理图像，决定了多方法协同与多尺度关联研究是实现从定性描述向定量预测的必由之路。在纳观尺度，通过原子/分子模拟与激光冲击实验，可刻画微孔洞、辐照缺陷等微结构在动态载荷下的演化行为；在介观尺度，借助离散位错动力学、晶体塑性理论及相场方法，可解析位错运动与钉扎、剪切带形核与发展及裂纹萌生与扩展等关键过程；在宏观尺度，基于爆轰/平板撞击实验及有限元/无网格数值方法，可获得应力-应变响应、自由面速度曲线等表征材料服役性能的核心参量。在自下而上的原创探索与自上而下的重大需求双重驱动下，借助于人工智能方法在多尺度复杂问题中的创新应用，使我们得以突破单一尺度的认知局限，在纳观-介观-宏观贯通的全局视野下重新审视动态损伤破坏的本质，新现象、新机理与新方法竞相涌现。 

为促进动态损伤破坏领域基础研究与应用基础研究的持续发展，《高压物理学报》特设本专刊，集中展示我国学者在金属及合金材料动态损伤破坏方面的最新进展和发展趋势。期望本专刊能发挥抛砖引玉之效，吸引更多年轻科研人员投身这一充满挑战与机遇的方向。最后，谨向为本专刊筹备与撰稿付出心血的所有作者、审稿专家及编辑同仁致以诚挚的谢意！ 

王裴　何安民　　　　 

北京应用物理与计算数学研究所 

2026年7月13日　　

航空航天、国防装甲、运载装备与轨道交通等领域的跨越式发展，对防护体系提出了兼具轻量化、高比吸能及多场耦合抗冲击能力的严苛要求。传统均质金属防护构件因自重过大、能量耗散路径单一，且极端条件下易诱发突发性整体失稳，已难以满足装备续航效率、综合防护性能与服役结构可靠性协同提升的迫切需求。轻质多孔材料、纤维增强复合材料、陶瓷-金属梯度复合构型以及仿生层级夹层结构，凭借其低密度、高效耗能及力学性能可定制化等显著优势，正逐步成为突破传统技术瓶颈、引领防护革新的核心路径。

当前，国内外学者借助分离式霍普金森杆、高速侵彻试验与元件级等效冲击测试等典型表征手段，并结合有限元数值仿真、数据驱动智能优化及逆向构型设计等前沿分析方法，围绕结构多尺度动态损伤演化、多相界面失效机制、冲击波调控策略及弹道耗能吸能机理等方向开展了系统深入的探索。研究成果有力推动了轻质防护材料的研究范式转型—从单一的“材料性能表征”迈入“构型-组分-载荷”一体化协同设计的全新阶段。

尽管领域内已积淀丰硕成果，但从科学认知到工程应用仍横亘着若干关键瓶颈，亟待突破：复合结构在高速碰撞、深侵彻与强爆炸冲击等极端服役工况下的多场耦合力学响应机理尚不明晰；陶瓷、纤维、泡沫及金属等多相材料界面的脱黏、分层及碎裂动态演化规律，尚未建立统一的定量化表征判据；针对仿生构型、TPMS（triply periodic minimal surface‌）多孔体、自锁吸能结构与波纹夹层等新型拓扑防护体系的逆向设计方法、边界效应调控准则及分级吸能匹配理论，仍有待系统构建；尤为突出的是，面向航空发动机叶片抗外物撞击、装甲靶板抗弹击穿及运载平台缓冲吸能等典型工程场景，等效试验标准缺位、数据驱动优化框架缺失、组分适配方案粗放等问题，严重迟滞了新型防护构件的工程转化与行业标准化进程。

为此，本刊特邀国内冲击动力学、复合材料力学、仿生设计与防护工程等交叉领域的一线科研团队，精心策划了“轻质复合防护材料与结构的力学行为”专刊，旨在集中呈现我国在该领域的最新理论突破、尖端试验技术与高保真数值模拟成果。本专刊致力于构建航空、兵器、力学与材料学科深度融合的高端学术交流平台，贯通冲击动力学基础研究与装备工程应用间的技术鸿沟，展示我国轻质防护领域的原始创新实力，加速拓扑优化、纤维复合增强及陶瓷金属梯度防护等关键技术的学术共享与产业转化，助力国家高端轻量化防护装备实现跨越式技术迭代。在此，谨向全体投稿作者、严谨尽责的评审专家，以及为本专刊顺利出版付出辛勤劳动的编辑团队，致以崇高的敬意与诚挚的感谢。

王志华　李世强

太原理工大学

2026年6月21日

先进含能材料是毁伤能量释放的物质基础与核心支撑，涵盖功能化含能材料、炸药、推进剂、烟火剂等，其在极端高压与高应变率条件下的力学响应和能量释放机制对于支撑材料的高能、钝感、多功能改性设计具有十分重要的意义。近些年，在国防建设和科技发展需求牵引下，学术界开展了大量基础性研究工作。学者们聚焦含能金属结构材料、先进单质与复合炸药等在复杂载荷下的本构关系、损伤演化、相变机制及起爆阈值等核心问题，深入探讨了高压环境对先进含能材料的力学性能及能量释放速率、效率的影响规律，构建了“材料设计-性能调控-机理验证”的完整研究链条，一系列高水平研究成果不断涌现，为高性能含能材料工程化应用提供了关键理论支撑与技术范式，推动我国高效毁伤技术向自主可控、创新突破方向发展。 

本专刊共收录论文11篇，围绕高熵合金含能结构材料、稀土活性材料、高性能炸药等主题进行了分析研讨，期望能为含能材料领域的研究者提供参考，促进新型高效毁伤技术发展。由于本领域的研究方向十分广泛，本专题只涉及作者熟悉的几个典型方向，难以进行全面论述，还望读者谅解。 

最后对“先进含能材料力学响应与释能机理”专刊的所有作者、审稿专家和期刊编辑的辛勤付出表示衷心感谢! 

王可慧　戴湘晖 

西北核技术研究所 

2026年4月24日 

质在极端压力下的相变规律、电子结构与物性变化是物质科学研究的重要领域，对理解地球与行星内部组成、新型材料设计与合成以及国防科技的发展与应用等方面具有重要的科学和应用价值。根据压力加载方式与研究目标，可将高压物理研究大致分为静态高压与动态高压两大分支，分别聚焦平衡态下的结构-物性关联及非平衡态下的动力学演化过程。近年来，随着大腔体压机、强激光、Z箍缩、轻气炮等先进高压加载技术以及同步辐射光源等先进探测手段的飞速发展，高压物理研究的压力极限已逐步拓展至太帕量级，为探索极端条件下的新现象、新物性带来了前所未有的机遇。动、静高压分别面临不同的科学问题和研究挑战。从数据处理层面来看，高压物理实验涉及大量复杂数据，传统分析方法依赖人工或基于规则的算法，不仅极其耗时，而且难以快速处理多维度、高复杂度的数据，基于实验信号反演对微观结构诊断的不确定度较大。从理论模拟层面看，现有模型在处理高压下电子关联效应、非平衡动力学过程和相变动力学时，始终面临计算精度与效率难以兼顾的困境，难以全面刻画极端条件下物质的复杂行为。从实验与理论协同层面看，在动高压方向，由于高温的同步耦合，目前实验与理论计算结果差异巨大，很多现象都不能自洽解释。这些瓶颈制约了高压物理研究向更深层次、更广范围的推进，亟需全新的研究范式和技术手段实现突破。通过人工智能技术赋能数据分析处理与跨尺度物理模型构建，能够加速高压物质结构与物性预测，帮助厘清动态高压下的关键物理过程，推动新物质发现、复杂现象解析，为揭示极端条件下物质复杂行为的物理规律提供支持。本专刊旨在展示并探讨人工智能与高压物理的融合应用，促进不同领域间的学术交流与跨界合作，从而推动物质科学研究领域的快速发展。专刊汇集了国内学者的最新研究成果，涵盖极端条件下的物态物性、相变机理及实验数据智能处理等多个维度，旨在全面呈现人工智能赋能高温高压物理研究的前沿动态与发展趋势。我们衷心希望，本专刊能够吸引更多科研工作者关注并投身于人工智能与高温高压物理的交叉研究领域，为推动物质科学的创新发展贡献积极力量。最后，我们谨向为本专刊的筹备与出版付出辛勤努力的全体作者、审稿专家和编辑同仁致以最诚挚的感谢！

戴佳钰    陈博

国防科技大学

2025年12月26日

1. 高压评述

2. 高压结构与物性实验研究

3. 高压理论与计算研究

4. 机器学习

5. 新材料合成

6. 高压技术

7. 高压下金属的动态响应

8. 高压下复合材料和超材料的动态响应

9. 高压下含能材料的性质及响应

10. 高压应用-燃气爆炸

11. 高压科学应用-脆性材料

12. 高压科学应用-混凝土

动态载荷下材料物性研究是科学与工业领域关注的焦点，也是国防安全、先进制造等重点领域取得进一步突破的重要基石。现有的材料物性研究大多遵循“材料结构设计-静态物性测试-动态响应分析”的典型步骤，这种研究方式忽略了材料在动态载荷下的物性与静态载荷下存在差异，例如：动态加载的压力和应变率会影响材料的相变行为、强度特性和失效模式，进而影响材料的设计及应用。

传统的材料物性研究方法依赖单一实验和经验建模，不仅耗时费力，且难以全面高效地构建动/静态加载条件下材料组分、微观结构与宏观响应性能之间的关系。随着人工智能的迅猛发展，

机器学习与高通量技术正以前所未有的速度赋能各个领域。结合机器学习算法（如大数据分析、先进算法等）与高通量技术（包括高通量实验、高通量计算和高通量测试），研究人员得以突破传统方法的局限，不仅能显著提升材料设计的效率，更能高效处理多特征、弱相关性和高维复杂数据，深入挖掘动态载荷下材料从原子尺度演化到宏观性能失效的内在规律，逐步形成“高通量模拟、实验-机器学习建模-理论验证”的新型研究范式，推动动载下材料物性研究迈向智能化、精准化新阶段。因此，本专刊旨在展示和探讨机器学习和高通量技术如何推动动载下材料物性研究的创新与发展。

为了吸引更多学者关注该领域的发展，在此我们借助《高压物理学报》平台，展示在动态载荷下材料物性机器学习与高通量研究方面的进展。希望本专刊能起到抛砖引玉的作用，吸引更多高压领域的学者投入到动载下材料物性机器学习与高通量研究中。最后，特别感谢在本专刊筹备和撰写过程中付出心血的所有作者、审稿专家和编辑同仁—正是他们的专业坚守和严谨态度，才使得本专刊得以顺利呈现！

罗国强　张建

武汉理工大学

2025 年 10 月 13 日

钛矿结构较为常见，多种功能材料，如铁电陶瓷、燃料电池电极、太阳能电池材料等都具有这种结构。钙钛矿结构最早在矿物钛酸钙（CaTiO3）中被发现，因此而得名。现今，钙钛矿泛指具有上述结构或畸变结构的化合物。钙钛矿结构材料的化学通式为ABX3，其中：A位为半径较大的阳离子，如碱金属、碱土金属、稀土金属离子，也可以是更大的原子团；B位为半径相对较小的阳离子，如过渡金属离子；X为阴离子，如卤族或氧族元素离子。由于组成元素较多，钙钛矿结构具有丰富的成分选择性，也表现出多种衍生结构。当组成离子尺寸不同时，钙钛矿化合物可表现为理想的立方结构、四方结构、正交结构、三方结构等。钙钛矿的结构容忍度比较大，可以在A位、B位甚至X位进行离子替换，也可以在这些位置产生非化学计量，形成特定的结构，从而实现特定的性能。无论从基础物理研究还是实际应用方面来看，钙钛矿结构材料一直是人们关注的热点，研究成果不断涌现。与温度、化学组分类似，压力是影响物质结构和性能的关键因素。在高压作用下，物质内部的原子间距变小，相互作用增强，进而改变物质的晶体结构和电子结构，使物质形成新的平衡态。高压有利于形成致密的钙钛矿结构（如18 GPa合成的BaRuO3），可使元素处于特殊的新价态（如LaCuO3中的Cu3+）。钙钛矿结构中A―X键和B―X键的压缩系数不同，在压缩过程中会引起结构的调整，表现出丰富的物理现象。为了更好地体现高压技术在钙钛矿材料制备、结构和性能调控方面的作用，《高压物理学报》设立了钙钛矿结构材料专题，内容涵盖BaMO3（M为过渡金属）、PbMO3（M为过渡金属）、NaPO3、ReO3以及卤素钙钛矿在高压下的结构和性质演变。希望本专题能吸引更多高压科学领域的学者投入到钙钛矿材料的研究中。感谢为本专题筹备和撰写作出贡献的所有人员！

刘志国    

哈尔滨工业大学物理学院