功能梯度材料的发展及展望

功能梯度材料的发展及展望
功能梯度材料的发展及展望

梯度功能材料的发展及展望

摘要本文从梯度功能复合材料(FGM)比较大的方面进行论述,包括FGM 由来、分类、特征、制备工艺及优缺点和应用领域。意在总结FGM的比较优异的制备方法,考虑较多的结构与材料的优化,以及比较新的应用领域。

关键词梯度功能材料制备工艺结构材料优化

Aabtract This article discusses from the functional gradient material(FGM) relatively large aspects includingoriginclassification, characteristics, preparation process, the advantages, disadvantages and application. Comparing the excellent summary of FGM preparation methods, optimization of structure and material are considered, and the application field is relatively new.

Key words FGM,preparation process,optimize structure

1 引言

人类很早就认识到非均质材料存在于自然界中,如骨骼、竹子、岩石等物体中。20世纪80年代以来,随着航天航空工业的发展,材料的隔热的问题成为人们关注的焦点,特殊的服役条件使一般的均质材料面临高温及大温度梯度的挑战,即使采用陶瓷或金属复合材料,但由于两者的膨胀系数差异,在高温条件使用时会产生巨大热应力,导致在材料表层出现剥落,使材料失效[1]。

针对这种情况,日本科学家[2]于1987年首先提出梯度功能复合材料(FGM)概念。图1为FGM示意图。FGM主要优势体现在可以连接两种不相容材料,提高粘结强度,减小不同材料的之间的残余应力和裂纹驱动力,消除不同材料的交叉点。

图1 功能梯度材料的结构和特性

FGM是两种或多种材料复合组成和结构呈连续梯度变化的一种新型复合材料。它要求功能、性能随内部位置的变化而变化,实现功能梯度材料。

FGM按组合方式上分为金属/陶瓷、金属/金属、陶瓷/非金属、非金属/塑料、陶瓷/陶瓷、金属/非金属。FGM按组成变化上分为梯度功能整体型、梯度功能涂覆型、梯度功能连接性。FGM按功能上分为热防护功能梯度材料、折射率功能梯度材料。

FGM的研究包括材料设计、材料制备和材料的特性评价,材料制备是研究的核心,材料设计为FGM合成提供最佳的组成和结构梯度分布,材料特性评价通过建立针对FGM特性的一整套标准化实验方法,对FGM进行测试,三者相辅相成,缺一不可。

FGM具有显著特征[3]:(1)组分结构和物性参数都呈连续变化,可提高界面区域材料强度;(2)同一材料的两侧具有不同性质或功能,且结合良好;(3)在苛刻的使用条件下性能匹配而不发生破坏。

FGM一方面避免了金属和陶瓷之间因物理及力学性能上的巨大差异所造成的界面应力问题,另一方面又能充分缓解材料在使用过程中因高温度梯度落差所产生的热应力。位错和晶界缺陷是引起金属/陶瓷梯度材料(C/M FGM)损伤和断裂的主要基础。在热冲击下,C/M FGM材料和结构有可能损伤微开裂,直至断裂。C/M FGM材料和结构在热冲击下的断裂是脆性的[4]。

2 梯度功能复合材料制备工艺

FGM制备工艺方法类别上有物理方法,也有化学方法。常规功能梯度材料制备是在是在基体中掺入强度较高的金属颗粒或陶瓷颗粒,颗粒含量向基体内部逐渐减少[5]。

物理气相沉积法(PVD):通过物理方法如离子镀、溅射及分子束外延等使源物质蒸发在基体上沉积成膜。主要用于制备薄膜梯度材料。若经热处理可以得到平滑多层薄膜的浓度梯度, 以达到最佳的成分分布。徐娜等利用PVD法已制备出NiCr/ZrO2/Y2O5、Al/Zr、ZrO2/NiCrCoAl等多层FGM。

化学气相沉积法(CVD):通过两种气相均质源输送到反应器中进行均匀混合,在热基板上发生化学反应并沉积在基板上。通过调节原料气流量和压力改变

组成和结构。PCVD综合了PVD和CVD的优点,由于CVD温度一般高于PVD 温度,所以在基体低温侧采用PVD,高温侧采用CVD,扩大了使用范围。李运刚等采用该方法已经制备出30mm厚的SiC/C/TiC多层FGM。

自蔓延烧结法(SHS):利用粉末间化学反应产生的热量和反应自传性,使材料烧结、合成的方法。可通过加压来提高致密度。适合于生成热大的化合物的合成[6]。

等离子喷涂法:等离子体喷涂能同时熔化难熔相和金属,通过控制两种粉末相对供给速率来预先设置混合比率。使用粉末作为喷涂材料,以氦气、氩气等为载体,吹入高温等离子体射流。等离子体射流把能量传递给颗粒,粉末被熔融后进一步加速,高速冲撞基材表面形成涂层。高速使颗粒撞到固体基体上时变得相当扁平,使涂层具有相对低的孔隙率。研究人员检测用铁基高温合金金属粉末与氧化铝陶瓷粉末,结果表明制备的金属/陶瓷FGM枝晶无明显长大痕迹且生长方向较一致,不同成分之间的晶粒尺寸过渡自然,无成分突变现象[7]。

粉末冶金法:将金属、陶瓷等粉末按一定梯度分布直接填充到模具中进行加压烧结,也可将不同组分粉末压成薄膜/片后进行叠层烧结。控制各组分混合比,使压后的粉坯梯度层间任一组分浓度变化较小,梯度层间结合紧密。调节粉末粒度分布和烧结工艺,可得良好热应力缓和功能梯度材料。由于较固相烧结具有更快的致密化, 人们纷纷采用液相烧结。液相烧结是将粉末压实体加热到足够高的温度, 使预制块中出现液相的烧结过程利用粉末冶金法制备FGM,由于相邻层材料不同收缩率而出现裂纹,韩国学者建立金属/陶瓷FGM一维收缩率数学模型,可预测多层样品每层中生坯和烧结体的密度,进而得到样品的孔隙率,并最终控制功能梯度材料的收缩率,实现无裂纹金属-陶瓷功能梯度材料的制备。碳化硅颗粒与铜基粉末冶金后界面结合良好,强化在于载荷转移、加工硬化和细晶强化[8]。

激光熔覆法:把材料A放到基体B表面上,用激光将其与B基体中表面薄层一起熔化,在B表面形成B合金化A层。重复操作,在B表面产生B含量逐渐减少的梯度。梯度变化可通过控制初始A层数量、厚度及熔区深度来获得[9]。目前,该方法已应用于航空涡轮发动机叶片、汽车缸体、汽轮机叶片和人体置入件等表面的改善,制备具有生物活性的功能梯度材料将是未来该方法的研究热

点。采用此法制备出了Ti/Al、WC/Ni、Al/SiC系功能梯度材料。

图2 激光熔覆方法制备梯度涂层工艺

图3功能梯度材料的制备方法

图4FGM制备方法优缺点

3 梯度功能复合材料应用

FGM由于其特殊的内部结构而表现出特殊的性能,使其在航天航空、能源工业、电子工业、光学材料、化学工程和生物医学工程等领域得到广泛的应用。

3.1 高强度耐热材料

这类是功能梯度材料的主要应用领域,它以陶瓷/金属组合为主。主要应用于航天工业、核能源等领域。由于航天飞机在进出大气层的过程中,机头尖端和机翼前沿可以达到1600K的高温,同时作为航天飞机机体的超耐热材料要具有高的强度。有效地利用功能梯度材料的特点,可以很好地满足航天工业的要求。功能梯度材料是未来航天发动机的理想材料。

FGM可用于航天领域喷漆燃料室和重复使用型的火箭燃烧器、核反应堆材料,能消除热传递及热膨胀引起的应力,解决内层容易剥落的问题。

石墨为单相润滑剂,制备了氧化锆基功能梯度材料,通过调节石墨在材料中的空间分布特征,可以调节参与应力和性能优化。增大梯度层数和承载层厚度均有利于梯度材料力学性能的提高。实现了陶瓷复合材料的结构/润滑功能一体化[10]。

3.2 梯度折射光学材料

梯度折射率微型光学元件是集成光学和光计算机的主要组件,因此在光学系统中有良好的应用前景。其中梯度折射率透镜大大减少组件总数和非球面组件总数、简化结构。FGM组成的光学系统体积小、数值孔径大、焦距短、端面为平

面、消像差性好。梯度折射率光纤自聚焦、提高耦合效率[11]。

3.3 生物医学材料

动物的牙齿、骨头、关节等都是无机材料和有机材料的完美接合,重量轻、韧性好、硬度高。用功能梯度材料制作的牙齿、骨头、关节等可以较好地接近以上要求。例如应用功能梯度材料制成的牙齿,埋入生物体内部的部分由多孔质且和人体有良好的相容性的陶瓷组成,由外向里气孔减少。露出的外部是硬度高的陶瓷,为保持强度中心部分由高韧性的陶瓷组成。可以保证生物相容性的同时,提供一定的强度支持。

将金属钛与生物活性陶瓷梯度设计能缓和种植义齿与颌骨结合界面之间的应力集中,并提高生物力学相容性及生物活性,增强种植体的早期稳定性与长期结合性。利用人造骨骼梯度多孔钛合金采用粉末冶金的方法制得的梯度材料层间厚度精确、开孔连通性良好、界面准连续[12]。

3.4 电子材料

随电子仪器日趋轻量化、高密度化和微型化,迫切需要电子元件基板一体化、二维或三维复合型电子产品用FGM来制造非常适合。PZT压电陶瓷用于制造超声波振子、陶瓷滤波器等电子元件但其在温度稳定性和失真震荡方面存在问题。通过调整材料梯度化,能使压电系数和温度系数等性能得到最恰当的分配,提高压电陶瓷性能[13]。

3.5 其他领域

采用介电功能梯度材料(d-FGM)在绝缘领域提升耐电强度的原理在于d-FGM的介电常数由外电极向内渐变递增时,如图所示,原先的强场区电场被有效降低而弱场区电场则被提升,电场分布趋于均匀,局部电场集中问题将得到解决。通过d-FGM调控绝缘系统的电场分布,抑制局部电场集中现象,将能够显著提升绝缘系统的耐电强度和使用寿命。刀具采用功能梯度涂层能解决结高性能刀具合力的问题[14]。

图5 不同类型绝缘结构的介电常数及电场分布对比

FGM涂层与整体结构陶瓷相比,集金属强韧性、可加工性、导热导电和陶瓷材料耐高温、耐磨损、耐侵蚀于一身。而且制涂层品种多、功能广、基体材质多、制粉方法多、不受尺寸和场所限制、沉积速度快、厚度可控等优点。梯度涂层与基体间的结合是以强化学作用的键结合为主,其结合力远大于均匀陶瓷涂层与金属基体间的结合力[15]。

熔融的合金粉末到达基体表面时,产生放热反应持续数微秒,这样使涂层与基体之间形成牢固的冶金结合,冶金层厚度可达1μm左右。同时,涂层的表面粗糙,容易与其它涂层结合。产生化学结合的涂层具有较好的抗氧化性和抗腐蚀性。FGM涂层目前比较一致的看法是以机械结合为主,除此之外还有物理化学结合。

用于食品过滤的梯度316L不锈钢采用选区激光熔化成型,不同选区对应不同的扫描速率,选区间形成界面、层间平行度好、界面明显。用于吸声降噪梯度多孔铝合金采用熔渗法开孔连通性好、界面不影响声波吸收,生坯粒径梯度造成多孔铝合金的界面[16]。

为了保证拉丝机卷筒有刚度、有韧性并且耐磨, 可采用渗碳、渗氮、热喷涂硬质合金、热喷涂陶瓷等方法;为提高拉丝模的使用寿命, 可采用化学气相沉积法对拉丝模进行碳化钛、氮化钛等涂层;为了增加钢丝与橡胶的结合力, 采用热扩散镀黄铜的方法, 形成内层与钢有良好结合力、外层与橡胶有良好结合力的性能呈梯度变化的镀黄铜钢丝功能材料。

能源方面,FGM应用于燃料和太阳能电池、热电设备,表现出高的热传导率和辐射放热率,并提高材料的耐热、耐热冲击性能。在核工程方面,FGM主要用于核熔炉的内壁等原子反应堆的核心部件、等离子测量分流器,具有耐热、耐辐射、耐腐蚀等性能如梯度耐辐射材料具有良好的热应力松池。

图6 FGM在各领域中的具体应用

4 结论与展望

梯度功能材料自应用以来受到广泛关注,已制备的梯度功能材料样品的体积小、结构简单,还不具有较多的实用价值。主要发展方向是低成本、大尺寸和复杂形状、更精确控制梯度组成及工艺机理。

FGM 的出现标志着现代材料的设计思想进入了高性能新型材料的开发阶段。另外无论应用在哪个领域,都希望梯度功能材料在结构与材料方面进行更好的性能优化,能解决更多实际问题。

参考文献

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金属材料与人类社会的发展 概要: 金属是人类历史发展中最不可或缺的材料,更是人类社会进步的关键所在,本篇论文将围绕金属在人类社会中的地位,应用等方面展开。主要论述金属材料与人类社会之间的关系,回顾金属过去在人类历史中的作用,分析其在现代社会的地位,并且展望金属才来的在未来的发展前景。 正文: 从100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。至今,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。金属材料可以说是人类社会发展的全称见证者,我之所以那么说,是与他在人类社会各个转型期所起到的举足轻重的作用所分不开的。作为人类最早发现并开始加以利用的一种材料,金属可以说从方方面面影响着人类的历史发展进程。从最初把金属打造成狩猎武器到如今人类的生活已完全离不开金属,可见金属早已融入了整个人类社会,那么金属在人类社会中的过去,现在和将来又会是什么样的呢? 金属的在人类社会的过去时中扮演的角色多为一个时期的社会性质的缩影。如新石器时代,青铜器时代等等,而之所会如此为这些时代命名,归根结底,最主要的原因,便是人类在这一石器开发出了某种新的金属,而这一金属几乎决定了人类在这一时期的文明发展进程。如在战国石器,由于铁器的发明和使用,既解放了农村的大量生产力,又在投入战争使用后,大大缩短了战争的进程,从而加速了整个国家的统一,结束了乱世的局面,使得我国文明在一段动荡时期后能够继续得以正常的发展。其中,金属在武器方面的贡献主要在冷兵

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金属材料就业前景文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

金属材料就业前景 金属材料就业方向与前景 本人是材料学院的学生,我们学院下设四个专业方向,分别是:金属材料、无机非金属材料、太阳能光伏材料、高分子材料。总体来说,高分子的就业前景最好,其次是金属材料。由于光伏材料是我院第一届招生,所以他们的就业既可能是巨大的机遇,又可能是极大的风险。本人所学专业是金属材料,因此下面我将介绍一些金属材料方面的概况。 金属制品行业包括结构性金属制品制造、金属工具制造、集装箱及金属包装容器制造、不锈钢及类似日用金属制品制造等。随着社会的进步和科技的发展,金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛,也给社会创造越来越大的价值。 2009年金属制品行业的产品将越来越趋向于多元化,业界的技术水平越来越高,产品质量会稳步提高,竞争与市场将进一步合理化。加上国家对行业的进一步规范,以及相关行业优惠政策的实施,2009-2012年,金属制品行业将有巨大的发展空间。 对于金属材料工程专业的毕业生,毕业后主要职业流向有: (1) 材料工程师 (2) 工业工程技术员 (3) 工业工程师 (4) 机械工程技术员 (5) 电子工程师 主要行业流向有: (1) 金属制品业 (2) 初级金属制造业 (3) 交通运输设备制造业 (4) 电子和电器设备及零件制造业 (5) 工商业机械及计算机设备制造业 造船厂技术部做焊接,现在很缺乏焊接的人才,他们招不到焊接方向的人的话就会考虑你的,我有很多同学都去了广州和上海的造船厂去大型制造业做铸造、锻造或者热处理,比如一重、二重、钢厂和汽车制造厂还有就是去一些企业的研发中心做材料测试和研发,这样一般要求是研究生毕业。主要就是技术工作了,部门就是在生产部或者技术部做技术支持、研发部或实验室做产品研发 其实我现在发现最好的是去外资的验证公司,做资格或者质量验证的,真的很好,最主要的是看你的综合个人素质了~

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均以每年10%的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚,起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少,所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987~1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段,其特点是起点低:由于投资小,设备简陋,生产设备基本完全是国产的,经营理念落后,仍局限于小生产的模式。 1997~20XX的五年是中国磁体产业发展的第二阶段,其特点是起点远高于前一阶段:投资强度大,引进一部分国外的先进技术设备,能够按先进的工艺路线组织生产,产品质量一般属中低档。 20XX年起,中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”,即高起点、高投入、高回报:1)产品瞄准特定用途所需的高档磁体;投资规模巨大,引进整条先进生产线;2)按现代化管理的理念,组织集约式分段联营的大生产:磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备,投资显著降低,效益则大为提高;3)按资本运作的规律运营,从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线,生产高档的磁体产品。 进入21世纪,发达国家的磁体生产由于成本过高,已难以为继,世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移,中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企

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无机非金属材料的现状与前景 【摘要】无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在材料学飞速发展的今天,无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。 【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。 普通无机非金属材料的特点是:耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外,水泥在胶凝性能上,玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性,为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比,它抗断强度低、缺少延展性,属于脆性材料。与高分子材料相比,密度较大,制造工艺较复杂。

功能材料发展趋势

材料】功能材料发展趋势 功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域,所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心,对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,在全球新材料研究领域中,功能材料约占85%。随着信息社会的到来,特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为世界各国新材料领域研究发展的重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位,世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告,建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中,特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中,都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。 1、新型功能材料国外发展现状 当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等

镁基复合材料的研究发展现状与展望

——颗粒增强镁基复合材料 课程名称:金属基复合材料 学生姓名: 学号: 班级: 日期:2010/12/26

——颗粒增强镁基复合材料 摘要:镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能,是汽车制造、航空航天等领域的理想材料之一。本文综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况,镁基复合材料常用的基体合金和常用的增强相。着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能,并对它的发展趋势进行了展望。 关键词:镁基复合材料;制备方法;基体镁合金;颗粒增强体;性能 1.前言 与传统的金属材料相比,金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐高温、耐磨损耐疲劳、热膨胀系数小、化学稳定性和尺寸稳定性好等优异性能。金属基复合材料的增强体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等,其中颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点,已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向,正在向工业规模化生产和应用发展。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等,其中铝基复合材料发展最快;由于镁的密度更低(1.74 g/cm3),仅为铝的2/3,具有更高的比强度、比刚度,而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能,镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小,且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能,受到航空、航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视.自20世纪8O年代至现在,镁基复合材料已成为金属基复合材料的研究热点之一。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比,具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易近终成型、易机械加工等特点,是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料。 2.制备方法 2.1粉末冶金法 粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增颗粒均匀混合后在模具中冷压,然后在真空中将合体加热至合金两相区进行热压,最后加工成型得复合材料的方法。粉末冶金的特点:可控制增颗粒的体积分数,增强体在基体中分布均匀;制备温度较低,一般不会发生过量的界面反应。该法工艺设备较复杂,成本较高,不易制备形状复杂的零件。 2.2熔体浸渗法 包括压力浸渗、无压浸渗和负压浸渗。压力浸渗是先将增强颗粒做成预制件,加入液态镁合金后加压使熔融的镁合金浸渗到预制件中,制成复合材料采用高压浸渗,可克服增强颗粒与基体的不润湿情况,气孔、疏松等铸造缺陷也可以得到很好的弥补。无压浸渗是指熔的镁合金在惰性气体的保护下,不施加任何压力对增强颗粒预制件进行浸渗。该工艺设备简单、成本低,但预制件的制备费用较高,因此不利于大规模生产。增强颗粒与基体的润湿性是无压浸渗技术的关键。负压浸渗是通过预制件造成真空的负压环境使熔融的镁合金渗入到预制件中。由负压浸渗制备的SiC/Mg颗粒在基体中分布均匀。

金属材料的应用现状及发展趋势分析

金属材料的应用现状及发展趋势分析 在进行金属材料的应用现状及发展趋势分析之前,先简要介绍一下金属材料。金属材料是最重要的工程材料之一。按冶金工艺,金属材料可以分为铸锻材料、粉末冶金材料和金属基复合材料。铸锻材料又分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料包括钢、铸铁和各种铁合金。有色金属是指除黑色金属以外的所有金属及其合金,如铝及铝合金、铜及铜合金等。工程结构中所用的金属材料90%以上是钢铁材料,其资源丰富、生产简单、价格便宜、性能优良、用途广泛。钢有分为碳钢和合金钢,铸铁又分为灰口铸铁和白口铸铁。 一、金属材料的应用现状 金属材料的结构及其性能决定了它的应用。而金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工的性能,如铸造性、锻造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。使用性能是指材料在使用条件和使用环境下所表现出来的性能,包括力学性能(如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等)、物理性能(如熔点、密度热容、电阻率、磁性强度等)和化学性能(如耐腐蚀性、抗氧化性等)。 金属材料具有许多优良性能,是目前国名经济各行业、各部门应用最广泛的工程材料之一,特别是在车辆、机床、热能、化工、航空航天、建筑等行业各种部件和零件的制造中,发挥了不可替代的作用。 (1)、在汽车中的应用。缸体和缸盖,需具有足够的强度和刚度,良好的铸造性能和切削加工性能以及低廉的价格等,目前主要用灰铸钢和铝合金;缸套和活塞,对活塞材料的性能要求是热强性高,导热性好,耐磨性和工艺性好,目前常用铝硅合金;冲压件,采用钢板和钢带制造,主要是热轧和冷轧钢板。热轧钢板主要用于制造承受一定载荷的结构件,冷轧钢板主要用于构型复杂、受力不大的机器外壳、驾驶室、轿车车身等。还有汽车的曲轴和连杆、齿轮、螺栓和弹簧等,都按其实用需要使用的了不同的金属材料 (2)、在机床方面的应用。机床的机身、底座、液压缸、导轨、齿轮箱体、轴承座等大型零件部,以及其他如牛头刨床的滑枕、带轮、导杆、摆杆、载物台、手轮、刀架等,首选材料为灰铸铁,球磨铸铁也可选用。随着对产品外观装饰效果的日益重视,不锈钢、黄铜的

新材料产业发展现状及趋势

新材料产业发展现状及趋势 “十五”期间,在我国新材料产业发展过程中,国家给予了大力支持,初步形成了比较完整的新材料产业体系。“十五”期间发布的《国家计委关于组织实施新材料高技术产业化专项公告》,通过100多个产业化专项的实施.有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展,在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、商性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。“十一五”期间又进一步加大了支持力度。按我国目前经济发展趋势预计,新材料需求增长速度将高于经济增长速度,按10%的增长速度计算,到2010年我国新材料市场可达6500亿元。新材料产业也已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。 我国新材料产业的发展现状 当前,我国的新材料产业在国际产业布局中正处于由低级向高级发展的阶段,随着对外开放和与全球业界的广泛交流合作,我国新材料产业正呈现快速健康发展的良好状态,在一些重点、关键新材料的制备技术、工艺技术、新产品开发及节能、环保和资源综合利用等方面取得了明显成效,促进了一批新材料产业的形成与发展。 1.新一代钢铁结构材料 迄今为止,钢铁结构材料依然是国民经济各支柱产业和国防工业的重要支撑材料和应用范围最宽、使用量最大的材料,其生产和应用过程对全球资源、能源和人类生存环境有着不可忽视的影响,以去年为例: 2007年生产钢材46719.3万吨,比去年增长16.2%。同时,高技术含量、高附加值品种钢材产量大幅度增长。全年生产冷轧薄宽钢带1740.27万吨,同比增长31.8%;冷轧薄板1563.83万吨,同比增长25.2%;镀层板(带)1754.58万吨,同比增长37.9%;涂层板(带)317.21万吨,同比增长36.1%;电工钢板(带)415.57万吨。同比增长23.5%。以上5个品种钢材合计生产5791.487吨,比上年增长31.28%,高于钢材生产总量增幅8.59个百分点。全年生产不锈钢720.6万吨,比上年增加190.6万吨,增长35.96%,居世界第一位。其中,世界一流工艺装备的生产量达到70%,国内市场占有率达到75%,实现了重大的突破。全行业已基本形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新和新产品研发体系,形成了科研基础设施建设加强、科技投入增加的良好格局。全行业在高效采选技术、钢铁冶炼技术、轧钢新技术、高端产品开发、大型冶金成套装备技术集成、节能节水和废弃物综合利用新技术等方面,都取得了新的成果和进步。 2007年宝钢试制成功X120管线钢,实现电镀锌机组全面无铬化生产,年产150万吨生铁的COREX3000熔融还原工艺装置投产;鞍钢继续完善冷连轧自主集成成套工艺技术,开发成功一批具有自主知识产权的核心技术,并在相关企业投入使用;武钢新一代取向硅钢、高效电机硅钢的研发和装备技术集成,高强度桥梁钢生产技术提高;太钢建成世界一流的现代化不锈钢生产基地;攀钢转炉铁水提钒和半钢炼钢连续工业性试生产成品钒渣等均取得了工艺技术的新突破。 2007年在研发和扩大生产市场需求的短缺产品方面,船用高强度宽厚板、高强度海洋结构用钢板、高档汽车用板和汽车零部件用钢、工程机械和高层建筑用高强度厚钢板、X80以上高等级管线钢板、百米在线热处理钢轨和时速350公里高速铁路钢轨、高速动车组用钢、高端压

材料科学基础报告 金属材料的发展与展望

金属材料的发展和展望 一、金属材料的发展过程 材料的发展史就是人类社会的发展史,经历了石器、陶器、青铜器、铁器时代。我们正处于多元材料时代,材料、能源、信息是现代社会的三大支柱。金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。金属材料一直扮演着重要的角色,例如陆、海、空、各类运输工具,桥梁、建筑、机械工具,国防重工业等。 金属材料发展的四个阶段:由公元前4300年用金、铜、铁铸造锻打制作出大马士革刀、日本武士剑等原始钢铁到十九世纪铁桥铁路的修筑建立学科基础,又由十九世纪中金属学、金相学发展到合金相图、位错理论等微观组织理论的发展。微观理论的深入研究有原子扩散、马氏体相变、位错滑移,原子显微镜、电子显微镜等新仪器的产生又为进一步研究微观组织提供了可能性,随之产生了表面和界面科学。 材料科学研究了材料的核心关系,即结构和性能的关系,制造工艺决定了材料的结构,结构又决定了材料的性能,性能决定了它的用途。材料科学和技术进入世界科技发展优先领域的第五位。在面临环境保护、节约能源的情况下,新材料便应运而生。 现代金属材料有铝镁合金等先进结构材料、钛铝合金等高温合金材料、复合材料、超导材料、能源材料、智能材料、磁性材料、纳米材料等。材料力学性能有强度、弹性、塑性、硬度等,物理性能有电学、磁学、热学、光学性质等。对材料的研究方向正由力学性能慢慢向物性转变。金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性,耐热、耐寒。可铸造、锻造、冲压和焊接,还有良好的导电性、导热性和铁磁性,因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。 二、金属材料的现状 金属材料作为人类推动社会发展的重要载体之一,作为原料在人类的生产生活中已经被广泛应用,金属材料作为原料具有以下等特征,金属材料本身具备高弹性的模量,金属材料具有高强度的韧性,金属材料的强度硬度是其他同类原料所无法比拟的,在当代金属材料科学的不断成长下金属材料在所有材料的范畴中占据了非常非常重要的位置,在现实中,最常见的金属材料应用的领域有航天航空以及建筑工程等行业。 金属材料机械制造业、建筑业、电子信息等领域都有很大的市场和优势。 汽车的制造上有了高强度钢来制造外形,强度高且质量小的镁合金做发动机、变速箱传动机构等;高强度钢是具有很好的强度和韧性的钢种,在吸能性、应变分布能力和应变硬化特性上远远好于传统钢。与铝、镁这类金属材料相比,具有很好的经济性能,会为企业节省大量的制造成本。由于其有良好的强度和韧性等金属特性,因此被广泛的应用在保险杠、车门槛、车门防撞梁等零件上,它的使用既增加了汽车的安全性,又降低了车身自重。而为了适应轻质材料发展趋势,我们要不断的借鉴国外的先进技术,并结合自身发展需求特点,进行高强度钢的研发。 在建筑领域中,每一次新型金属材料、新型工程技术的出现,都将推动着建筑技术的革新,并对建筑师进行建筑创作,表达建筑美学产生巨大影响。金属材料以其优越的材料性能和独特的视觉效果,已经从建筑中最初的栏杆、扶手等局部装饰构件、建筑内部结构框架,逐渐走向建筑表皮,并决定着建筑所呈现的整体形象,表达着建筑美的意境。如今,金属材料在建筑表皮中扮演着重要角色,对应用金属材料进行建筑表皮的创作与研究,已成为材料科学、建筑学、美学等众多学科争相探索的一个重要课题。

功能梯度材料分层法研究

功能梯度材料分层法研究 摘要 功能梯度材料具有随空间位置呈梯度变化的材料属性,这一性能引起了材料科学家和工程师研究的兴趣。基于分层法,将功能梯度材料平面结构划分成若干层,每层的材料参数按函数形式变化。在此分层模型基础上得到同一层的材料参数为常数,然后各层按照常规的有限元方法进行网格划分,建立有限元模型进行功能梯度材料平面结构的力学分析。通过设计组分材料弹性模量的三种工况,讨论了弹性模量梯度系数对有限元计算结果的影响,有一定的误差。 于是引入线性分层法,该模型基于任意一条连续曲线可用一系列的分片连续直线段来逼近的事实,将梯度材料层分成若干子层,在各子层界面处材料参数连续并且等于实际值。将此模型应用于实际问题推导,我们发现与指数模型结果吻合的很好。 关键词:功能梯度材料;分层法;梯度系数;线性分层法 1 FGM研究背景 FGM概念是在1984年前后,由在日本仙台地区的二位材料科学家,日本航天技术研究所的新野正之博士、东北大学的平井敏雄教授和渡边龙三教授首先提出的。当初提出FGM概念的目的是为了解决在设计制造新一代航天飞机的热保护系统中出现的许多问题。据估计,航天飞机工作时,机体外部有些部位最高温度将达1800℃,因此对航天飞机表面的材料要求是要能耐高达1800℃的温度和1600℃的温度落差。已知的工业材料没有能忍受如此苛刻的热机负载的,能用于这种环境条件的材料必须具备以下三个特征:材料的高温表面层能耐热和抗氧化,低温侧具有力学韧性及整个材料中能有效地缓和热应力。面对这种材料要求,FGM这一新概念被提了出来。 这种新材料的高温侧是能耐热的陶瓷,低温侧是具有高热导率的韧性金属,并具有从陶瓷到金属的梯度成分变化。这种FGM的特征其热膨胀系数可以通过控制两个表面之间的成分、微结构、微孔的比率来加以调节。FGM概念一提出就受到日本和世界材料界的高度重视。日本科技厅授予此概念的发明者特别奖。FGM也被列入各种国际国内会议的报告范围。 1.1 FGM定义及原理

梯度功能材料讲稿

梯度功能材料 一、引言 许多结构件会遇到各种服役条件,因此,要求材料的性能应随构件中的位置而不同。例如,民用或军用刀具都只需其刃部坚硬,其它部位需要具有高强度和韧性;一个齿轮轮体必须有好的韧性,而其表面则必须坚硬和耐磨;涡轮叶片的主体必须高强度、高韧性和抗蠕变,而它的外表面必须耐热和抗氧化。诸如此类,可以发现现在应用的许多材料都是属于这个范畴。众所周知,构件中材料成分和性能的突然变化常常会导致明显的局部应力集中,无论该应力是内部的还是外加的。但人们同样知道,如果从一种材料过渡到另一种材料是逐步进行的,这些应力集中就会大大地降低。为了减少材料的应力集中,提高材料的性能,人们发展了一种新型的功能梯度材料(Functionaily Gradient Materials,简称FGM)。虽然FGM 产生的时间不长,但很快引起世界各国科学家的极大兴趣和关注。日本、美国、德国、俄罗斯、英国、法国、瑞士等许多国家相继开展FGM的研究。其应用已扩展到宇航.核能源、电工材料、光学工程、化学工业、生物医学工程等各个领域中。 二、梯度功能材料的发展 梯度功能材料(FGM)是一种集各种组分(如金属、陶瓷、纤维、聚合物等)一体的新型材料,其结构、物性参数和物理、化学、生物等单一或综合性能都呈连续变化,以适应不同环境,实现某一特殊功能。 梯度功能材料其实早就出现在自然界中。神奇的大自然早制造出多种梯度材料。例如,竹子是一种典型的梯度功能材料,人类和动物身体中的骨骼也是一种梯度材料,其特点是结构中的最强单元承受最高的应力。但是,在生命体中的梯度结构与人造梯度结构之间存在很大的差异。有生命的“FGMs”也是“有智能的”,它们能够感受所处环境的变化(包括局部的应力集中),产生相应的结构修改,而人造梯度材料至少在目前还缺乏这种功能。 人造梯度功能材料并不是新的事物,只不过人们没有意识到而已。人类制造的钢制器件实质就是一种功能梯度材料。1900年,美国的伍德用明胶作成了光折射率沿径向连续变化的圆柱棒,称之为梯度折射材料。由于制作工艺没有解决,未能得到实际应用,没有引起人们的注意。1969年,日本板玻璃公司的北野等人用离子交换工艺制成玻璃梯度折射棒材和光纤,达到了实用水平,梯度折射率材料的研究才迅速发展起来,研究的国家也从美国和日本扩展到二十几个国家。 1972年,Bever和Duwez提出了功能梯度这个概念。功能梯度材料作为一个规范化正式概念于1984由日本国力宇航实验室提出。由于航天飞机中,燃烧室内外表面的温差达到1000K以上,普通的金属材料难以满足这种苛刻的使用环境。一系列政府报告论述了日本在以太空飞机为重点的航天研究中所预计的材料需求,结论是鉴于对高温结构件的许多严格要求,需要在结构中仔细地引入成分和微观结构梯度,不但能最全面地利用已有材料去生产所需要的构件,还能避免由于外加应力或温度变化而在不同材料的锐利界面上引起的应力和(或)应变集中。1987年,日本平井敏雄、新野正之和渡边龙三人提出使金属和陶瓷复合材料的组分、结构和性能呈连续性变化的热防护梯度功能材料的概念。同年,日本科技厅制定了有关FGMs的一项庞大计划,主要研究一边处于冷却而另一边处于炙热环境下的部件的特殊要求。1990

金属的材料地地的应用现状与发展趋势

金属材料的发展现状与前景 摘要:金属是人们日常生活生产中最不可或缺的材料,更是人类社会进步的关键所在,本篇论文主要论述金属材料的种类、性能及在社会发展中的重要应用,并且展望金属材料在未的发展前景。 关键词:金属材料、镁合金、铝合金、稀土、汽车 引言 金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始: 一、分类: 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 1、黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。

3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。 4、金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属、喷射成形金属,以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型,主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型,其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。 二、性能 金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。 材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 三、应用现状: 金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步,传统的金属材料得到了迅速发展,新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料,已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用,并产生了巨大的经济效益。 1、镁及镁合金

梯度功能材料

题目:梯度功能材料 报告人: 朱景川教授 时间:2006年5月13日 8:30-11:30 近年来,材料科学获得了突飞猛进的发展。究其原因,一方面是因为各个学科的交叉渗透,引入了新理论方法及实验技术;另一方面是因为实际应用的迫切需要而对材料提出了新的要求。功能梯度材料(functionally gradient material ,FGM) 即是这方面一个很好的事例。它是近年来在材料科学中涌现出的研究热点之一。下面综述了这方面的研究现状,同时对其将来可能的发展趋势进行了讨论。 梯度功能材料是一种新型的功能复合材料它的两侧由不同性能的材料组成中间部分的组成和结构连续地呈梯度变化从而使材料的性质和功能也沿厚度方向呈梯度变化克服了不同材料结合的性能不匹配因素使两种材料的优势都得到充分发挥。 1 功能梯度材料的设计 复合材料已在工程中得到广泛应用,然而传统的复合材料,由于由两种或以上的不同均匀材料结合在一起而存在明显的界面,因此材料的物性参数如弹性模量、热膨胀系数在该处不匹配,从而使得界面容易成为失效的源泉,界面设计也就成为复合材料设计的重要课题。另一方面随着现代科学技术的进步,超音速航天飞机、超音速民用交通、现代航天飞行器以及下一代电力系统装置都对材料的设计与应用提出了新的要求。例如航天飞机的发展就面临许多技术问题,特别在先进隔热材料方面,通常使用的陶瓷复合材料弥散强化陶瓷,已经无法承受由于航天飞行环境中极端的温度梯度引起的高热应力。 FGM 的设计一般采用逆设计系统即根据使用条件和性能要求对材料的组成和结构的梯度分布进行设计。以热应力缓和型耐热材料为例根据指定的材料结构、形状及受热环境得出热力学边界条件从已有材料合成及性能的知识库中选择有可能合成的材料组合体系及制备方法再用热弹性理论及计算数学方法对选定材料体系组成的梯度分布函数进行温度分布模拟和热应力模拟寻求达到最大功能的组成分布指数。 为了解决这类问题,日本材料学家新野正之(MasyuhiNINO) 、平井敏雄( ToshioHIRA)和渡边龙三(RyuzoWATANBE)等在20世纪80年代中后期提出了功能梯度材料的概念。功能梯度材料的研究开发最早始于1987年日本科学技术厅的一项“关于开发缓和热应力的功能梯度材料的基础技术研究”计划。所谓功能梯度材料是根据使用要求,选择使用两种不同性能的材料,采用先进的材料复合技术,使中间的组成和结构连续呈梯度变化,内部不存在明显的界面,从而使材料的性质和功能沿厚度方向也呈梯度变化的一种新型复合材料。也就是材料组分在一定的空间方向上连续变化的一种复合材料。由于功能梯度材料的这种特点,因此它能有效地克服传统复合材料的不足。

功能材料及其发展趋势

材料】功能材料发展趋势??功能材料发展趋势??功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域,所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。? 功能材料是新材料领域的核心,对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,在全球新材料研究领域中,功能材料约占85 % 。随着信息社会的到来,特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为世界各国新材料领域研究发展的重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。??鉴于功能材料的重要地位,世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告,建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中,特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中,都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。? 1、新型功能材料国外发展现状??当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中,发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。 超导材料以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化,在核磁共振人体成像(NMRI)、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用;SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用,其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是,由于常规低温超导体的临界温度太低,必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用,因而严重地限制了低温超导应用的发展。? 高温氧化物超导体的出现,突破了温度壁垒,把超导应用温度从液氦(4.2K)提高到液氮(77K)温区。同液氦相比,液氮是一种非常经济的冷媒,并且具有较高的热容量,给工程应用带来了极大的方便。另外,高温超导体都具有相当高的上临界场[Hc2 (4K)>50T],能够用来产生20T以上的强磁场,这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性Tc、Hc2所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力,吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备,对高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系,在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题,这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段,如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体,其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展。

金属材料专业就业前景

金属材料专业就业前景 金属材料工程专业工资待遇 截止到12月24日318536位金属材料工程专业毕业生的平均薪资为5016元其中应届毕业生工资3551元02年工资4252元10年以上工资1000元35年工资5340元67年工资6817元810年工资7688元金属材料工程专业招聘要求 针对金属材料工程专业招聘企业给出的工资面议最多占比100%;不限工作经验要求的最多占比93%;不限学历要求的最多占比73% 金属材料工程专业就业方向 金属材料工程专业学生毕业后可在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作 金属材料工程专业就业岗位 销售工程师、焊接工程师、机械工程师、焊工、工艺工程师、模具工程师、结构工程师、材料工程师、销售经理、技术员、热处理工程师、电焊工等 金属材料工程专业就业地区排名 金属材料工程专业就业岗位最多的地区是上海薪酬最高的地区是盐城 就业岗位比较多的城市有:上海[666个]、北京[361个]、广州[276个]、深圳[240个]、武汉[187个]、东莞[184个]、南京[165个]、苏州[163个]、佛山[151个]、天津[150个]等

就业薪酬比较高的城市有:盐城[12499元]、北京[6547元]、惠州[6527元]、上海[6269元]、南通[5953元]、厦门[5367元]、广州[5232元]、深圳[5155元]、佛山[5147元]、温州[5049元]、杭州[5027元]等 金属材料工程专业在同类专业排名 金属材料工程专业在专业学科中属于工学类中的材料类其中材料类共17个专业金属材料工程专业在材料类专业中排名第4在整个工学大类中排名第29位 在材料类专业中就业前景比较好的专业有:材料成型及控制工程宝石及材料工艺学工业设计金属材料工程冶金工程焊接技术与工程高分子材料与工程机械设计制造及其自动化过程装备与控制工程等

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