非金屬材料的案例
關于非金屬材料放氣對砷化鎵電池的影響分析
太空中，對砷化鎵電池產生污染的污染源主要有：航天器用非金屬材料放氣;姿控發動機的噴射;空間環境的影響。其中，非金屬材料放氣是污染源的重要組成部分。航天器真空熱試驗中污染監測試驗的結果表明，非金屬材料放氣釋放的有機分子主要為鄰苯二甲酸酯類和硅氧烷類。
文中以非金屬材料灰皮電纜放氣產物鄰苯二甲酸酯類為例，分析其對砷化鎵電池的性能影響，從而為太陽電池的污染防護提供依據和支持。
1 試驗
非金屬材料放氣對砷化鎵電池性能影響試驗包括兩部分：砷化鎵電池性能與透過率關系試驗和污染物沉積量與透過率關系試驗。通過這兩組試驗，得到污染物沉積量與太陽電池功率損失之間的關系。
1.1 材料及設備
試驗用品包括砷化鎵電池、石英光學試片和非金屬材料等。砷化鎵電池尺寸為3 cm×4 cm，短路電流為210 mA，石英光學試片尺寸為80 mm×80 mm×1 mm。非金屬材料為航天器常用灰皮電纜，其放氣產物為鄰苯二甲酸酯類，無色透明液體。
砷化鎵電池的性能測試采用太陽模擬器和數字萬用表，測試其短路電流。
用U-3900H 紫外可見分光光度計測試石英光學試片的光學透過率，其波長范圍為190～900 nm，光譜帶寬為0.2～4.0 nm。采用石英晶體微量天平測量非金屬材料的放氣沉積量，其諧振頻率為20 MHz，污染量測試精度為1.1×10-9 g/cm2，污染量測試范圍為0～1.1×10-5 g/cm2。
1.2 試驗方案
1)砷化鎵電池性能與透過率關系試驗。分別將1，2，5 塊光學試片放置在太陽電池片上，進行模擬光照下的短路電流測試，從而得到砷化鎵電池功率損失與透過率影響之間的關系。測試過程中，將太陽電池片正對太陽模擬器光源，使光線垂直入射，按照砷化鎵電池短路電流測試電路示意圖進行測試。
展開 汽車非金屬材料機械性能測試內容有哪些？
在汽車工業中，非金屬材料的廣泛應用為汽車輕量化、功能多樣化發展提供了可能。而機械性能作為決定非金屬材料能否在汽車上可靠使用的關鍵因素，直接影響汽車的安全性、耐久性與舒適性。例如，車身結構件的機械性能若不達標，在碰撞時無法有效吸收能量，會嚴重威脅駕乘人員安全；內飾部件機械性能不佳，可能導致過早損壞，影響用戶體驗。
慧通測控汽車非金屬材料機械性能測試
1、拉伸性能測試
拉伸性能測試用于測定材料在拉伸載荷作用下的力學性能，包括拉伸強度、斷裂伸長率、彈性模量等指標。拉伸強度是材料在拉伸過程中所能承受的最大應力，斷裂伸長率表示材料斷裂時的伸長量與原始長度的百分比，彈性模量則反映材料抵抗彈性變形的能力。對于汽車非金屬材料，如用于制造車身結構件的復合材料、汽車座椅的骨架材料等，良好的拉伸性能是確保汽車安全性和可靠性的關鍵。測試時，將材料制成標準試樣，在拉伸試驗機上以恒定速率施加拉伸載荷，記錄試樣在拉伸過程中的力 - 位移曲線，通過數據分析計算出各項拉伸性能指標。
2、彎曲性能測試
彎曲性能測試主要評估材料在彎曲載荷作用下的性能，包括彎曲強度、彎曲模量等。彎曲強度是材料在彎曲過程中所能承受的最大彎曲應力，彎曲模量反映材料在彎曲時的剛度。汽車的一些零部件，如保險杠、車門內飾板等，在受到外力沖擊時會發生彎曲變形，因此需要具備良好的彎曲性能。測試方法通常有三點彎曲和四點彎曲兩種，將試樣放置在彎曲試驗裝置上，在跨距中點或兩個加載點施加集中載荷，記錄彎曲過程中的力 - 位移曲線，從而計算出彎曲性能指標。
3、沖擊性能測試
沖擊性能測試用于衡量材料在高速沖擊載荷下抵抗破壞的能力。汽車在行駛過程中，零部件可能會受到來自路面石子、異物等的沖擊，因此材料的沖擊性能至關重要。常見的沖擊測試方法有懸臂梁沖擊測試和簡支梁沖擊測試。
展開 基于LS-DYNA非金屬材料培訓（英語）
基于LS-DYNA非金屬材料培訓（英語）
尊敬的LS-DYNA客戶：
為幫助廣大用戶學習使用LS-DYNA的非金屬材料模型（泡沫、橡膠、高分子材料）解決工程問題，上海仿坤軟件科技有限公司將于2019年7月29～31日舉辦LS-DYNA非金屬材料培訓培訓。
一、培訓時間、地點、培訓人數、及培訓方式
1) 培訓地點：上海（具體地址待定）
2) 培訓人數：學員人數為 20～30 人。 為保證培訓質量，學員人數不超過30 人。以培訓匯款收到時間為先后順序。
3) 培訓方式：封閉式，遠程在線授課、在線提問回答、互動研討。
4）培訓語言：英語
5) 培訓時間：2019年7月29~7月31日。
展開 光纖應變傳感器用于測量金屬和非金屬復合材料應力應變
管道、儲罐等結構材料在遭受風載荷、地震、滑坡、泥石流等地質災害下會發生大變形或者斷裂破壞，需要借助數值有限單元法對破壞過程進行三維建模、情景還原以及溯源分析，此時要獲取準確有效的結果，金屬材料全程的真應力-真應變是最為基礎和重要的輸入數據。下面工采網小編和大家一起看看如何測量金屬和非金屬復合材料應力應變。
金屬材料測量裝置主要用于各種金屬、非金屬及復合材料進行力學性能指標的測試，精密的自動控制和數據采集系統，實現了數據采集和控制過程的全數字化調整，在拉伸試驗中，檢測材料的最大承載拉力、抗拉強度、伸長變形、延伸率等技術指標；一般在對金屬材料進行應力應變性能測量的過程中，在夾持時金屬材料受力頂部兩側不平衡，使得夾持效果不好，在測量過程中容易移動，導致測量的準確性較差。為了測量的準確性工采網推薦加拿大FISO 光纖應變傳感器 - FOS-N用于金屬和非金屬復合材料應力應變測量。
基于公認的Fabry-Perot干涉技術，FISO的光纖應變傳感器是進行高性能應變測量的好的選擇。FOS-N所基于的產品技術和配套的兼容監控系統，使用戶能在長距離且不影響讀數可靠性的前提下測量應變。它是復合材料工程研究和工業應用，如建筑物、橋梁、隧道襯砌、支承結構、船舶和電源變壓器等結構健康監控的理想產品。具備尺寸小、精度高、不受EMI/RFI干擾、耐腐蝕和耐高溫的特點。
此外FOS-N應變傳感器對任何即將使用的纖維的拉伸和處理都不敏感，若將傳感器嵌入復合材料中，則上述特點可以成為非常有利的優點。可在惡劣的化學環境下正常工作，同時它的結構堅固，使用靈活性高，能夠滿足當前高性能復合材料研究和土建結構監控的要求。
展開 
電機轉子薄板的先進材料-非晶態金屬：過去，現在和未來
傳統的鐵基軟磁材料用于電機的疊片已有100多年的歷史了，這樣的材料提供了出色的可制造性和出色的磁性能，當設計效率較高的電機時，其損耗卻比理想情況要多。對更高電機效率的需求促使人們研究性能更好的層壓材料。例如鎳鐵和鈷鐵，這些材料通常很昂貴，非晶鐵和納米晶鐵材料具有較高的磁性能和合理的成本，但這些材料以“澆鑄”形式才能產生成本效益，但要制造成傳統的電機結構卻具有挑戰性，目前它們僅能以薄（25微米）薄帶形式獲得，并且具有很高的硬度。
非晶態金屬
始于1960年代，研究人員研制了金屬合金時，以極快的冷卻速度鑄造它們，從而抑制了正常金屬晶體的形成。通過在冷凍的旋轉鼓上澆鑄非常薄的帶狀材料條來實現，冷卻速率在每秒一百萬度的范圍內。還有許多獨特磁性能的非晶態金屬存在，但商業重點是鐵硼硅（FeBSi），最常用的配方是鐵含量為85％至95％，硼含量為5％至5％，硅含量為5％至10％。
非晶態金屬不包含任何昂貴的元素，可以通過連續鑄造工藝高速生產，成本對于大批量應用非常合理。磁性非晶態金屬的主要用途是在配電變壓器中，變壓器的這一應用范圍證明了非晶態材料的低損耗的顯著性能。
非晶態金屬材料特性
非晶態金屬材料對磁性應用極具吸引力的三個特性是：極高的滲透性， 方形磁滯回線以及 材料表面上的氧化層可提供電絕緣。絕緣層與這種薄材料的組合產生非常低的渦流損耗特性，且能在高頻下工作。損耗約為電工鋼的十分之一，如此低的鐵損使這種材料特別具有吸引力。
近年來，電機設計首先通過減少轉子中的損耗，其次通過使用更好的繞線技術來減少銅損，電機變得更加高效。因此，剩余的定子鐵損已占現代高效電動機中總剩余損的很大百分比，這意味著減少鐵損現在是進一步提高電動機電效率的最大機會。
展開 Greene Tweed獲得Nadcap非金屬材料測試認證
Greene Tweed的中央工程材料測試實驗室完成了對復合材料非金屬材料測試（NMMT）的最終Nadcap認證審核。
為了支持航空航天的戰略計劃，Greene Tweed成為少數幾家獲得此認證的航空航天公司之一，作為我們材料測試能力的驗證和我們作為復合材料解決方案提供商的地位。為了達到這一標準，Greene Tweed的CE實驗室完成了針對特殊過程控制，測試完成和驗證的最高標準的全面審核。
這種內部認證增加了Greene Tweed對新產品開發要求的響應能力，同時擴展了生產材料和客戶產品認證能力。它還增強了Greene Tweed的能力，以滿足新飛機中復合材料部件日益增長的需求。
CE材料實驗室主管Christine Fuller說：“Greene Tweed CE團隊的持續努力，才能和奉獻精神使這種先進的測試能力成為現實。”這一新的Nadcap認證證明了CE團隊對變化的適應能力市場要求，以及對質量的持續關注。“
Nadcap NMMT項目負責人Jeff Sweinhart表示，“此認證將Greene Tweed添加到航空航天行業供應商的獨家名單中，這些供應商已獲得此級別的測試認可。這一成就證明了CE在實驗室操作，能力和數據輸出方面對質量和準確性的持續承諾。“
Nadcap（國家航空航天和國防承包商認證計劃）是一項針對航空航天工程，國防和相關行業的全球合作認證計劃。Nadcap計劃由績效評估研究所（PRI）管理，由SAE International于1990年建立。
高透明水晶樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 Greene Tweed獲得Nadcap非金屬材料測試認證
Greene Tweed的中央工程材料測試實驗室完成了對復合材料非金屬材料測試（NMMT）的最終Nadcap認證審核。
為了支持航空航天的戰略計劃，Greene Tweed成為少數幾家獲得此認證的航空航天公司之一，作為我們材料測試能力的驗證和我們作為復合材料解決方案提供商的地位。為了達到這一標準，Greene Tweed的CE實驗室完成了針對特殊過程控制，測試完成和驗證的最高標準的全面審核。
這種內部認證增加了Greene Tweed對新產品開發要求的響應能力，同時擴展了生產材料和客戶產品認證能力。它還增強了Greene Tweed的能力，以滿足新飛機中復合材料部件日益增長的需求。
CE材料實驗室主管Christine Fuller說：“Greene Tweed CE團隊的持續努力，才能和奉獻精神使這種先進的測試能力成為現實。”這一新的Nadcap認證證明了CE團隊對變化的適應能力市場要求，以及對質量的持續關注。“
Nadcap NMMT項目負責人Jeff Sweinhart表示，“此認證將Greene Tweed添加到航空航天行業供應商的獨家名單中，這些供應商已獲得此級別的測試認可。這一成就證明了CE在實驗室操作，能力和數據輸出方面對質量和準確性的持續承諾。“
Nadcap（國家航空航天和國防承包商認證計劃）是一項針對航空航天工程，國防和相關行業的全球合作認證計劃。Nadcap計劃由績效評估研究所（PRI）管理，由SAE International于1990年建立。
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展開 非金屬復合材料成型仿真交流
大家好，我目前在做非金屬復合材料成型方面的仿真，主要涉及的軟件包括（PAM-COMPOSITE，ABAQUS，Moldex3D等），希望感興趣的同學加入這個群
921536817，大家共同交流。
怎么選擇用于沖壓加工的金屬材料
金屬沖壓加工多為冷沖壓加工，是建立在金屬塑性變形的基礎上，它是利用安裝在壓力機上的模具對材料進行加工，使其產生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的一種壓力加工方法。
常用金屬沖壓材料以板材各帶料為主。冷沖壓工藝適用于多種金屬材料及非金屬材料。金屬材料包括鋼、銅、鋁、鎂、鎳、鈦、各種貴重金屬及各種合金。沖壓件生產廠家可根據不同的產品形狀和結構來選擇沖壓金屬材料。
A.用于沖裁的材料應具有足夠的塑性、較低的硬度，這樣能提高沖裁斷面質量及尺寸精度要求。其中軟料（如黃銅）的沖裁性能良好；硬料（如不銹鋼、高碳鋼）的沖裁斷面質量較差，在沖裁時容易產生撕裂等現象。
B.用于彎曲的材料應具有足夠的塑性、較低的屈服強度、較高的彈性模量。其塑性好的材料不易彎裂，屈服強度較低、彈性模量較高的材料回彈較小。
C.用于拉深的材料，應具有較好的塑性、較低的屈服強度和硬度，較大的板厚方向性系數。其中硬度較高的材料難以拉深成形；屈強比小或板厚方向性系數大的材料，容易拉深成形
D.材料的厚度公差應滿足一定的要求.如果料厚超差，不僅直接影響產品的沖壓質量和模具壽命，甚至還會產生廢品或破壞模具。
E.材料表面應平整光潔，無劃痕、擦傷等缺限，以免影響產品的外觀質量，也便于沖壓加工及焊接、噴涂等后續加工。
展開 金屬材料與非金屬成型比較
培養具備金屬、塑料等材料的產品、工藝與模具方面的知識，能運用計算機技術進行產品、工藝與模具的設計、運用數控加工技術進行成型模具的制造，能從事產品及模具的試驗研究、生產管理、經營銷售等方面的高級工程技術人才。
主要課程：金屬成形工藝及模具、五金模具塑料成型工藝及模具、塑料制品裝潢與設計、模具材料及熱處理、模具制造技術、數控加工、產品造型設計、模具計算機輔助設計（CAD）、模具計算機輔助制造（CAM）、成型過程計算機輔助分析（CAE）、成型設備及計算機控制、創新設計、模具市場營銷、模具生產管理等。
就業方向：可在各行業從事與材料加工工程有關的金屬與塑料產品、工藝、模具的計算機輔助設計，計算機輔助制造、數控加工，試驗開發、質檢分析、管理營銷、教育科研等工作。
展開 具備粘結劑噴射技術成型潛力的金屬和非金屬材料超過40種
金屬粘結劑噴射技術對材料、粘結劑以及打印工藝（包括粘結劑的噴射量、粉末中的壓力分布、沉積時間等）、燒結制度、零件設計等有著重要的依賴關系，對用于粘結劑噴射3D打印的新材料進行認定是一項復雜的工作，它涉及上述多種因素的相互匹配。本期，3D打印技術參考主要介紹該領域的材料情況，文章歸屬《粘結劑噴射金屬3D打印專題二》。
至目前，可用于粘結劑噴射成型的金屬材料遠遠不及其他金屬3D打印技術，但前者基于在低成本、批量化制造方面的巨大優勢，獲得了極大關注。HP和Desktop Metal等公司在前幾年備受關注，但截至目前，這兩家公司最初宣傳的高量產解決方案都還未上市，Desktop Metal則是在去年推出了一款中量產的中間版本。
Desktop Metal Shop System
在該技術領域，目前已商業化的打印機品牌還屬Exone以及Digital Metal，前者當屬該領域的領導者。Exone金屬打印機既可成型金屬材料，也可成型陶瓷和復合材料。此前，該公司推出的官方認證材料僅有6種，在過去幾個月中Exone對其客戶打印的材料進行了嚴格評估，新認定14種可打印材料，包括6種金屬合金、6種陶瓷和2種陶瓷-金屬復合材料。加之該公司同期開發的M2工具鋼達到最高合格狀態，其可成型材料總量達到21種。
目前已確定的可用于粘結劑噴射技術的金屬材料種類較少，主要是因為嚴格的企業標準。而實際上用戶所打印的材料要遠多于官方給出的材料種類。在應用終端，只要材料性能達到客戶要求即可稱之為合格，它適用于特定的應用，但可能并不滿足廣泛的商業要求。
展開 
通宵整理的非金屬材料的性能指標術語，值得收藏！
79耐油性(Oil resistance)
材料抵抗油類引起的溶脹、溶解、開裂、變形或物理性能降低的能力。
80耐溶劑性(Solvent resistance)
抵抗溶劑引起的溶脹、溶解、龜裂或形變的能力。
81耐化學性(Chemical resistance)
耐酸、堿、鹽、溶劑和其他化學物質的能力。
82耐水性(Water resistance)
材料經水或濕氣作用后仍能保持其物理化學性質的能力。
83耐燃性(Flame resistance)
材料接觸火焰時，抵制燃燒或離開火焰時阻礙繼續燃燒的能力。
84耐候性(Weatherability)
材料曝露在日光、冷熱、風雨等氣候條件下的耐受性。
85耐久性(Permanence)
耐久性亦稱穩定性和使用壽命。即是在外力的環境因素的共同作用下，長期保持其性能的能力。
86老化(Aging)
在加工、貯存和使用過程中，由于受到外界因素(熱、光、氧、水、射線、機械力和化學介質等)的作用，發生一系列物理或化學變化，使高分子材料交聯變脆、裂解發粘、變色龜裂、粗糙起泡、表面粉化、分層剝落、性能逐漸變壞，以至喪失力學性能不能使用，這種變化的現象叫老化。
87半數致死量(Lethal dose)
半數致死量是衡量毒害品毒性大小的一個重要數據。
展開 非金屬材料的高、低周壽命評估，受哪些因素影響？
材料在變動的應力或應變重復作用下發生破壞，稱為疲勞破壞或疲勞失效。疲勞破壞是材料最常見的失效方式，約占機件總失效方式的50%-90%。疲勞裂紋是由反復施加的載荷引起的，若施加的載荷太小，則不會導致失效。疲勞裂紋通常從部件表面開始，這是裂紋萌生。然后，裂紋可能沿垂直于正應力的方向擴展。這是裂紋擴展。最后部件可能會斷裂。
下圖展示了疲勞斷裂的三個階段：
圖1 疲勞斷裂的三個階段
機件疲勞失效前的工作時間稱為疲勞壽命。疲勞斷裂與靜態作用下的斷裂有所不同，無論何種材料，疲勞斷裂都是突然發生的，事先并無明顯的塑性變形，因此很難事先察覺，具有極大的危險性。所以對材料疲勞壽命的研究就變得尤為重要。
現有疲勞測試標準中大部分都是關于金屬疲勞試驗的標準，針對塑料疲勞測試的標準很少，所以很多金屬的試驗方法步驟被用于塑料試驗，但是使用時必須小心，因為金屬是低阻尼、高熱傳導的材料，而塑料是粘彈性、低熱傳導的材料。
據文獻報道，在測試過程中加載頻率，應變速率，應力比，波形等是影響疲勞壽命的主要因素。對于塑料而言，加載頻率對于疲勞壽命的影響至關重要，過高會影響試驗結果，過低則明顯地使試驗周期延長，因此國高材分析測試中心，對加載頻率與疲勞壽命的影響規律展開了研究。
展開 【研討會報名】沖擊碰撞仿真中金屬材料的非線性模型選擇和對標
仿真通常是為了解決問題，無論是減重、減成本，還是提高安全性、解決失效性問題，都需要基于高精度的仿真結果，而高精度的仿真結果很大程度上取決于準確的材料定義。
此外，工業應用中的材料種類繁多，僅僅是金屬材料，由于生產成型等工藝不同會體現出差異很大的力學屬性，選擇恰當的材料模型是仿真中的重要問題。
除了材料模型選擇，如何獲取材料參數？
該做哪些實驗？
如何處理實驗數據？
如何進行材料參數對標？
如果您對這些關鍵問題感興趣，Altair誠邀您參加“沖擊碰撞仿真中金屬材料的非線性模型選擇和對標系列研討會”，資深工程師將從金屬材料和失效入手，通過眾多示例一步一步詳細講解如何處理數據和對標流程。希望能授人以漁，對您的實際應用有所幫助。
沖擊碰撞仿真中金屬材料的
非線性模型選擇和對標系列研討會
面向人群
▇ 面向人群：汽車、家電領域相關從業者
▇ 聚焦領域及問題：
汽車領域：大部分用戶都已經了解如何做材料拉伸數據，也已經完成數據積累。然而新法規要求更多材料失效數據，帶來新的挑戰。
聚焦問題：如何低成本獲得比較準確的失效數據是所有客戶最關心的問題。
家電領域：目前尚未形成材料數據積累，而且使用的材料多樣，金屬材料牌號少（基本是低碳鋼）。
聚焦問題：如何快速獲得能用的材料數據是家電領域的關鍵問題。
展開 CO2激光與光纖激光切割工藝及成本分析
CO2激光切割除可用于切割碳鋼、不銹鋼、鋁合金等材料外，還可以切割半導體材料、非金屬材料和復合材料，其切割應用范圍更廣。光纖激光切割除可用于切割碳鋼、不銹鋼、鋁合金等材料外，還可以切割CO2激光無法切割的銅材，但不能切割非金屬材料。就切割成本而言，光纖激光切割機相對于CO2激光切割機來說要便宜得多。
綜上所述，CO2激光切割與光纖激光切割的工藝選擇問題上建議如下：
（1）對于4mm及以下的材料，考慮到光纖激光切割速度快、效率高的優點，選用光纖激光切割綜合性價比更高。
（2）對于8mm及以上的材料，考慮到光纖激光打孔效率低、斷面質量較差，且切割速度不在具有明顯優勢，選用CO2激光切割更容易保證產品質量。
（3）對于銅材或鏡面不銹鋼，建議選用光纖激光切割機，對于半導體材料、非金屬材料和復合材料，建議選用CO2激光切割機。
作者簡介：曲志遠等，株洲電力機車有限公司。
來源：《金屬加工（熱加工）》2017年第22期
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