鋁基碳化硅
關注創(chuàng)建者：更生 創(chuàng)建時間：2020-03-23
鋁基碳化硅的視頻教程
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ABAQUS三維鋁基碳化硅直角切削
詳細介紹了如何運用Python腳本插入多邊形隨機碳化硅顆粒、如何使用SIC JH2脆性本構模擬碳化硅顆粒裂紋擴展以及解決了碳化硅顆粒一碰就碎的問題。 附帶CAE文件、inp文件、多邊形隨機碳化硅顆粒腳本或者隨即球體顆粒腳本以及JH2本構模型。
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鋁基碳化硅的實例教程
與傳統(tǒng)的金屬材料相比，顆粒增強鋁基復合材料不僅兼有金屬的高塑性、高韌性和增強顆粒的高模量、高硬度，同時具有各向同性，是應用前景很廣的材料。碳化硅顆粒增強鋁基復合材料可用來制造衛(wèi)星及航空結構材料，如衛(wèi)星支架、結構連接件、管材、各種型材、導彈翼、制導元件；制造飛機零部件等，發(fā)展這種材料具有重要的戰(zhàn)略意義。
碳化硅顆粒增強鋁基復合材料，其增強體顆粒價格低廉，可用常規(guī)方法制造加工，便于批量生產(chǎn)。研發(fā)成本低、效果好的制備工藝是當前材料領域的一個熱點。
一、粉末冶金法。
粉末冶金法具有一些獨特的優(yōu)點，如可任意調(diào)節(jié)增強相的體積分數(shù)（最高可達７０％），較準確地控制成分比，且其增強顆粒的粒徑在納米范圍內(nèi)可調(diào)。此外，粉末冶金工藝的燒結溫度較低，可有效減輕增強體與基體間的有害界面反應，制得的復合材料具有良好的力學性能。近年來，進一步開發(fā)出機械合金化-粉末冶金法。該法制備的復合材料，其增強體顆粒分布均勻，粒度在納米至微米范圍內(nèi)可調(diào)，增強相的體積分數(shù)可高達７０％，與基體的界面結合良好，所制備的復合材料力學性能優(yōu)異。美國ＤＷＡ 公司采用機械合金化-粉末冶金法生產(chǎn)了碳化硅顆粒增強鋁基復合材料，已將其應用于汽車、飛機、航天器等。
二、壓力鑄造法。
此法是將液態(tài)或半液態(tài)金屬基復合材料或金屬以一定速度填充壓鑄模型腔，或增強材料預制體的空隙中，在壓力作用下使其快速凝固成形而制備出金屬基復合材料，包括擠壓鑄造法、離心鑄造法、氣體壓力滲透鑄造法等。目前，生產(chǎn)應用中使用較多的是擠壓鑄造法，其具體方法是：首先把碳化硅顆粒增強相以適當?shù)恼辰Y劑粘結制成預制塊，然后裝入鑄模，澆入精煉的鋁基體金屬熔體，并立即加壓使熔融的金屬熔體浸滲到預制塊中，凝固之后即得碳化硅顆粒增強鋁基復合材料。
展開 來源 | 無機材料學報
作者 | 陳強，白書欣，葉益聰
單位 | 國防科技大學 空天科學學院，材料科學與工程系
原位 | DOI：10.15541/jim20220640
摘要：碳化硅陶瓷基復合材料以其高比強度、高比模量、高導熱、良好的耐燒蝕性能、高溫抗氧化性、抗熱震性能等特性，廣泛應用于航空航天、摩擦制動、核聚變等領域，成為先進的高溫結構及功能材料。本文綜述了高導熱碳化硅陶瓷基復合材料制備及性能等方面的最新研究進展。研究通過引入高導熱相，如金剛石粉、中間相瀝青基碳纖維等用以增強熱輸運能力；優(yōu)化熱解碳與碳化硅基體界面用以降低界面熱阻；熱處理用以獲得結晶度更高、導熱性能更好的碳化硅基體；設計預制體結構用以建立連續(xù)導熱通路等方法，提高碳化硅陶瓷基復合材料的熱導率。此外，本文展望了高導熱碳化硅陶瓷基復合材料后續(xù)研究方向，即綜合考慮影響碳化硅陶瓷基復合材料性能要素，優(yōu)化探索高效、低成本的制備工藝；深入分析高導熱碳化硅陶瓷基復合材料導熱機理，靈活運用復合材料結構與性能的構效關系，以期制備尺寸穩(wěn)定、具有優(yōu)異熱物理性能的各向同性高導熱碳化硅陶瓷基復合材料。
展開 dyna模擬鋁基材料噴涂 ￥48
1.工況介紹如下，熱固耦合下鋁基及陶瓷球對鋼板表面噴涂，最終貼附在鋼板表面，具體工況如下圖；
圖 1 噴涂工況介紹
2. 不同時刻的噴涂結果如下
圖 2 噴涂結果一
圖 3 噴涂結果二
圖 4 噴涂結果三
圖 5 噴涂鋁基溫度
圖 6 噴涂鋁基表面溫度
注收費內(nèi)容為k文件，支持答疑，答疑方式及K文件見收費內(nèi)容
展開 以鋁基體溶解后的鋁離子為原料，通過原位合成Al基金屬氧化物薄膜(MIL-96和MIL-100)，在鋁基體上制備了生長良好的多晶Al-MOF層。本文對MOF涂層的形貌和化學成分進行了系統(tǒng)的表征，并提出了一種pH控制策略來調(diào)節(jié)復合MOF的相對比例。重要的是，金屬氧化物-非金屬結構表現(xiàn)出超高的吸水量(192.5 g m?2)，這是所有已報道的干燥劑涂層金屬結構中最高的，并且具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。在此基礎上，對采用金屬-金屬復合結構的除濕熱泵系統(tǒng)的性能進行了預測，結果表明，該系統(tǒng)的運行周期比采用粘結劑硅膠涂層的系統(tǒng)長80%，平均除濕量可達8.36g kg-1。
綜上所述，該方法能夠形成無粘結劑、低成本、高性能的MOF涂層，在高效節(jié)能吸附領域具有廣闊的應用前景。相關文章以“Binder-Free Growth of Aluminum-Based Metal–Organic Frameworks on Aluminum Substrate for Enhanced Water Adsorption Capacity”標題發(fā)表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202105267
圖1.MOF-on-Metal結構的建立：a)雜化鋁基MOF的一步合成。b)MIL-96(Al)和MIL-100(Al)的晶體結構。c)準備好的樣品的照片(干燥前和干燥后)。d)在數(shù)碼顯微鏡下觀察樣品的橫截面形態(tài)。
展開 金屬燃料電池，又稱為金屬空氣電池或金屬空氣燃料電池，是一種將鎂、鋁等輕金屬為燃料的化學能直接轉化為電能的裝置。它具有能量密度高、低熱輻射、低噪音、儲存時間久、放電壽命長、適配溫度范圍寬、安全系數(shù)高、資源豐富及綠色無污染等優(yōu)勢，在智能電網(wǎng)、基站備用電源、島礁供電、軍事設施備用電源及電動汽車增程器等領域具有廣泛的應用前景。
一直以來，鋁燃料電池面臨諸多技術瓶頸，如錳氧化物催化劑活性不高、空氣陰極極化電阻較大、陽極鋁析氫自腐蝕嚴重、熱控制難及難以二次啟動等，使得鋁燃料電池產(chǎn)業(yè)化應用進展緩慢。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所動力鋰電池工程實驗室的研究團隊始終秉持把科技變成生產(chǎn)力的理念，歷時近五年時間，在電池設計及系統(tǒng)集成技術方面進行了深入研究。2015年成功研制出能量密度400Wh/kg、容量3kWh、輸出功率300W的鎂燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。2017年開發(fā)出高性能石墨烯基鋁燃料電池核心部件（如圖1），并成功研制出能量密度510Wh/kg、容量20kWh、輸出功率1000W的基于石墨烯空氣陰極的鋁燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
圖1 石墨烯基鋁燃料電池結構示意圖和核心部件
近期，該研究團隊聯(lián)合浙江省石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心研發(fā)團隊大力推進鋁燃料電池的工藝開發(fā)和工程樣機研制，成功研制出能量密度高達545Wh/kg、容量達130kWh的石墨烯基鋁燃料電池發(fā)電系統(tǒng)（見圖2）。
圖2 1000W及3000W石墨烯基鋁燃料電池發(fā)電系統(tǒng)
該系統(tǒng)由6個10單元電池串聯(lián)電池堆的陣列組成。測試結果表明，50A電流放電功率可達到3000W，峰值功率預計可高達4800W（見圖3）。
圖3 3000W石墨烯基鋁燃料電池發(fā)電系統(tǒng)性能曲線
該電池系統(tǒng)有望應用于電動汽車等的動力電源或備用電源。
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鋁基碳化硅的最新內(nèi)容
來源 | 無機材料學報
作者 | 陳強，白書欣，葉益聰
單位 | 國防科技大學 空天科學學院，材料科學與工程系
原位 | DOI：10.15541/jim20220640
摘要：碳化硅陶瓷基復合材料以其高比強度
1.工況介紹如下，熱固耦合下鋁基及陶瓷球對鋼板表面噴涂，最終貼附在鋼板表面，具體工況如下圖；
圖 1 噴涂工況介紹
2. 不同時刻的噴涂結果如下
金屬有機骨架(MOFs)作為一種新型的吸附劑，因其大的比表面積、豐富的不飽和中心、可調(diào)的拓撲結構和孔徑而在許多領域引起了廣泛的關注，特別是它對水蒸氣的逐級吸收和適中的再生溫度使其在吸水應用如散熱、吸附式熱泵和冷水機組、大氣集水和濕度控制等方面具有很好的應用前景。在金屬基體上涂覆金屬有機骨架是金屬有機骨架應用的一個重要研究方向
據(jù)外媒報道，創(chuàng)新英國(Innovate UK)的“Make it Lighter with Less”(用更少材料實現(xiàn)更輕)項目研發(fā)競賽發(fā)現(xiàn)，尋求顯著提高電機效率和性能的工程師可以從鋁基復合材料(AMC)中受益。
金屬基復合材料是采用高性能輔助材料增強的金屬材料。一般來說，輔助材料的形式是長纖維、短纖維或顆粒狀。
該項目由英國鋁基復合材料專家Alvant公司與通用航空公司(GE Aviation
金屬燃料電池，又稱為金屬空氣電池或金屬空氣燃料電池，是一種將鎂、鋁等輕金屬為燃料的化學能直接轉化為電能的裝置。它具有能量密度高、低熱輻射、低噪音、儲存時間久、放電壽命長、適配溫度范圍寬、安全系數(shù)高、資源豐富及綠色無污染等優(yōu)勢，在智能電網(wǎng)、基站備用電源、島礁供電、軍事設施備用電源及電動汽車增程器等領域具有廣泛的應用前景。
一直以來，鋁燃料電池面臨諸多技術瓶頸，如錳氧化物催化劑活性不高、空氣陰極極化電阻較大
碳化硅顆粒增強鋁基復合材料可用來制造衛(wèi)星及航空結構材料，如衛(wèi)星支架、結構連接件、管材、各種型材、導彈翼、制導元件；制造飛機零部件等，發(fā)展這種材料具有重要的戰(zhàn)略意義。
碳化硅顆粒增強鋁基復合材料，其增強體顆粒價格低廉，可用常規(guī)方法制造加工，便于批量生產(chǎn)。研發(fā)成本低、效果好的制備工藝是當前材料領域的一個熱點。
一、粉末冶金法。
