高性能鋼鐵材料
關(guān)注創(chuàng)建者：YS劉洋 創(chuàng)建時(shí)間：2016-03-29
高性能鋼鐵材料的視頻教程
CATIA一次性成功地設(shè)計(jì)由復(fù)合材料制成的高性能、已經(jīng)過結(jié)構(gòu)驗(yàn)證的車輛零件
1、同時(shí)完成復(fù)合材料零件結(jié)構(gòu)行為的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，以發(fā)布高性能T&M 結(jié)構(gòu) 2、將復(fù)合材料概念階段與高級(jí)結(jié)構(gòu)仿真相集成，以實(shí)現(xiàn)高效的建模仿真工程方法 3、在整個(gè) 3D 注解中提供完整的復(fù)合材料產(chǎn)品定義
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高性能鋼鐵材料的實(shí)例教程
塑膠材料的種類繁多，性能各異，雖然常用的材料還不算太多，但是有些材料性能差異很大，有些則比較相似，如果我們光靠記憶各材料的性能來熟悉材料，顯然是比較低效的，特別是一些你不常使用的材料，即使當(dāng)時(shí)你能記住它具體性能用途，但是估計(jì)也會(huì)很快忘記。所以，這個(gè)時(shí)候，理論、原理性的知識(shí)就顯得尤為重要，以下內(nèi)容實(shí)際上在上學(xué)時(shí)我們都學(xué)過，只是當(dāng)時(shí)很難去理解，現(xiàn)在回過頭來看，其實(shí)還是有些收獲的。
高分子鏈的結(jié)構(gòu)，其實(shí)影響著高分子塑膠材料很多性能，如強(qiáng)度、剛度、沖擊強(qiáng)度等物理性能，有些材料分子結(jié)構(gòu)式非常相似，但性能卻各異，比如這三種材料：PE、PS、PVC。
本文為啥把它們?nèi)旁谝黄鹋e例介紹呢，主要是他們名字太相似了，咋一看，一字之差，實(shí)際上它們的性能差別很大，它們都為五大通用塑膠之一，產(chǎn)量大，價(jià)格便宜，廣泛應(yīng)用于日常產(chǎn)品上。
PE，學(xué)名稱為“聚乙烯”，是指由乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng)合成的聚合物。
PS，學(xué)名稱為“聚苯乙烯”，是指由苯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng)合成的聚合物。
PVC，學(xué)名稱為“聚氯乙烯”，是指由氯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng)合成的聚合物。
PE、PS和PVC的單體化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下，可以看出，結(jié)構(gòu)式的主要區(qū)別是，PS中苯環(huán)取代了PE（聚乙烯）中的一個(gè)氫原子，而PVC中氯原子取代了PE（聚乙烯）中的一個(gè)氫原子。
所以也統(tǒng)稱聚乙烯類塑膠，其中把苯環(huán)、CI等稱為取代基（R），它們的聚合反應(yīng)如下：
由于分子結(jié)構(gòu)的不同，所表現(xiàn)出來的性能也會(huì)不同，從上面的結(jié)構(gòu)式可以看出，PE的分子結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性，而PS和PVC分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。
那么對(duì)稱或不對(duì)稱的分子鏈結(jié)構(gòu)對(duì)聚合物的性能有什么影響呢？
展開 DOI：10.1016/j.jmst.2021.01.073
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對(duì)復(fù)合材料的組分進(jìn)行合理設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高性能電磁波吸收性能的有效途徑。
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，阿爾法化學(xué)(Alfa Chemistry)一直在開發(fā)適用于共軛聚合物基半導(dǎo)體和電子產(chǎn)品的有機(jī)材料。最近，該公司宣布了一項(xiàng)令人振奮的消息，即推出一系列高性能OLED和PLED材料，且這些材料目前都已面向市場。
Alfa Chemistry新推出的OLED和PLED材料具體包括電荷傳輸層和光敏材料、電子傳輸層和空穴阻擋層材料、空穴注入層材料、空穴傳輸層材料、主體材料、發(fā)光材料和摻雜劑、發(fā)光聚合物、熱激活延遲熒光摻雜和發(fā)光材料等。
“聚合物發(fā)光器件因其在下一代顯示器和光源方面的應(yīng)用潛力而引起了市場廣泛的興趣，” Alfa Chemistry的營銷主管說道，“我們目前推出的OLED和PLED材料具有更高的發(fā)光效率和更長的器件壽命，有助于加速高分辨率噴墨打印技術(shù)的大規(guī)模生產(chǎn)。”
不過需要注意的是，這些材料的最終性能表現(xiàn)還和實(shí)際的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案有著根本關(guān)系。因此，Alfa Chemistry從未停止升級(jí)和完善其材料開發(fā)周期。目前，以下類型的OLED和PLED材料可從Alfa Chemistry購買到：
發(fā)光聚合物
Alfa Chemistry目前提供的各種發(fā)光聚合物材料，包括：含氮聚合物、聚(芴亞乙基)聚合物、聚(亞苯基亞乙基)聚合物、聚芴聚合物和共聚物、聚芴-亞乙烯基共聚物、聚亞苯基亞乙烯基聚合物和共聚物、聚噻吩聚合物和共聚物，以及水溶性LEP。
展開 因此在有效利用電磁波的同時(shí)，研究電磁屏蔽材料對(duì)解決電磁污染具有重要意義。另外，隨著電子設(shè)備的小型化和高頻化發(fā)展，在電子設(shè)備的使用過程中，熱量的積累正成為另一個(gè)嚴(yán)重的難題。因此，迫切需要開發(fā)具有高導(dǎo)熱率的高性能電磁屏蔽材料。
謝蘭教授團(tuán)隊(duì)長期從事生物質(zhì)基新材料的研究工作，圍繞“構(gòu)建結(jié)構(gòu)與功能化一體的高性能生物質(zhì)基新材料”關(guān)鍵問題，從“多層次結(jié)構(gòu)調(diào)控-表面/界面作用機(jī)制分析-高性能/功能化實(shí)現(xiàn)-指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用”幾個(gè)方面開展了系統(tǒng)性研究工作，并取得一系列研究成果（Chemical Engineering Journal, 2020, 397, 125297；Composites Part B: Engineering, 2020, 203, 108467; Macromolecules, 2015, 48, 2127; Materials Horizons, 2014, 1, 546; ACS Sustainable Chemistry & Engineering,2017, 5, 3279; Biomacromolecules, 2016, 17, 985;CS Sustainable Chemistry & Engineering, 2016, 4, 334; Applied Surface Science, 2020, 502, 144098. Applied Surface Science, 2020, 517, 146135;…….）
圖1. 基于填料多尺度設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)基高分子的高性能與多功能化。
展開 CIENCE CHINA Materials 近期在線發(fā)表的一篇論文深入研究了CoCrFeNi高熵合金的超低溫服役行為，發(fā)現(xiàn)液氦環(huán)境下孿晶主導(dǎo)的變形機(jī)制引發(fā)了鋸齒流變行為，變形孿晶和相變行為的共同作用導(dǎo)致了其優(yōu)異的力學(xué)性能。
超低溫材料在深空探測、應(yīng)用超導(dǎo)和氣體工業(yè)領(lǐng)域有諸多應(yīng)用。隨著聚變反應(yīng)堆領(lǐng)域和空間技術(shù)的進(jìn)步，針對(duì)高性能低溫材料的需求越來越迫切。高熵合金作為多主元合金（多種合金元素等比例或近似等比例組成）的代名詞，近些年引起研究人員的廣泛關(guān)注。由于其合金設(shè)計(jì)理念的不同，高熵合金被認(rèn)為具有突破傳統(tǒng)材料諸多性能極限的潛力。
美國國家航空航天局發(fā)射的好奇號(hào)、洞察號(hào)火星探測器和洞察號(hào)傳回地球的第一張圖片。（來自pixabay和百度圖片）
聚變反應(yīng)堆裝置示意圖
該文詳細(xì)研究了具有面心立方結(jié)構(gòu)的CoCrFeNi高熵合金的超低溫服役行為，結(jié)果顯示該合金在極低溫環(huán)境下，能夠保持高強(qiáng)度和極優(yōu)異的韌性。
CoCrFeNi高熵合金的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線
歸根結(jié)底，這些優(yōu)異的綜合性能源于多組元合金極低的層錯(cuò)能，使變形孿晶在超低溫環(huán)境下大量出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致材料在極限溫度下保持高強(qiáng)高韌的特點(diǎn)。另外，研究還發(fā)現(xiàn)該合金在超低溫環(huán)境準(zhǔn)靜態(tài)拉伸時(shí)表現(xiàn)出FCC-HCP相變行為，說明在極低溫且高應(yīng)力狀態(tài)下，HCP結(jié)構(gòu)的CoCrFeNi合金比FCC結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，加深了我們對(duì)高熵合金相穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)。除此之外，高熵合金在液氦溫區(qū)拉伸時(shí)出現(xiàn)了鋸齒流變行為，作者認(rèn)為這種特異性的現(xiàn)象是由孿晶主導(dǎo)的變形機(jī)制引起的，且相變行為的出現(xiàn)導(dǎo)致了該鋸齒行為不穩(wěn)定。
不同金屬材料在4.2 K時(shí)的拉伸強(qiáng)度-延伸率圖
以上結(jié)果及上圖顯示，與傳統(tǒng)的金屬材料相比，高熵合金在極低溫環(huán)境結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域具有很大的工業(yè)應(yīng)用潛力。
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高性能鋼鐵材料的最新內(nèi)容
<p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-center"><br></p><p><strong> </strong>全文速遞 </p><p class="ql-align-justify">隨著人工智能（AI）技術(shù)的蓬勃興起，它不僅為材料科學(xué)帶來了前所未有的機(jī)遇，也引發(fā)了工程領(lǐng)域的范式變革。AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，POSTECH(浦項(xiàng)工業(yè)大學(xué))化學(xué)工業(yè)專業(yè)盧勇英教授、Liu Ao博士、Zhu Huihui博士(均為浦項(xiàng)工業(yè)大學(xué)博士后研究員)研究團(tuán)隊(duì)，以及韓國標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院金勇成博士，通過與浦項(xiàng)加速器研究所金敏奎博士的聯(lián)合研究，研發(fā)出碲硒(Tellurium-Selenium)復(fù)合氧化物半導(dǎo)體材料，成功實(shí)現(xiàn)了高性能、高穩(wěn)定性p型薄膜晶體管(以下簡稱TFT)。
這項(xiàng)研究于當(dāng)?shù)貢r(shí)間
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，根據(jù)韓媒Newsfreezone報(bào)道，慶尚國立大學(xué)自然科學(xué)學(xué)院化學(xué)系金允熙教授宣布，通過與慶熙大學(xué)的趙長赫教授研究團(tuán)隊(duì)共同研究，成功優(yōu)化了鉑系藍(lán)色磷光材料的置換器，提高了高性能藍(lán)色有機(jī)發(fā)光元件(OLED)的穩(wěn)定性。
(左起)慶尚國立大學(xué)金允熙教授、李慶碩博士、慶熙大學(xué)權(quán)長赫教授、鄭永勛博士
磷光摻雜材料由有機(jī)配體分子結(jié)合在如鈀和鉑這樣的重金屬中，通過單重態(tài)和三重態(tài)之間的系間轉(zhuǎn)移
目前工程材料的工作環(huán)境往往涉及到爆炸、高速?zèng)_擊、切削、高溫、高應(yīng)變率等極端條件，此時(shí)材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能是人們非常關(guān)心的一個(gè)重要問題。這類載荷作用時(shí)間一般較短(微秒乃至納秒)、沖擊強(qiáng)度高,足以引起大變形乃至破壞，所以研究材料在沖擊載荷作用下的力學(xué)性能具有重要的工程意義。
一般情況下材料的準(zhǔn)靜態(tài)的應(yīng)變率在10-5~10-2 s-1之間，其動(dòng)態(tài)沖擊的高應(yīng)變率往往在102 ~104 s-1之間
來源 | ACS Applied Nano Materials
01
背景介紹
隨著無線通信平臺(tái)和便攜式電子產(chǎn)品向高集成度、小型化、輕量化、高功率密度方向快速發(fā)展，全球電磁輻射污染日益嚴(yán)重。嚴(yán)重的電磁干擾(EMI)不僅會(huì)干擾電子設(shè)備的正常工作，而且會(huì)對(duì)人體健康和其他生物系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響因此，人們致力于通過制造各種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)特性的電磁干擾屏蔽材料來緩解電磁輻射問題
近日，工業(yè)和信息化部、國務(wù)院國資委發(fā)布“關(guān)于印發(fā)前沿材料產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)發(fā)展指導(dǎo)目錄（第一批）的通知”，本批指導(dǎo)目錄收錄了15種前沿材料，其中高性能氣凝膠隔熱材料、石墨烯、液態(tài)金屬列入其中。
前沿材料代表新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向與趨勢，具有先導(dǎo)性、引領(lǐng)性和顛覆性，是構(gòu)建新的增長引擎的重要切入點(diǎn)。據(jù)了解，本次列入目錄材料是已有相應(yīng)研究成果，具備工程化產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，有望率先批量產(chǎn)業(yè)化的前沿材料
樹脂基復(fù)合材料以其輕質(zhì)高強(qiáng)、抗疲勞、耐腐蝕等一系列性能優(yōu)勢，逐漸發(fā)展成為航空結(jié)構(gòu)不可或缺的材料體系。按照基體樹脂的種類，可以將樹脂基復(fù)合材料分為熱固性和熱塑性兩大類。由于熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料制備及成型加工困難大，限制了其在飛機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用。以往針對(duì)熱固性復(fù)合材料的研究較多，應(yīng)用也較為成熟。然而熱固性復(fù)合材料的韌性不足，受低速?zèng)_擊載荷存在敏感的分層問題，限制了其在航空結(jié)構(gòu)上的進(jìn)一步應(yīng)用
■ KraussMaffei / 劉濤 技術(shù)經(jīng)理
前言
自1925 年開發(fā)出首臺(tái)手搖式射出機(jī)開始，克勞斯瑪菲(KraussMaffei) 一直致力于針對(duì)塑料材料的加工成型與技術(shù)開發(fā)；隨著塑料材料性能的提升以及結(jié)合諸多的創(chuàng)新技術(shù)，塑料的應(yīng)用已經(jīng)不局限于常規(guī)認(rèn)知范圍內(nèi)；包括將發(fā)泡成型技術(shù)結(jié)合長玻纖材料的應(yīng)用，在減重的同時(shí)極大的提高了塑料產(chǎn)品的適用范圍，甚至突破了原本屬于其它材料范疇的應(yīng)用場景
來源 | Chemistry of Materials
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背景介紹
隨著電子設(shè)備的集成化和大功率化，散熱問題成為制約其發(fā)展的瓶頸。為了保證電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，迫切需要一種高性能的熱界面材料(TIM)，其通用厚度約為0.05 ~ 5.00 mm，廣泛應(yīng)用于電子元件與散熱器之間的間隙。對(duì)于電子元件產(chǎn)生的熱量向散熱器的正傳遞，TIM
高性能合金材料的設(shè)計(jì)與3D打印應(yīng)用是近年來研究的一個(gè)方向。3D打印技術(shù)具有加工復(fù)雜形狀、快速定制、節(jié)省原材料等優(yōu)點(diǎn)，能夠提供一種新的制造方式。通過3D打印方法，可以在微觀和宏觀尺度上精確控制組織結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)高性能材料的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和定制生產(chǎn)。
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3D打印應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，例如航空航天、醫(yī)學(xué)、工業(yè)制造等。在航空航天領(lǐng)域，高性能合金材料的3D打印應(yīng)用可用于生產(chǎn)輕質(zhì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、耐高溫的內(nèi)部零部件和發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等
