先進(jìn)材料
關(guān)注創(chuàng)建者：晉源貔貅 創(chuàng)建時間：2018-07-11
先進(jìn)材料的視頻教程
航空航天與微電子領(lǐng)域關(guān)鍵材料加工技術(shù)新突破
高端制造領(lǐng)域?qū)?em>先進(jìn)材料加工技術(shù)的迫切需求，源于關(guān)鍵戰(zhàn)略材料在極端工況下的不可替代性。
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CFRP前沿成果和CAE在土木工程案例
本次課程講授十多年來在裂紋擴(kuò)展仿真方面的成果，主要是采用<a href="/major/abaqus">Abaqusf="/major/abaqus">Abaqus對焊接節(jié)點(diǎn)和損傷鋼構(gòu)件進(jìn)行疲勞性能評價，并利用數(shù)值方法揭示預(yù)應(yīng)力CFRP等先進(jìn)材料加固鋼結(jié)構(gòu)的延壽機(jī)理。
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永磁同步電機(jī)電機(jī)的降階模型抽取和矢量控制電路仿真
性能優(yōu)異的電機(jī)是電機(jī)及其控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，比如：采用新型原材料和先進(jìn)的磁路設(shè)計方法設(shè)計出高功率密度的電機(jī)，電機(jī)占用的幾何空間就越小，電機(jī)的有效材料的利用率就越高；電機(jī)的效率越高，則可減小電機(jī)本體的發(fā)熱，提高電機(jī)的壽命，提高整個電機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的效率；齒槽轉(zhuǎn)矩越小的電機(jī)，將減少電機(jī)控制算法設(shè)計的難度，同時減小最終整個機(jī)電系統(tǒng)的NVH。在電機(jī)型號確定后，性能優(yōu)異的電機(jī)控制器將最大限度地發(fā)揮電機(jī)的效能。
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先進(jìn)材料的實例教程
國際先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)目前的發(fā)展更傾向于利用虛擬的設(shè)計-制造-驗證一體化環(huán)境，將真實的設(shè)計、制造、材料、驗證、應(yīng)用乃至維修和全壽命管理等諸多環(huán)節(jié)統(tǒng)一起來，從而最大限度地縮短新品研制周期，降低研制成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力，在這個過程中，CAE技術(shù)已成為國防工業(yè)創(chuàng)新設(shè)計以及數(shù)字化設(shè)計、制造技術(shù)的核心之一。
以碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料為代表的先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)起源于國防領(lǐng)域，同樣，計算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）技術(shù)也起源于國防領(lǐng)域。在我國，航空先進(jìn)復(fù)合材料已有近30年的發(fā)展歷史，這也恰是CAE技術(shù)在我國航空工業(yè)的應(yīng)用歷史。可見，先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)與CAE技術(shù)有著天然的內(nèi)在聯(lián)系，事實上，它們之間的本質(zhì)聯(lián)系就是材料工程數(shù)據(jù)體系。
先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
復(fù)合材料技術(shù)是一項具有戰(zhàn)略意義的國防關(guān)鍵技術(shù)，在一定程度上，先進(jìn)復(fù)合材料的研究水平和應(yīng)用程度是一個國家科技發(fā)展水平的代表，特別是在飛機(jī)制造業(yè)，各種先進(jìn)的飛機(jī)無不與先進(jìn)的材料技術(shù)緊密聯(lián)系在一起。以武裝直升機(jī)為例，復(fù)合材料在先進(jìn)武裝直升機(jī)上的用量已高達(dá)50%（重量比）左右，復(fù)合材料 應(yīng)用的部位已從整流罩、地板、整體壁板等次承力結(jié)構(gòu)向旋翼、框、梁等主承力結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，其典型代表有NH-90、波音-360、V-22、RAH-66等機(jī)型。
隨著復(fù)合材料在飛機(jī)上應(yīng)用比例的加大，在復(fù)合材料制造領(lǐng)域，先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)和計算機(jī)輔助工程技術(shù)等得到了廣泛應(yīng)用。鋪層、下料、浸漬、成型、固化等工序的模擬技術(shù)和CAD/CAM/CAE技術(shù)的運(yùn)用，大大降低了開發(fā)制造成本，提高了開發(fā)和制造效率。如今復(fù)合材料的制造技術(shù)正朝著自動化、低成本、整體化、數(shù)字化的方向發(fā)展。
在我國，復(fù)合材料技術(shù)還沒有達(dá)到數(shù)字化設(shè)計和制造的程度。
展開 在風(fēng)力發(fā)電、模塑料、壓力容器以及汽車(結(jié)構(gòu)和車身)領(lǐng)域，對碳纖維復(fù)合材料的需求量分別從2009年時的7060噸、5300噸、1280噸、1800噸，增長到2015年的37580噸、7700噸、7250噸、4000噸，增長幅度分別高達(dá)432.29%、45.28%、466.4%、122.22%。
在能源領(lǐng)域中，先進(jìn)復(fù)合材料可以應(yīng)用在風(fēng)電能源、碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線、抽油桿、鋰電池等產(chǎn)品中。
在風(fēng)電領(lǐng)域中的葉片(6噸~8噸)、整流罩、機(jī)艙罩等的應(yīng)用中，先進(jìn)復(fù)合材料主要起到減輕重量的作用。
碳纖維復(fù)合材料作為復(fù)合芯導(dǎo)線應(yīng)用時，具有載流量大、重量輕、弧垂小等特點(diǎn)。
2014年4月，中復(fù)集團(tuán)的碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線在220千伏南京長江大橋熱曉線燕子磯大跨越改造工程中成功掛網(wǎng)通電，這是世界上首條使用碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的大跨距工程。該工程不僅為今后全國各省市大跨越增容改造工程提供了范本，而且還為電網(wǎng)的智能化發(fā)展提供了技術(shù)支撐。
先進(jìn)復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)勢可以很好地在抽油桿中應(yīng)用。
碳纖維復(fù)合材料具有非常高的拉伸強(qiáng)度和鋰離子集成能力，可以同時作為鋰離子電池的結(jié)構(gòu)電極和車身結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)、能量一體化材料。目前，在瑞典的電動汽車中已有應(yīng)用。
而步入2016年，汽車輕量化的趨勢漸成主流。在汽車領(lǐng)域中，先進(jìn)復(fù)合材料可以使車重減少約10%，燃油經(jīng)濟(jì)提升6%~8%。目前，已經(jīng)有寶馬計劃突破車身等主體結(jié)構(gòu)應(yīng)用、低成本化工藝、修復(fù)技術(shù)這3大關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行碳纖維部件的擴(kuò)產(chǎn)。大眾旗下的蘭博基尼也將牽頭推廣碳纖維車身技術(shù)，這種技術(shù)可使車架減重達(dá)到200公斤。
航空領(lǐng)域?qū)τ?em>先進(jìn)復(fù)合材料的需求也在日益增長。如商用飛機(jī)對于碳纖維的需求由2009年的3270噸增長至2015年的7910噸，增長幅度高達(dá)141.89%。
展開 資料來源：
“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”重點(diǎn)專項2021年度項目申報指南
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薄膜沉積區(qū)照片、電介質(zhì)薄膜表面納米絕緣層斷面掃描電鏡圖和薄膜高溫介電儲能特性
近年來，李琦副教授專注于先進(jìn)電介質(zhì)材料的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，在材料結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工方法等領(lǐng)域取得了多項重要成果。相關(guān)工作發(fā)表在《自然》（Nature）、《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）、《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）、《材料研究年度評述》（Annual Review of Materials Research）等期刊上。
該論文第一作者為清華大學(xué)電機(jī)系2014級博士生周垚，通訊作者為清華大學(xué)電機(jī)系李琦副教授、何金良教授以及美國賓夕法尼亞州立大學(xué)王慶教授，合作者還包括清華大學(xué)電機(jī)系曾嶸教授、胡軍副教授及中科院電工研究所邵濤教授。該研究成果得到了國家自然基金面上項目和北京市自然基金的支持。
來源：清華大學(xué)
展開 如此一來，對材料的要求就更為嚴(yán)苛。只有高強(qiáng)度、耐腐蝕，特別是在高壓環(huán)境中耐應(yīng)力腐蝕開裂的材料，才能保證燃料充分且安全地燃燒；再加上不同的使用環(huán)境，如海邊空氣中夾帶的鹽份、冬天道路上的融雪鹽以及油品內(nèi)部含硫等，都會加大對包括油管和油軌等在內(nèi)的發(fā)動機(jī)部件的腐蝕。換言之，只有應(yīng)用強(qiáng)度更高、耐腐蝕性更好、能降低在高壓環(huán)境中應(yīng)力腐蝕開裂風(fēng)險的材料，才能保證GDI發(fā)動機(jī)的正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
這也是為什么市場迫切需要高性能材料來滿足汽車廠應(yīng)對不斷增高的GDI發(fā)動機(jī)壓力的原因。
先進(jìn)材料的發(fā)展
◆ 傳統(tǒng)材料逐漸不能適應(yīng)GDI發(fā)動機(jī)的發(fā)展要求
為了適應(yīng)GDI發(fā)動機(jī)越來越高的壓力要求，生產(chǎn)商面臨兩種選擇：1)，增加不銹鋼管厚度，以維持一定的機(jī)械性能。但材料變得笨重后，提高了管材加工、運(yùn)輸難度和生產(chǎn)成本，不利于節(jié)能減排。2)，選用更為先進(jìn)的材料，不但減少了零部件重量，而且提高了發(fā)動機(jī)性能，同時達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。毫無疑問，這種方案越來越受到市場的青睞。
◆如何保證材料達(dá)到要求
一種新材料用于GDI汽車發(fā)動機(jī)時，需要經(jīng)過材料廠本身以及汽車制造商苛刻的層層把關(guān)，確認(rèn)材料的各項物理性能達(dá)到采購標(biāo)準(zhǔn)。例如，在將高壓油管和高壓油軌用于汽車發(fā)動機(jī)前，汽車廠需要進(jìn)行反復(fù)測試，驗證材料性能。不僅如此，汽車廠商還會審核材料供應(yīng)商的生產(chǎn)過程，確保供應(yīng)商能夠始終穩(wěn)定一致地為其供應(yīng)安全、可靠、耐久的材料。
因此，只有那些具有嚴(yán)格可靠工藝和執(zhí)行能力的優(yōu)秀供應(yīng)商才能達(dá)到汽車廠商的要求。以山特維克推出的全新PressurfectTM 無縫不銹鋼管系列產(chǎn)品為例，它從材料冶煉至成品實現(xiàn)一體化生產(chǎn)。這樣一來，整個生產(chǎn)流程及材料性能得到全方位掌控，可確保材料成分、表面質(zhì)量、機(jī)械性能、耐腐蝕性能始終如一。
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先進(jìn)材料的最新內(nèi)容
國高材分析測試中心全棧式電池?zé)峁芾矸?wù)方案
國家先進(jìn)高分子材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心（國高材分析測試中心）作為國家級的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與材料測試平臺，致力于為全球客戶提供測試、科研與產(chǎn)品研發(fā)"一站式"的高分子全產(chǎn)業(yè)鏈綜合服務(wù)。針對當(dāng)前新能源汽車與儲能系統(tǒng)在電池?zé)峁芾砩厦媾R的技術(shù)痛點(diǎn)，中心構(gòu)建了覆蓋六大服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈的響應(yīng)機(jī)制，推出了行業(yè)領(lǐng)先的全棧式電池?zé)峁芾矸?wù)方案：
1.
樹脂轉(zhuǎn)注成型（Resin Transfer Molding，RTM）是一種先進(jìn)的復(fù)合材料成型制程，通常透過將纖維布含浸樹脂來生產(chǎn)高性能復(fù)合材料零件。RTM能夠生產(chǎn)具備高質(zhì)量、復(fù)雜幾何形狀，以及尺寸精度、機(jī)械性能良好且一致的零部件。
Moldex3D RTM可以讓使用者在Studio上依照現(xiàn)場纖維布之鋪排來進(jìn)行立體網(wǎng)格設(shè)計，也能從外部前處理軟件如Rhino、Hypermesh等輸入。
多領(lǐng)域材料復(fù)雜力學(xué)性能測試和仿真模型應(yīng)用</strong></p><p><strong>演講嘉賓：</strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202604/imgs/c40875f976e542969c1d2fd1960c0d53"></p><p class="ql-align-center"><strong>吳海龍 | 長三角先進(jìn)材料研究院
先進(jìn)的材料與表面處理
高壓流體對材料的沖刷和腐蝕極為嚴(yán)重，設(shè)計時需選用高強(qiáng)度不銹鋼（如17-4PH）或鈦合金作為主體材料，此外關(guān)鍵的滑動配合表面需進(jìn)行特殊的 DLC（類金剛石碳）涂層處理或氮化處理，以降低摩擦系數(shù)，防止在高壓下發(fā)生冷焊或磨損，確保閥門在極端工況下的長壽命運(yùn)行。
4.
屆時，全球500多家領(lǐng)先參展商齊聚，集中展示汽車內(nèi)外飾領(lǐng)域的前沿設(shè)計、創(chuàng)新材料、先進(jìn)制造設(shè)備及信息娛樂系統(tǒng)，全方位覆蓋產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成果。
五、易于集成與維護(hù)
諾冠產(chǎn)品遵循模塊化設(shè)計理念，支持標(biāo)準(zhǔn)電氣接口與機(jī)械安裝尺寸，可無縫集成到現(xiàn)有PLC或DCS控制系統(tǒng)中，同時結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，便于在空間受限的設(shè)備上安裝，此外得益于高質(zhì)量材料與先進(jìn)表面處理工藝，閥門具備出色的抗污染能力和長壽命，大幅降低維護(hù)頻率與停機(jī)成本。
在此背景下，具備數(shù)字化設(shè)計能力、先進(jìn)材料應(yīng)用經(jīng)驗與全流程品控體系的加工企業(yè)，正成為產(chǎn)業(yè)鏈升級的關(guān)鍵支撐。本文基于行業(yè)調(diào)研與技術(shù)評估，梳理當(dāng)前值得關(guān)注的實力廠家。
展品范圍：
電子元器件/集成電路/半導(dǎo)體/光電/激光/感應(yīng)/連接
IT通訊/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/AI/5G/物聯(lián)網(wǎng)/大數(shù)據(jù)/存儲技術(shù)
汽車/能源/安防/金融/家居/消費(fèi)等智能終端設(shè)備
電子材料/電子裝備/工業(yè)軟件/先進(jìn)材料/工業(yè)輔料耗材
機(jī)器人/智能裝備/工業(yè)自動化/數(shù)字工廠/3D打印/增材
數(shù)控機(jī)床/金屬加工/精密零部件/五金機(jī)電/測量測控
2026青島國際水利科技展覽會 青島國際水展
時間：2026-6月30日-7月2日 地址：中鐵青島世界博覽城
主辦單位 ：青島市人民政府
支持單位 ：世界水理事會 (WWC) 國際水協(xié)會(IWA) 河海大學(xué)
先進(jìn)分離膜材料與膜應(yīng)用國家重點(diǎn)實驗室
承辦單位 ：青島市科學(xué)技術(shù)協(xié)會 青島市商務(wù)局 青島西海岸新區(qū)管理委員會
水資源高效利用與工程安全國家工程研究中心
樹脂傳遞模塑成型工藝，簡稱 RTM，是一種先進(jìn)的復(fù)合材料成型技術(shù)。其原理是將液態(tài)樹脂注 入預(yù)先鋪設(shè)有纖維增強(qiáng)材料的密閉模具中，在壓力作用下實現(xiàn)樹脂對纖維的充分浸漬，從而規(guī)模
化生產(chǎn)出精度高、一致性好的復(fù)合材料制件。
什么是樹脂傳遞模塑成型仿真？
