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日本材料学日本材料学材料学是一门研究材料的性质、结构和制备的科学，而日本在这一领域中拥有丰富的研究成果和创新。
日本一直以来都致力于材料学的研究和发展，成为了世界材料科学领域的重要力量。
日本材料学的发展可以追溯到19世纪，当时日本开始大规模引进西方的科学和技术，其中材料科学就是其中之一。
在20世纪初期，日本的材料学研究主要依赖于国外的技术和资料，研究水平相对落后。
然而，随着工业化的快速发展，日本的材料学研究逐渐迎头赶上，并取得了一系列重要的突破性成果。
在二战后的重建时期，日本政府将科学技术的发展视为重要的国家战略，大力支持材料学的发展。
与此同时，日本的材料学研究也开始融入了自己的传统文化和价值观，将科学与艺术结合起来，提出了一系列独特的研究方向和理念。
日本材料学研究的一个重要方向是新材料的开发和应用。
日本拥有世界领先的工业制造业，对于高性能材料的需求非常迫切。
因此，日本材料学家们通过不断创新和改进，开发出了许多具有重要经济和军事价值的新材料，如高强度钢、碳纤维等。
这些新材料的成功应用不仅大大提高了日本产品的竞争力，也在一定程度上推动了世界材料科学的发展。
另外，日本材料学研究还注重可持续发展和环境保护。
日本作为一个资源匮乏的国家，迫切需要寻找替代能源和资源的方法。
因此，日本的材料学家们致力于研究新能源材料、环保材料和再生材料等方面的技术，以提高资源利用效率和环境污染的治理能力。
这些研究成果不仅在日本国内得到广泛应用，也为全球环境保护做出了重要贡献。
总体而言，日本材料学在科学研究、技术创新和应用推广方面都取得了重要成就。
通过与国际合作交流，日本材料学与世界其他国家的研究者一起推动了该领域的发展。
同时，日本材料学在传统文化和艺术的熏陶下，注重科学与人文的结合，提出了许多独特的研究理念和方法。
这种综合性的研究思路不仅为日本科学技术的发展注入了新的活力，也为全球材料科学的发展探索了新的方向。
日本材料科学发展趋势考察近年来，日本作为一个科技强国，在材料科学领域取得了重大突破和发展。
本文将从材料科学的发展背景、研究重点和前景三个方面来探讨日本材料科学的发展趋势。
首先，我们来看一下日本材料科学的背景。
作为一个资源贫乏的国家，日本一直致力于通过科技创新来实现社会和经济的可持续发展。
材料科学作为一门关键领域，被视为驱动新技术和产品开发的重要基础。
因此，日本政府一直将材料科学作为战略性产业进行支持和投资，并建立了一系列研究机构和实验室，如日本材料研究学会和日本高分子学会等。
其次，日本材料科学的研究重点主要包括以下几个方面。
首先是新材料的研发和应用。
日本科学家们在材料的改性和合成方面取得了显著成果，如高性能聚合物材料的开发以及纳米材料的制备等。
这些新材料在电子、光学、能源等领域都有着广泛的应用前景，如碳纳米管在新型电子器件中的应用、柔性电子材料的研发等。
其次是绿色和可持续材料的研究。
随着全球环境问题的日益突出，日本科学家们致力于开发可降解材料、可再生能源材料等能减少对环境影响的材料。
此外，还有在医疗领域的研究，如仿生材料的研发和生物骨材料的制备等。
最后，让我们来探讨一下日本材料科学的发展前景。
随着新材料的不断涌现和应用领域的拓展，日本材料科学在世界范围内的影响力不断增强。
例如，在纳米材料领域，日本科学家们在合成和应用方面的研究成果已经引起了全球瞩目。
纳米材料的研究不仅对材料科学本身的发展有重要意义，还对生命科学、信息技术等领域的发展具有重要推动作用。
此外，随着日本科学家们对功能材料研究的不断深入，如光电材料、能源材料等，将进一步促进日本科技产业的发展和升级。
然而，要实现材料科学的发展，日本面临着一些挑战和困难。
首先是人才的培养。
虽然日本拥有一流的科研机构和实验室，但近年来科学人才的流失问题严重，特别是对于年轻科学家来说。
日本政府应加大对青年科研人才的培养和支持力度，为他们提供更好的研究环境和发展机会。
1概述在汽车轻量化的推动下，汽车中转而采用铝合金、镁合金和塑料的零部件越来越多。
随着轻质材料在汽车上应用比例的逐年增加，钢铁材料在汽车材料中的主导地位受到了威胁。
为应对来自轻质材料的挑战，钢铁企业将开发的重点放在了高强度钢上。
如今，高强度钢已成为颇具竞争力的汽车新材料，图1和图2为各类高强度钢在不同的承载条件下的减重潜力．其比较对象为USlSTAMP 04软钢板。
同时．高强度钢在抗碰撞性能、耐蚀性能和成本方面较其他材料仍具有较大的优势，尤其是用于车身结构件与覆盖件、悬架件、车轮等零部件。
本文是根据最近公开发表的文献资料编写的，旨在反映国外汽车高强度钢材料技术的最新进展及未来发展动向，供国内有关行业和部门参考。
文中所述的高强度钢包括高强度钢(屈服强度大于210 MPa)，超高强度钢(屈服强度大于550 MPa)和先进高强度钢(AHSS)。
2主要技术进展超轻车身(ULSAB)、超轻覆盖件(ULSAC)、超轻悬架系统(ULSAS)和新概念超轻车身(ULSAB-AVC)等项目的成功实施，验证了高强度钢在减轻汽车自重和改善车辆性能中的有效性。
为了将这些项目所取得的技术成果转化为现实的生产力，近期的高强度钢技术研究，主要集中在支撑技术(Enabling Technologies)上。
2．1若干高强度钢的开发当前正处于新一代高强度钢开发的前夜。
从冶金学的角度看，近几年高强度钢材料的开发，大多只是对原有钢种牌号的补充或性能改善，厚度进一步减薄，材料本身并未取得突破性进展。
开发的难点是要针对不同的零件，力求在产品的强度、塑性和成本之间取得平衡。
SFGHITEN、NANOHITEN、ERW和HISTORY是日本JFE公司最近开发出的几种高强度钢。
其中SFGHITEN为含Nb系列高强度IF钢板，主要应用对象是汽车车身外板，研究用钢的化学成分见表1。
SFGHITEN利用析出的Nb(C，N)微粒和细化晶粒得到强化，其独特之处在于晶界附近存在所谓“无沉淀区”，它降低了材料的屈服强度。
行业信息IndustryInformation行业信息Industry Information司为产业化平台，由专家、研究员、教授级高工和具有博士及博士后学历、硕士研究生学历的近40名技术人员组成，致力于以自主研发创新为核心，走自主知识产权之路，将研究成果迅速转化为生产力。
目前研究所已经与英国杜伦大学、清华大学、上海交大、海军工程大学、浙江大学等国内外知名院校建立了长期稳定的合作关系，致力于建设成为世界一流的永磁风力发电机和稀土永磁电机研究所，并力争成为国家级的工程技术中心，引领永磁电机技术的最前沿，生产出世界领先、国内一流的风力发电核心设备。
（谌立新）我国已成为全球最大稀土资源从目前在包头市召开的首届“中国包头稀土产业发展论坛”上了解到，经过近60年的科技攻关和发展建设，目前我国已成为世界上惟一能大量生产、应用、出口各种规格品级稀土产品的国家。
稀土是宝贵的战略资源，有“工业味精”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。
据统计，目前全国从事稀土矿开采、冶炼分离的企业有169家，已能生产单一稀土氧化物、单一稀土金属、稀土盐类、稀土合金、稀土功能材料等400多个种类、近千个规格的稀土产品，而且不断向高附加值、精细化、深加工产品及下游应用产品延伸，出口产品占据着国际市场87%左右的份额。
据工业和信息化部的统计数据，2008年，我国共生产稀土矿12.5万吨，同比增长3.5%；冶炼分离产品13.5万吨，同比增长7.1%；出口的冶炼分离产品 3.46万吨，同比减少23.7%。
2008年稀土全行业实现产值245.3亿元，同比减少14.71亿元。
（唐逾） 日本与外资企业合作加大稀土资源开发据海外媒体报道，日本住友商事株式会社为了加大向混合动力车和其他环保型车供应稀土金属，将在今年底之前与哈萨克斯坦国有的核能公司K z 在哈萨克斯坦我国已探明矿产资源总量居世界前列成资源大国据报道，中国目前已探明的矿产资源总量居世界前列，矿产资源开采总量居世界第二位，成为名副其实的世界矿产资源大国之一。
日本汽车新材料发展综述时间：2０09－12-１9 10：10来源:汽车与配件作者：王建萍近年来随着全球经济的发展,能源问题和环保问题日益受到人们的关注,汽车行业面临一系列新的问题。
诸如，一方面汽油价格在不断地创新高,安全法规越来越多，汽车排放指标的更新版本在不断地发布，另一方面全球化竞争愈演愈烈，降低汽车成本压力越来越大。
面对这些课题,人们对新材料技术研发寄予了厚望。
近年来日本汽车行业在材料技术研发方面,诸如钢铁、有色金属、非金属等，出现了一些新的动向。
钢铁材料1.钢板材料车身与底盘的轻量化对于提高燃油经济性和削减CO2具有重要意义。
目前，解决该问题的有效手段是使用具有高撞击安全性的高强度材料。
从车身高强度材料的应用情况来看,汽车外板如发动机罩、车门、行李箱、侧围外板等处已经应用了340MPa级烘烤硬化型钢板(以下称为BH钢板)和４４0ＭＰａ级高强度材料。
车身骨架部件目前流行使用440MPa和59０MPａ级高强度材料。
５90MPａ级高强度材料大体分为析出硬化钢、双相钢(以下称为DP饮)和相变诱导塑性钢(以下称为TRIＰ钢)三种。
ＤP钢比析出硬化钢的屈服强度低、延伸性高；TRIP钢比ＤP钢的延伸性高、能量吸收性能好。
另外，还有一部分780ＭPa级和980MPa级的高强度材料也被应用,780MPa级高强度材料主要使用ＤP钢和TRIP钢,98０MPa级的高强度材料主要使用ＤP钢。
另外，随着高频淬火和热冲压成型技术等新的热处理技术的应用,零部件高强度化技术得到进一步发展。
热冲压成型技术就是对加热的钢板进行冲压的同时还进行冷却淬火,这样零部件抗拉强度可达1470MPa。
汽车行驶部位的部件形状复杂,强度要求高，焊接性能要求也很高,所以高强度钢板应用很困难。
但是近年来人们为了提高成形性,开发了TRIP钢;为了提高扩孔加工性，开发了贝氏体钢;为了确保焊接接头疲劳强度,开发了耐HAZ(保持热影响区性能)的软化钢板,其强度为590MＰａ级,有的可达780MＰａ。
以前汽车的耐腐蚀钢板多为各种镀锌钢板，近年来,热浸镀锌铜板(ＧA）成为了主流。
为了提高冲压成形性,对GA上敷覆无机类或有机类起润滑作用的氧化膜,该工艺得到了推广应用。
人们还进一步开发了耐腐蚀性好的Ｚn-AL—Mg镀锌板，主要为了省略后面的电镀工序，这已在汽车上得到了广泛应用,,在环保方面，由于EU-ELU对报废汽车的规定)对特定的环境污染物进行了使用限制,人们开发了无六价铬表面处理技术代替以往的电镀钢板中使用含有铬酸盐“钝化”处理的六价铬。
油箱钢板不应含Pｂ，所以现在不再使用过去的Pb-Sn合金电镀钢板而采用Ｓn－Zｎ电镀钢板、镀铝钢板。
混合动力车实现了提高燃油经济性和轻量化的目的,,随着技术的进步，驱动电机的铁芯材料即电磁钢板的需求量越来越大,与此同时,要求驱动电机小型轻量化、高效率化，为此有必要开发最优性能的电磁钢板及其应用技术。
２.结构用钢结构用钢大多用于发动机、变速器、底盘等强度要求高的部件上，它们不仅需要低成本、高强度、轻量化,而且还需要环保。
发动机的连杆、曲轴等部件通过省略热处理而降低制造成本,广泛应用非调质钢，并且还在向更高强度化发展。
曲轴由于在轴颈圆角处进行了高频淬火，增加了强度。
这样我们可以用低成本的钢材而获得较高强度的性能。
涨断式连杆的大头不进行机械加工,而进行涨断分离加工,贴合也非常好。
自动变速器内一些零件要求耐磨性和高疲劳性能的材料。
另外还探讨使用新材料、高浓度渗碳、喷砂等新工艺。
差速器齿轮过去使用CrＭo钢，而现在添加了B进行晶界强化，还开发了低循环疲劳强度高的钢材。
在环保方面，欧洲比较流行使用低压渗碳、气体淬火技术。
为了减少环境污染物，还开发了无铅材料。
３.不锈钢由于不锈钢的耐热性和耐腐蚀性好,所以被用于发动机和排气系统的部件上。
对于单层排气管,铁素体不锈钢是最佳的选择。
随着排气温度的不断上升，它既能满足小型复杂零部件的耐热性,还具有良好的加工性。
对于薄壁化结构的双层排气管，添加REM(稀土金属)的奥氏体不锈钢是最佳的选择。
它既能提高耐热性,又能使催化剂早期地活性化。
目前这些技术都处在实用化阶段。
４.铸铁材料铸铁廉价且形状设计自由度大、切削性好，对于复杂形状的部件，控制化学成份和组织，可以带来优良的特性(高强度、高耐热性、高耐磨损性)。
常应用于发动机的缸体、曲轴、凸轮轴和排气管等处。
缸体的轻量化除了使用铝铸件，还使用蠕墨铸铁，控制熔化过程的石墨组织，使之付予一定的性能,同时应考虑轻量、高强度、高韧性。
一体化的涡轮壳和排气管的铸件采用了耐热不锈钢铸件,它是通过真空吸铸来达到薄壁化。
在底盘部件中，钣金焊接件也换成了一体结构的薄壁球墨铸铁，如摇臂类部件。
过去由于铸铁焊接困难,所以把价格昂贵的钢铸件与桥壳进行焊接，而现在的做法是在铸造时，把球墨铸铁与钢进行结合，从而达到低成本和轻量化的目的，这样的桥壳已处在实用化阶段。
５.铁基粉末冶金材料由于粉末;台金的设计形状自由度较大，认为可以替换钢材。
可用于气门座和气门导杆。
近年来压粉磁芯材料应用较为广泛，电机芯子通过增大形状自由度来达到小型化,并且回收利用性高。
喷射器的定子铁芯通过高密度成形技术可提高其性能。
为了提高机械性能,人们在研究使用液相烧结来使物质迅速扩散的方式，代替过去添加Cｕ、Mo、Ｍ合金元素的方式。
制造工艺的动向是：提高致密度，改进成形方法,现已应用在发动机的链轮和喷射器转子铁芯上。
还有一种方法是烧结扩散结合法,就是多数部件在烧结的同时进行焊接的方式。
有色金属材料１.铝合金铝合金的比重为2．7，是铁的1/3，与其它材料相比，轻量化效果好，成本较低,耐腐蚀性和回收利用性也好,被广泛地应用于发动机、传动系统、车身和底盘部件。
铝合金分为铸件、锻件、板材和轧制件，汽车上所用的铝合金主要是铸件。
铸件的主要制造方式有重力铸造、压铸、低压铸造和液锻。
尤其是压铸铝合金，尺寸精度和生产率很高。
铝合金常应用在缸体、缸盖、变速器壳和接头上。
主要的难点是容易产生气孔,目前的措施是使用真空压铸。
过去副车架的做法是把液压成形铝制管子与冲压成形的多片铝制板焊接在一起,而现在副车架是一体化结构。
再加上，真空压铸横粱与热膨胀横梁之间进行了金属极惰性气体保护焊，副车架的零部件数和焊接长度也比过去减少了。
要想铸造高质量的厚壁部件，一般使用半凝固/半熔化铸造法。
欧美一般使用半熔化铸造法,需要进行钢坯预制、剪切和再加热。
日本是直接从熔化铁水制作半凝固泥浆来进行铸造,目前已应用在盘式制动钳和缸体上。
锻件机械性能比铸件好,广泛地应用于悬架臂和转向节等零件,目前的问题是成本高。
要想降低锻造毛坯的成本，通过添加微量元素，改善冶炼工艺提高表面质量，开发无清理工序的钢坯。
近年来日本许多厂家使用铝制车身、车门。
要想降低铝材的成本，就要开发含杂质容许值高的、低成本基体金属的连续铸造材料,目前已被应用在发动机罩加强件上。
超塑性成形工艺以前只用于小批量生产的高档车上,目前通过提高生产率和改善材料成本、提高成形性被应用到了批量生产车上。
副车架现在采用在高温下膨胀成形，使复杂形状的成形成为可能。
2．镁合金镁合金的比重是7.8，比铝合金轻2／3，强度和刚性也很好，作为轻量化材料一直倍受人们的关注。
但是除压铸外，其它的各种成形适应性差，再加上耐腐蚀性差、基体金属成本高、耐热性差，应用上受到了局限。
通过减少杂质可以大幅度提高耐腐蚀性，其实它并不比铝合金压铸逊色。
从目前日本国内汽车部件的应用状况看,压铸性能和耐腐蚀性能好的AZ9１Ｄ合金主要应用在缸盖和各类密封垫上，延性好的ＡＭ类合金(ＡM5０Ａ，AM６０Ｂ）主要应用在转向器芯棒上。
大多应用于没有腐蚀性和环境温度不高的小部件上。
欧美的情况是,应用在仪表板骨架和有耐热性要求的驱动部件的罩类上。
近年来,日本国内镁合金应用在座椅和仪表板骨架等大部件的情况已进入了实用化阶段。
在镁合金中添加Ca和稀土元素，提高其耐热性,目前已开始应用在机油盘壳和变速器壳上。
如果耐热镁合金部件的成本进一步降低的话,应用范围还会更加广泛。
除铸造成形工艺外,还有锻造、挤压、轧制和焊接的新工艺也处在研究开发之中，今后研究成果将层出不穷。
非金属材料1.陶瓷材料陶瓷中分为氧化类、非氧化类、烧结体、膜和纤维材料等，从特性上来分，分为工程机械陶瓷和电陶瓷。
工程机械陶瓷材料具有高强度、高刚性、耐热性和耐磨性等机械特性。
主要应用在汽车以氮化硅为材料的涡流增压器转子、柴油发动机的涡流室、燃油喷射泵的滚轮和滚轮衬套上。
电陶瓷材料具有高绝缘性、高传热性和压电特性。
氧化铝陶瓷应用在火花塞上,氧化锆应用在排气控制不可缺少的氧传感器上,压电材料应用在门锁控制中的车速传感器上。
2.塑料材料塑料材料由于造型容易、重量轻、成本低而受到汽车行业的青睐,尤其是形状变化自由度大，过去主要用于汽车的内外饰造型部件上,而现在的趋势是用在使用条件苛刻的功能部件上。
随着“汽车回收再利用法”的出台和环保意识的加强,人们开始使用环保的生物分解性塑料(聚乳酸)，该材料便于回收再利用，并且人们按照回收再利用流程对材料的种类进行整合。
(1)外装部件：聚丙烯(PP)类材料的性价比好,而且刚性高，耐撞击性好。
为了满足个别部件的造型性和耐撞击，在外延翼子板、包层钢板、摇臂、后围板上采用了与保险杠相同的材料。
虽然聚酰胺(尼龙)/聚苯醚（PＡ/PＰＯ）类的工程塑料是发展的主流，但是聚碳酸脂（PP)类通用塑料的开发也正在进展之中。
ＰC材料的遮阳板、侧窗玻璃的树脂化研究也在进行中，一部分部件已被应用。
提高抗划伤性和耐气候性是今后的课题，随着表面处理技术的提高,今后应用将更加广泛。
外装部件具有代表性的新技术是“干漆膜”(采用熔融树脂注塑成型法的已成型漆膜作为嵌入件),又称为“压入着色薄膜(将聚丙烯共聚物注塑在压入着色膜的背面)”和材料着色技术,一部分部件已进入了实用化阶段。
为了提高生产率和产品质量，进一步降低成本,低压成形技术、一体成形技术和发泡成形技术等新的制造工艺层出不穷,与之相匹配的新材料开发也在进行之中。
(2）发动机部件：PA（聚酰胺)、POM(聚甲醛)、PPS(聚苯硫醚)等工程塑料大多应用在使用条件恶劣的发动机舱内。
对缸盖、进气歧管、散热器用塑料,人们大多采用具有耐热性和刚性好的玻璃纤维增强的PA66和PA6。
部件数较多的发动机,为了减轻其重量，工程师们正在研究一体化部件,这种材料一般用于汽车的前端模块、风扇罩和节气门等处。
(3)其它:对于燃油系统的油箱，为了加大燃油器内空间和满足防锈性和轻量化需求,人们广泛地采用多层结构吹塑成形的高密度聚乙烯（PF)。
对于底盘和驱动系统的部件，其球接头采用滑动性能好的POM,齿轮部件采用ＰA６6。
电装部件采用绝缘性好的PBT(聚双苯二甲酸丁二醇酯),比如插座处采用该材料。
