材料科学基础论文
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钢结构脆性断裂破坏的影响因素及防止措施从光胜摘要:文章介绍了钢结构脆性断裂的破坏特征,影响其脆性破坏的因素,最后提出了防治钢结构脆性断裂的措施关键词:脆性断裂;钢结构;脆性断裂:影响因素:防止措施Causes Analysis Oil Brittle Fracture of steelstructureCongguagnshengDepartment of Chemical and Materials Engineering, Hefei University, Hefei230022, ChinaAbstract::This scientific dissertation give an introduce of the property of brittle fracture of steel structure ,the factors of the broken, and then put forward some measures to prevent the broken.Key words: brittle disrupt , steel structure .influence factors ,measures to avoid brittle broken.正文:结构的脆性破坏是各种结构可能破坏形式中最令人头痛的一种破坏。
脆性断裂破坏前结构没有任何征兆,不出现异样的变形,没有早期裂缝;脆性断裂破坏时,荷载可能很小,甚至没有任何外荷载的作用。
脆性断裂的突发性,实现毫无警告,破坏过程的瞬间性,根本来不及补救,大大增加了结构破坏的危险性。
对于一般的构建来讲,选择材料时主要考虑以下几个方面:1、裂纹当焊接结构的板厚较大时(大于25mm),如果含碳量高,连接内部有约束作用,焊肉外形不适当,或冷却过快,都有可能在焊后出现裂纹,从而产生断裂破坏。
2、应力考察断裂问题时,应力是构件的实际应力,它不仅和荷载的大小有关,也和构造形状及施焊条件有关。
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下文是店铺为大家搜集整理的有关材料学的论文参考范文的内容,欢迎大家阅读参考!有关材料学的论文参考范文篇1浅谈水电工程建设项目中甲供材料的管理工程项目建设单位,在工程施工开始之前,就某个工程项目进行投标和招标,并在相关合同中明确要求,工程中所用的主要建筑材料由建设单位提供,承包工程的施工单位主要负责各项施工的工作,以及工程建设中用到的某些辅助材料和设备。
简单来说,就是建设单位招标施工单位,并采购施工中的主要材料,然后交由施工单位使用,进而达到提高工程项目建设效益的目标。
一、甲供材料的优缺点水电工程项目中用到的钢材、水泥、油料以及木材等,被称为大宗材料。
这些大宗材料占整个工程成本的50%以上。
可见大宗材料对水电工程项目的重要性。
建设单位和施工单位建立合作关系之后,由建设单位采购大宗材料,并且将这些材料运送至施工现场。
施工单位接收这些大宗材料之后,要对材料的质量和规格等进行检查,确认材料是否合格。
如果施工单位对材料的检查不到位,一旦工程建设过程中使用了不合格材料,一定会对整个工程的质量造成严重影响。
而这些不良后果将由施工单位承担。
甲供材料会受到建材市场上下波动的影响,可能会出现一定风险,这些风险主要由建设单位来承担。
施工单位验收过建设单位提供的材料之后,就要将材料保管起来。
保管材料过程中出现的问题,如数量减少,因保管不善导致变质等,由施工单位承担风险。
对建设单位而言,甲供材料能够对水电工程建设项目中所用材料的质量进行有效控制,并且对其采购渠道有很好的把关效果,防止施工单位通过材料采购谋取不正当利益。
另外建设单位集中大批量采购材料,还能对建筑成本进行有效控制,通过检查运送材料的时刻表,能够实时掌握工程建设的进度。
但是甲供材料也可能存在一定的问题,大宗材料需要大量的资金投入,采购材料的数量如果没有计算好,很可能会出现再次采购或者采购过多造成浪费的情况,或者采购时将材料价格压得太低,导致出现偷工减料、材料不合格的情况。
钛合金材料的结构、性能和应用范围一、基本简介1、物理性质钛属难熔稀有金属,原子序数为22,原子量为47.90,位于周期表IVB族。
钛有两种同素异形结构,转变温度为882.5℃,低温为密排六方结构的α-Ti;高温为体心立方的β-Ti。
纯钛的比密度为4.505,而钛合金的比密度一般在4.50~4.84之间,低于铁和铜,因此可归入轻金属。
钛的其他主要物理性能如表1所示。
表1 钛的部分物理性能2、机械性能钛的机械性能与其纯度及加工状态有密切关系。
用碘化法生产的高纯钛强度低,塑性高,布氏硬度值为400~600。
工业纯钛的抗拉强度提高到300~600MPa,但仍保持良好的塑形及韧性,其水平相当于碳钢、不锈钢、青铜及铜镍合金,可作为这类材料的代用品。
α-Ti虽属密排六方结构,但和其他六方结构的金属(镉、锌、钴、镁)相比,承受塑性变形的能力要高得多,其原因是一般六方晶体的滑移系少,只能沿基面{0001}滑移,而钛的主滑移面是棱柱面{10-10}及棱锥面{10-11},同时基面也能参与滑移,滑移方向均为[11-20],故滑移系明显增多。
且钛还易于进行孪生变形,从而保证了较高的塑形。
但加工中也需注意,钛的屈强比(材料的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值)较高,一般在0.70~0.95之间,多数钛合金趋于上限而且钛的弹性模量相对较低,只及刚的一半,因此加工变形的抗力大,回弹也比较严重,不易冷校形。
但有时也利用这一特性,将钛合金作为弹性材料使用。
表2列出了钛的典型机械性能数据。
表2 纯钛的典型机械性能数据纯钛的强度可借助冷作硬化或添加合金元素而提到,50%的冷变形可使强度提高60%,适当合金化并结合热处理,则抗拉强度可达1200~1400MPa,因此钛合金的比强度高于其他金属材料。
纯钛及某些高品位的钛合金尚具有良好的低温性能,即使在低达液氢或液氦温度下,亦能保持足够的塑形(表3),因此钛也是一种良好的低温材料。
表3 工业纯钛的低温机械性能在高温下,纯钛迅速软化,从20℃至250℃强度约下降2/3,因此纯钛不宜制造高温承力构件。
材料工程与科学论文——二氧化钛纳米薄膜材料经过八周的课程学习,我逐步了解到有关于材料的一些知识。
之前只是知道材料就是我们日常生活所接触到的东西,出此之外也没别的了。
在学习了材料工程与科学之后才发现自己的认识是多么的肤浅,特此我也从老师所要求的对一种材料进行分析。
下面我将会从二氧化钛纳米薄膜材料的原材料——二氧化钛的来源、化学结构、化学性质,二氧化钛纳米薄膜材料的制备、性质、应用来阐述二氧化钛纳米薄膜材料。
首先是二氧化钛纳米薄膜材料的原材料——二氧化钛的来源。
二氧化钛,化学式为TiO2,俗称钛白粉。
多用于光触媒、化妆品,能靠紫外线消毒及杀菌,现正广泛开发,将来有机会成为新工业。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取,或由四氯化钛分解得到。
还可以用其他的矿石来提炼二氧化钛,比如板钛矿、锐钛矿等,得到八面体晶体结构的TiO2。
然后是二氧化钛的化学性质:二氧化钛的化学性质极为稳定,是一种偏酸性的两性氧化物。
常温下几乎不与其他元素和化合物反应,对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用,不溶于水、脂肪,也不溶于稀酸及无机酸、碱,只溶于氢氟酸。
但在光作用下,钛白粉可发生连续的氧化还原反应,具有光化学活性。
这一种光化学活性,在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显,这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂,又是某些有机化合物光敏还原催化剂。
接着便是二氧化钛纳米薄膜材料的制备,在众多薄膜制备方法中,溶胶凝胶法是最常用的制膜技术,具有纯度高、均匀性好、合成温度低、反应条件易于控制及可实现化学计量比等优点,特别是制备工艺简单,无需特殊贵重仪器,可在各种不同形状的基底,如平面、柱体、管状、球体等不规则的基底上沉膜,还可在不同耐温材料的基底上沉膜,如在聚合物、橡胶、塑料等不能用高温处理的基板上采用提拉、旋涂、喷涂或注入法等沉积均匀的TiO2薄膜,甚至还可在室温下制备光催化TiO2薄膜二氧化钛纳米薄膜材料主要性质有两点:光催化性,亲水亲油性。
关于材料学专业方面论文范文材料学是学生接触材料领域、定位未来方向的入门课程,学习和掌握该课程内容意义至关重要。
下文是店铺为大家整理的材料学方面论文的范文,欢迎大家阅读参考!材料学方面论文篇1浅析高分子材料成型加工技术摘要:近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展对高分子材料成型的加工技术要求更高,更精细。
在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。
关键词:高分子材料加工方法成型技术一、前言近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展要求更高性能的聚合物材料,开发研制满足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。
在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。
二、高分子材料成型成型加工技术的相关定义1.高分子材料高分子材料是指由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料,其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要是橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。
高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点,使它具有其他材料不可取代与不可比拟的优异性能,从而广泛运用到科学技术、国防建设和国民经济等领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。
2.高分子材料成型加工技术在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。
高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状,使其成为具有使用价值的各种制品。
高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗,从大规模向较短研发周期的多品种转变。
判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。
有关材料学的论文范文在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。
下文是店铺为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!有关材料学的论文范文篇1论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO 而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.1实验部分1.1原材料苯胺(AR,国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR,湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR,天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR,天津市光复精细化工研究所).1.2PANIF的制备PANIF的制备按我们先前提出的方法[14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL 三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.1.4PANIF/rGO复合材料制备按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL,GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.1.5仪器与表征用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:Cs=iΔtΔVm.(1)式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m 代表活性物质质量,g.2结果与讨论2.1形貌表征图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.2.2FTIR分析图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较,可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.2.4电化学性能分析图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为261和495 F/g)[18-19],而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g 电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.3结论采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517,356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.有关材料学的论文范文篇2浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用1 概述随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。
石墨烯材料的性能及应用1前言石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体,是包括富勒烯、碳纳米管、石墨在内的碳的同素异形体的基本组成单元。
自2004年首次报道独立存在的石墨烯以来,它在力学、热学、电学、光学等方面的优异性能,使之成为近年来化学,材料科学及物理学领域的研究热点。
然而石墨烯具有不易大量制备,宏观以聚集态形式存在的缺点,为了充分利用其高强度,高模量,高导电性,良好的耐化学耐热性,高比表面积等特点,需要对其结构和形貌进行深入考察。
作为炭材料最小的构筑单元,二维大分子石墨烯在水油界面和催化剂作用下具有自组装潜力。
此外,由于其特殊的二维晶体结构,高的纵横比及高的电子迁移率使其在储能领域具有广阔的应用前景,但其在储能领域的应用范围及储能机理还有待进一步拓展与考察。
通过物理或者化学改性的方法将石墨烯应用于聚合物基复合材料的力学增强方面也具有重要的学术价值。
2石墨烯结构、性能、表征2.1石墨烯的结构单层石墨烯是单原子层紧密堆积的二维晶体结构,其中碳原子以六元环形式周期性排列于石墨烯平面内。
每个碳原子通过。
键与临近的三个碳原子相连,S,P x和P y三个杂化轨道形成强的共价键,组成sp2杂化结构,具有120。
的键角,赋予石墨烯极高的力学性能。
剩余的P z轨道的π电子在与平面垂直的方向形成π轨道,此π电子可以在石墨烯晶体平面内自由移动,从而使得石墨烯具有良好的导电性。
二维晶体在热学上不稳定,发散的热学波动起伏破坏了长程有序结构,并且导致石墨烯在较低温度下即发生晶体结构的融解。
透射电镜观察及电子衍射分析也表明单层石墨烯并不是完全平整的,而是呈现出本征的微观的不平整.在平面方向发生角度弯曲。
扫描隧道显微镜观察表明纳米级别的裙皱出现在单层石墨烯表面及边缘。
这种摺皱起伏表现在垂直方向发生0.5nm的变化,而在侧边的变化超过10nm。
这种三维方向的起伏变化可以导致静电的产生.从而使得石墨烯在宏观易于聚集,很难以单片层存在。
材料科学概论所谓材料,是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质,通俗的讲就是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。
材料是人类生活和生产的物质基础,是人类认识自然和改造自然的工具,是人类进步程度的主要标志。
可以这样说,自从人类一出现就开始了使用材料。
材料的历史与人类史一样久远。
从人类的出现到二十一世纪的今天,人类的文明程度不断提高,材料及材料科学也在不断发展。
在人类文明的进程中,材料大致经历了‘‘ 1.使用纯天然材料的初级阶段 2.人类单纯利用火制造材料的阶段 3.利用物理与化学原理合成材料的阶段 4.材料的复合化阶段5.材料的智能化阶段这五个阶段。
当前,高技术新材料的发展日新月异,材料科学的内涵也将日益丰富。
我们每一天都与材料打交道,它如空气般萦绕在我们身边的每一个角落、每一分每一秒。
从清晨睁开眼睛时投射入眼底的那束光开始算起,牙刷、毛巾、牙膏……无不是材料这一庞大而复杂家庭的一份子。
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。
80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。
这主要是因为材料与国民经济建设和人民生活密切相关。
材料除了具有重要性和普遍性以外,还具有多样性。
从物理化学属性来分,可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。
从用途来分,又分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。
更常见的两种分类方法则是结构材料与功能材料;传统材料与新型材料。
金属材料金属材料,特别是钢、铜、铝等,仍是21世纪的主要结构材料和电能传输材料。
金属材料已有成熟的生产工艺,相当多的配套设施和工业规模生产,价格低廉、性能可靠,已成为涉及面广、市场需求大的基础材料。
金属材料虽然今后会部分被高分子材料、陶瓷材料及复合材料所代替,由于它有比高分子材料高得多的弹性模量,比陶瓷高得多的韧性和良好的导电性能,在相当长的时期内改变不了它在材料中的主导地位,即使在高技术产业中也不例外.金属材料的发展趋势是:随着航天航空和其它尖端技术的飞跃的发展,在改善和提升传统材料品质的同时,金属功能材料、非平衡态金属,特别是高比强、高模量、耐高温、抗氧化,抗腐蚀、耐磨损合金和金属基复合材料会有快速的发展,如金属超导材料、钛及其合金、铝基增强复合材料,金属间化合物、形状记忆合金和纳米晶块体材料等。
材料科学论文
材料科学是一门研究材料的组成、结构、性能和制备工艺的学科,它涉及到多
个学科的知识,如化学、物理、工程等。
材料科学的发展对于现代工业和技术的进步起着至关重要的作用。
本文将从材料科学的基本概念、发展历程以及未来发展方向等方面进行论述。
首先,材料科学是一门跨学科的学科,它涉及到多个学科的知识。
材料是构成
物体的基本实体,材料科学的研究对象包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。
材料的性能对于物体的功能和性能起着决定性的作用。
因此,材料科学的研究对于提高材料的性能、开发新型材料具有重要意义。
其次,材料科学的发展历程可以追溯到古代。
古代人类利用石器、陶器等原始
材料进行生产和生活,这是材料科学的萌芽阶段。
随着社会的发展,人们开始利用金属材料进行生产和制造,这标志着材料科学的初步发展。
随着工业革命的到来,材料科学得到了迅速发展,新型材料的不断涌现为工业和技术的进步提供了强大的支撑。
最后,材料科学的未来发展方向主要包括两个方面。
一是新材料的研发和应用。
随着科技的进步,人们对材料的性能和功能要求越来越高,因此新型材料的研发成为材料科学的重要方向。
二是材料制备工艺的改进。
材料的性能不仅取决于其组成和结构,还取决于其制备工艺。
因此,材料制备工艺的改进对于提高材料的性能具有重要意义。
综上所述,材料科学是一门重要的学科,它对于现代工业和技术的进步起着至
关重要的作用。
随着科技的不断发展,材料科学将会迎来更加广阔的发展空间,为人类社会的进步做出更大的贡献。
跟材料学有关的论文材料学作为战略性领域的基础学科,在国防建设、基础设施、军用民用等领域具有广阔的应用价值。
下文是店铺为大家整理的跟材料学有关的论文的范文,欢迎大家阅读参考!跟材料学有关的论文篇1浅析导电高分子材料及其应用摘要:自从1977年来,导电高分子材料的研究受到了普遍的重视和发展。
介绍了导电高分子材料的分类、导电机制、在各领域中的应用及研究进展。
关键词:高分子材料;导电机理;导电塑料;用途20世纪70年代,白川英树、Heeger和MacDiarmid等人首次合成了聚乙炔薄膜,后来又经掺杂发现了可导电的高聚物,这就是导电高分子材料。
导电高分子材料的发现,改变了人们对传统塑料、橡胶等高分子材料是电、热的不良导体的观念,经过40多年的发展,导电高分子材料也从最初的聚乙炔发展到聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等数十种高分子材料,成为金属材料和无机导电材料的优良替代品。
而今这种导电高分子材料已广泛应用于电子工业、航空航天工业之中,并对新型生物材料和新能源材料的开发产生巨大的影响。
1 高分子材料的分类及导电机理导电高分子材料通常是指一类具有导电功能(包括半导电性、金属导电性和超导电性)、电导率在10-6 S/cm以上的聚合物材料。
这类高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜,以及电导率可在绝缘体-半导体-金属态(10-9到105 S/cm)的范围里变化。
这种特性是目前其他材料所无法比拟的。
按照材料结构和制备方法的不同可把导电高分子材料分为结构型(或本征型)导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。
1.1 结构型导电高分子材料结构型导电高分子材料是指高分子本身或少量掺杂后具有导电性质的高分子材料,一般是由电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子受体或供体进行掺杂后制得的。
结构型导电高分子材料具有易成型、质量轻、结构易变和半导体特性。
最早发现的结构型高分子聚合物是用碘掺杂后形成的聚乙炔。
这种掺杂后的聚乙炔的电导率高达105 S/cm。
冷冲模常用材料
“模具是工业之母”,模具性能好坏,寿命高低,直接影响产品的质量和经济效益。
而模具材料与热处理、表面处理是影响模具寿命诸因素中的主要因素。
目前世界各国都在不断地开发模具新材料,改进热处理工艺和表面强化技术。
我国的模具工业一直以较快的增速快速发展,模具制造的首要问题是模具材料。
制造模具及其零件的材料有很多,如钢,铸铁,非铁合金及其合金、高温合金、硬质合金、有机高分子材料、无机非金属材料、天然或人造金刚石等。
但其中钢是用的最多,应用范围最广的材料。
一、零件的失效分析
任何零件均具有一定的设计功能与寿命。
当其在使用过程中,因零件的外部形状尺寸和内部组织结构发生变化而失去原有的设计功能,使其低效工作或无法工作或提前退役的现象。
通常按零件的工作条件及失效的特点可分为:过量变形、断裂、表面损伤和物理性能降级。
零件的失效原因主要包括设计、材料、加工和使用四个方面,然而工件失效的原因可能是单一的,也有可能是多种因素共同作用的结果,但每一失效事件均应有一导致失效的主要原因,据此可提出防止失效的主要措施。
在失效分析中,我们可进行如下几个基本步骤:1调查取证、2整理分析、3断口分析、4成分组织性能的分析与测试、5综合分析得出结论。
二、选材原则
材料的选用常常是一个复杂而困难的判断、优化过程。
毫无疑问,所选材料应满足产品使用的需要,经久耐用,易于加工,经济效益高。
而且选材一般应遵循三个基本原则:使用性能、工艺性能和经济性能,它们是辩证的统一体。
在大多数情况下,使用性能是选材的首要原则与依据,然后再综合考虑工艺性能和经济性能,得出优化结果。
1、使用性能选材原则
使用性能是材料满足使用需要所必备的性能,它是保证零件的设计功能实现、安全耐用的必要条件,是选材的最主要原则。
首先分析零件的工作条件,确定其使用性能;其次进行失效分析,确定主要使用性能;然后将零件的使用性能要求
转化为对材料性能指标和具体数值的要求。
2、工艺性能选材原则
材料的工艺性能可定义为材料经济地适应各种加工工艺而获得规定的使用性能和外形的能力。
金属材料的工艺性能一般包括:铸造性能、压力加工性能、焊接性能、机械加工性能、热处理工艺性能;高分子材料的工艺性能主要工艺为成型加工,且工艺性能良好,所用工具为成型模;
3、经济性能选材原则
主要是指选择价格便宜、加工成本低的材料,其中材料成本问题是经济性选材原则的核心。
三、模具材料与性能
1、模具材料概述
模具是制造技术的核心,工业要发展,首先要发展模具工业。
模具作为国民经济的基础工业,涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业,量大面广,品种繁多。
模具材料的主要性能指标有:强度、硬度、塑性、韧性和疲劳抗力。
而模具的主要失效形式是断裂、过量变形、表面损伤和冷热疲劳,影响模具寿命的也有很多因素。
2、冷作模具零件的失效形式
(1)冷作模具的工作条件主要有:a 冷冲裁模的工作条件 b 冷弯曲模的工作条件 c 冷拉深模的工作条件 d 冷镦模的工作条件 e 冷挤压模的工作条件。
(2)冷作模具的失效形式主要有:a 断裂失效 b 变形失效 c 磨损失效
d 咬合失效
e 啃伤失效。
(3)各类冷作模具的失效特点有: a 冷冲裁模,主要是磨损 b 冷拉深模,主要是咬合失效 c 冷镦模,主要是开裂、折断 d 冷挤压模,凸模主要是折断、疲劳断裂、塑性变形及磨损;凹模主要是胀裂及磨损。
3、冷作模具材料的性能要求。
主要性能指标包括:耐磨性能、变形抗力、断裂抗力、咬合抗力、受热软化抗力。
四、冷作模具材料
冷作模具钢是应用最广的冷作模具材料。
按化学成分、工艺性能和承载能力
可将冷作模具钢分类为:
低淬透性冷作模具钢:T7A、T8A、T10A、T12A、8MnSi、Cr2、9Cr2、Cr06、GCr15、CrW5。
低变形冷作模具钢:9Mn2V、CrWMn、9SiCr、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo。
高耐磨微变形冷作模具钢:Cr12、Cr12Mo1V1(D2)、Cr12MoV、Cr5Mo1V、Cr4W2MoV、Cr12Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr6W3Mo2.5V2.5。
高强度高耐磨冷作模具钢:W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N。
高强韧性冷作模具钢:6W6Mo5Cr4V、65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)、7Cr7Mo2V2Si (LD)、7CrSiMnMoV(CH-1)、5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)、6CrNiSiMnMoV(GD)、8Cr2MnWMoVS。
高耐磨高强韧性冷作模具钢:9Cr6W3Mo2V2(GM)、Cr8MoWV3Si(ER5)。
特殊用途冷作模具钢:9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4、1Cr18Ni9Ti、5Cr21Mn9Ni4W、7Mn15Cr2Al3V2WMo。
冷冲模几种常见材料
(一)碳素工具钢
T7A为高韧性碳素工具钢,其强度及韧性都较高,适合制作易脆断的小型模具或承受冲击载荷较大的模具;T10A是最常用的钢材,是性能较好的代表性碳素工具钢,耐磨性也较高,经适当热处理可得到较高强度和一定韧性,合适制作要求耐磨性较高而承受冲击载荷较小的模具。
T8A淬透性、韧性等均优耐磨性也较高,适合制作小型拉伸、挤压模。
(二)低合金工具钢
低合金工具钢,是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。
这样可以降低淬火冷却速度,减少热应力和组织应力,减少淬火变形及开裂倾向,钢的淬透性也明显提高。
用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn2、7CrSiMnMoV、6CrNiMnSiMoV等。
CrWMn钢具有较好的淬透性,淬火变形小,但是其耐磨性、强韧性、变形要求等仍不能满足形状复杂的冷作模具的需要。
(三)高碳高铬冷作模具钢
高碳高铬冷作模具钢包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1具有高硬度、高强度、高耐磨性、易淬透、稳定性高、抗压强度高及淬火变形小等优点。
高碳高铬钢经锻造后的毛坯硬度较高内应力较大,必须进行退火处理。
高碳高铬钢在回火过程中,会出现马氏体分解、碳化物聚集和残余奥氏体的转变。
工业生产中,常采用2~3次回火,以改善前次回火残余奥氏体转变为初生马氏体的韧性,从而提高钢的韧性。
Cr12 型钢强度和耐磨性较高,但其碳化物不均匀性比较严重,使用中脆断倾向很大,韧性较低。
综合力学性能要求更高的模具,常用的替代钢种是高速钢。
(四)高速钢
高速钢具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性,采用低温淬火、快速加热等工艺措施,可以有效地改善其韧性。
因此,高速钢越来越多地应用于要求重载荷、高寿命的冷作模具。
高速钢合金元素含量高,价格贵,工艺性能不佳,脆性较大,使其应用受到一定限制。
钨钼系高速钢,因其含碳化物分布较均匀,颗粒细小,W6Mo5Cr4V2钢的韧性优于W18Cr4V钢,故应用比较广泛。
高强韧性降碳减钒的高速钢6W6Mo5Cr4V,由于适当地减少了碳与钒的含量,其抗弯强度与塑性、冲击韧性等都显著提高,而硬度与二次硬化能力都得以保持。
(五)基体钢
模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL 等。
基体钢被广泛地应用于制造冷挤压、厚板冷冲和冷镦等模具,特别适于制造难变形材料用的大型复杂模具,也可以用作黑色金属的热挤压模具,是一类冷热兼用的模具钢。
随着高速多工位自动冷镦机的普遍使用,以及高强度钢和高韧性不锈钢冲压件的广泛应用,冷冲模服役条件更加恶劣,采用电渣重熔并进行复合强化的012Al基体钢冷冲模,可显著提高使用寿命。