材料图传 课件.ppt
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1、 材料图传之材料后传1ppt课件3.1超级钢领军未来金属材料 1997年日本首先提出“超级钢”的概念,未来20年,超级钢将引领所以金属结构材料的发展。我国继成为第一产钢打过之后,大力研发超级钢,2005年我国超级钢已达到400万吨,20年后,全球超级钢产量可超亿吨,我国需努力在4000万吨以上。2ppt课件什么是超级钢呢?超级钢是在压轧时把压力增加到通常的5倍,并且提高冷却速度和严格控制温度的条件下开发成功的。其晶粒直径仅有1微米,为一般钢铁的1/101/20,因此组织细密,强度高,韧性也大,而且即使不添加镍、铜等元素也能够保持很高的强度。思考:还有什么钢呢?3ppt课件超级钢的应用4ppt课
2、件超级钢面临的问题一、技术问题 超级钢的生产要引起成本的提高,这是涉及价格变动和市场供需的变化。二、是细晶化相关理论问题 不同含碳量、不同合金元素含量钢种的细晶化机制有明显差异,进一步深化理论研究,获得认识的进步的推进超级钢发展的重要内容。三、相关工艺问题的研究 如超级钢化学冶金与细晶化的关联,提高超级钢的均质工艺,超级钢的焊接问题等等5ppt课件3.2未来钢铁材料的发展 1997年提出的“超级钢”其实并不限于建筑用钢,还包括汽车这种最活跃的机器钢材和不锈、耐热钢等。例如:机器用钢要求高耐磨、耐疲劳性;船舰甲板要求高耐腐蚀性;货箱用钢要求高强度、高耐大气腐蚀性6ppt课件3.3守卫人类安全的核
3、防护材料 自1951年美国首次利用核能发电以来,世界核电已有50多年的发展历史。截止2005年底,全世界核电机组共有440多台,发电量约在世界总电量的16%,对解决化石能源枯竭、减伤CO2排放发挥了重要作用。7ppt课件核电的利与弊 20年后化石能源更加紧缺,利用核能的大方向不会变,核能的安全应用将会是永恒的主题。其中核电站用防护材料的开发是关键。其中锆合金的材料性能提升和技术更新将成为核心的开发内容。人类历史上最严重的两次核电事故和各国核电的比例 8ppt课件合理安全利用核能的核心 1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号反应堆爆炸,据估算,核泄漏事故的核辐射污染量相当于广岛原子弹爆炸的1
4、00倍。所以核电的安全利用的一个无法回避的问题。而作为关键防护材料的锆合金,又有哪些特性呢?锆合金是热中子吸收率小、热导率高、综合机械性能好,有具有良好的加工性能以及与UO2的相容性好,尤其是对高温水、高温水蒸汽具有良好的抗腐蚀性能和足够的热强性。因此被广泛的用作水冷动力堆的包壳材料和堆芯的结构材料。成为核电站重要的防护材料。9ppt课件3.4轻金属更受青睐人类致力于克服引力,离开地球,对于材料的追求的出于这样的愿望。没有最轻,只有更轻。Al-Li合金是更轻的铝合金,相对密度约2.5,是世界航空航天业开发的合金。在从海水萃取Li技术成熟后,Li将降价。Al-Li合金也会进入汽车,以降低汽车重量
5、。10ppt课件Mg合金是金属中密度最低的材料,所以在航空航天领域有特殊的应用优势。镁合金是天生的航空材料 11ppt课件3.5对钛合金的期待 钛是综合性能最好的低密度金属。20年后,通过降低钛合金的生产成本,使其用途不仅在航空航天业中有更大的增长,而且在此基础上进一步扩大到更多的部门。12ppt课件钛合金与复合材料相比,孰强孰弱?看谁优势更大、综合实力更强、性能/价格比更高。首先复合材料也并不便宜,而且链接问题很多、回收很难、耐热性有限。而这三点都是钛合金的强项,有很强的竞争力。钛合金是一种可以铸造,有可以进行多种压力加工的材料。板、管、梁、带等都能制造。然而这也并不代表钛合金就比复合材料强
6、,因为复合材料也有很多钛合金不具备的特性,而且两个材料都在不断的研究当中,我们完全可以拭目以待。13ppt课件3.6期望轻质化合物材料 金属间化合物多数密度较小,而钛的铝化物又是密度极小的材料,所以受到各方面的关注。2011年法国布加迪威龙16.4号称“陶瓷汽车”,采用陶瓷、铝、钛、玻璃纤维、碳纤维等轻质材料制造,像一件完美的艺术品。价值1600万元,是全球唯一的一辆。14ppt课件3.7挑战金属特种工程塑料 各种纤维强化聚合物的强度令人刮目相看。其实没有纤维的强化,工程塑料也能挑战金属材料。特种工程塑料是专门开发或进一步改进的高力学性能、耐热高达150C以上的工程塑料。特种塑料是挑战金属材料
7、的主要品种。有PPS聚苯硫醚、PAR聚芳酯、PI聚酰亚胺、PEAK聚芳醚酮等几十种,未来将向更高强度更高温度发展。15ppt课件所谓特种工程塑料是耐热性更好吗?它们是怎样的塑料 比工程塑料更好的是特种工程塑料,产量更少,价格也更加昂贵。它们也叫做高性能工程塑料,是综合性能更高,长期使用温度在150C以上的工程塑料,主要用于高科技、军事和航空航天等用途。有PPS聚苯硫醚、PAR聚芳酯、PI聚酰亚胺、PEAK聚芳醚酮等品种。PPS是结晶型的高刚性白色聚合物,耐热性高,是机械强度、刚性、阻燃性、耐化学性、尺寸稳定性等都极优的树脂,尤其是以耐磨性,抗蠕变性,阻燃性为优。高温、高湿下仍可保持良好的绝缘性
8、。16ppt课件3.8工程塑料用于3C产品 工程塑料及特种工程塑料是低密度材料,强度和耐热性的不断提高使其成为轻金属的优劣竞争者,未来几十年其使用温度将进一步提高,而3C产业将是工程塑料及特种工程塑料的主要应用领域,我国基础尚薄弱,是需重点研发的领域。17ppt课件工程塑料盒特种工程塑料这么重要,未来发展趋势会如何呢?塑料目前在家电中的用量已占到总原料的40%,随着家电产品日趋轻量化,小型化和个性化,工程塑料的应用将越来越广泛。目前我国工程塑料工业水平尚处于较低水平,大部分3C用的塑料还注意依赖外资企业生产或直接从国外进口。改变国内工业塑料落后现状,是未来几十年的严峻任务。18ppt课件3.9
9、现代工具的悄然变化 20世纪后期因提高生产效率和降低金属消耗的需求,工具出现深刻的变化,金属材料精确加工主要依靠切削的状况发生了根本的转变,压力加工取代切削的变革加速进行。塑料与陶瓷材料的兴起,彻底颠覆了切削思维。模具变成了材料的通用工具。19ppt课件模具已经变成第一重要工具,它是针对所有材料吗?模具依用途大致可划分为:冲压模具、塑料模具、压铸模具、锻造模具、陶瓷及粉尘冶金压制模具等。塑料模具和冲压模具占产值的70%以上,每种模具中都有不同的模具材料,但钢铁材料是模具材料的主流,也有少量的耐热合金合陶瓷材料。高温、高耐热蠕变性的要求将使耐热合金、高熔点金属和陶瓷材料也进入模具材料行列。20p
10、pt课件3.10彻底解决排放之路氢冶金 钢铁冶金的排放大户,高炉炼铁的反应是铁矿石被碳还原,生成物是Fe和CO2,因还原剂是碳故称碳冶金,CO2排放由此而生。如果把还原剂改成氢气,反应产物是铁和水,课实现CO2的零排放。但是彻底解放排放,必须解决氢源的难题。21ppt课件积极推进氢冶金的研究与实验,将逐步走向零排放的目标吗?氢冶金是转变钢铁发展方式的希望所在,是改变钢铁生产高耗能、高污染、高排放的局面的有效、可行的技术措施,也是钢铁工业低碳化的终极性选择。但是,先阶段没有解决大量、高纯度氢资源之前,也必然会长时间存在一个过渡阶段。22ppt课件3.11再制造材料复活之路 针对资源问题,再制造开
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