1. Augstākās klases metālu materiālu klasifikācija
Jaunos metāla materiālus var iedalīt augstas veiktspējas metāla konstrukcijas materiālos un metāla funkcionālajos materiālos atbilstoši to funkcijām un pielietojuma jomām. Augstas veiktspējas metāla konstrukcijas materiāli attiecas uz jauniem metāla materiāliem ar augstāku augstas temperatūras izturību, izturību pret koroziju, augstu elastību un citām īpašībām, salīdzinot ar tradicionālajiem konstrukcijas materiāliem, galvenokārt ieskaitot titānu, magniju, cirkoniju un to sakausējumus, tantala niobija, cietos materiālus utt. , kā arī augstas klases speciālais tērauds, alumīnija jauni profili utt. Metāla funkcionālie materiāli ir materiāli, kas var palīdzēt realizēt optiskās, elektriskās, magnētiskās vai citas īpašas funkcijas, tostarp magnētiskie materiāli, metāla enerģijas materiāli, katalītiskās attīrīšanas materiāli, informācija materiāli, supravadoši materiāli, funkcionālie keramikas materiāli utt.
Salīdzinājumā ar citiem materiāliem retzemju metāliem ir lieliskas fizikālās īpašības, piemēram, gaisma, elektrība, magnētisms un katalīze. Pēdējos gados to pielietojums jaunās jomās ir strauji pieaudzis. Starp tiem pastāvīgo magnētu materiāli ir vissvarīgākā retzemju izmantošanas lauku daļa. 2009. gadā pastāvīgo magnētu materiāli Tas veido 57% no kopējā jauno retzemju materiālu patēriņa. Valsts jaunās nozares politikas virzīts, jauni enerģijas transportlīdzekļi, vēja enerģijas ražošana, enerģiju taupoša sadzīves tehnika un citas jomas veicinās strauju pieprasījuma pieaugumu pēc retzemju pastāvīgo magnētu materiāliem NdFeB magnētiem.
Spriežot pēc jaunu materiālu attīstības tendences pasaulē, tērauda materiālu un krāsaino metālu materiālu ražošana ir attīstījusies īsa procesa, augstas efektivitātes, enerģijas taupīšanas, tīrības, augstas veiktspējas un daudzfunkciju virzienā. Konstrukciju materiāli, kuru galvenā funkcija ir kravu pārvadāšana (piemēram, vilcieni, automašīnas, lidmašīnas). Pēdējos gados automobiļu tērauds no vispārējā tērauda ir attīstījies uz augstas stiprības leģēto tēraudu, alumīnija sakausējumu vai īpašu augstas stiprības Mg sakausējumu. Augstas stiprības Ti sakausējumam ir svarīga loma augstas stiprības tēraudā, un nerūsējošais tērauds mēdz aizstāt oglekļa tēraudu. Al sakausējumi un vispārējais tērauds, ko izmanto militārajās lidmašīnās, tiek aizstāti ar uzlabotiem Ti sakausējumiem un polimēru matricas kompozītmateriāliem. Tālāk ir nepieciešams izstrādāt ar oglekļa šķiedru pastiprinātus kompozītmateriālus vai kompozītus uz Al bāzes. Strukturālo materiālu galvenā daļa ir:
(1) Tērauds
Dzelzs un tērauda materiāliem, īpaši augstas kvalitātes tēraudam ar daudzfāzu struktūru un sarežģītu sastāvu, ir svarīgas pielietojuma perspektīvas un potenciālās priekšrocības, un ir jāveic atbilstoši fundamentālie pētījumi. Nanomēroga starpslāņu struktūru, tekstūru un graudu robežas un saskarnes, kas savieno mikro un nanotehnoloģijas, var uzskatīt par svarīgiem tērauda materiālu uzlabošanas veidiem.
(2) Alumīnija sakausējums
Materiāli uz alumīnija bāzes un atbilstošais nokrišņu cietināšanas efekts izraisa augstas stiprības alumīnija sakausējumu rašanos. Saistītais tehniskais process ir attīstīts par "nogulsnēšanas zinātni", kas ietver kristāla struktūru saskaņošanu starp "fāzēm" un sakausējumu stabilitāti, jo īpaši novecojošo sakausējumu stabilitāti. Īpašības tieši ietekmē aviācijas vai kosmosa lietojumus, tāpēc to var uzskatīt par svarīgu jautājumu Al sakausējumu pamatpētījumos.
(3) Magnija sakausējums
Magnijs un magnija sakausējumi tiek plaši izmantoti metalurģijā, automobiļos, motociklos, aviācijā, optiskajos instrumentos, datoros, elektronikā un sakaros, elektriskajos, pneimatiskajos instrumentos un medicīnas iekārtās un citās jomās. Magnija sakausējums ir vieglākais inženiertehniskais strukturālais materiāls. Tas 21. gadsimtā ir pazīstams kā jauna veida "zaļais inženiertehniskais materiāls" un "zaļais inženiertehniskais materiāls" tā izcilās siltumvadītspējas, vibrācijas samazināšanas, pārstrādājamības, pretelektromagnētisko traucējumu un izcilās ekranēšanas veiktspējas dēļ. Vecuma metāls".
(4) Titāna sakausējums
Titāna sakausējumiem ir svarīga loma militārās vai civilās aviācijas nozaru attīstībā. Daudzfāzu nanomēroga slāņveida mikrostruktūras problēmai ir liela nozīme augstas stiprības Ti bāzes sakausējumu īpašībām, un tā kļūs par galveno faktoru jaunu Ti saturošu sakausējumu projektēšanā.