Ymchwilio a Chymhwyso Statws Datblygu Ewyn Metel

Mae ewyn metel yn ddeunydd metel mandyllog sy'n ffurfio nifer o swigod yn y matrics metel, a elwir hefyd yn ewyn metel mandyllog. Oherwydd bod ganddo briodweddau metel a rhai priodweddau ffisegol arbennig nad ydynt yn-fetelau, mae wedi cael sylw eang gartref a thramor. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gwnaed cynnydd mawr yn yr ymchwil ddamcaniaethol ar ddatblygu, cymhwyso a datblygu metel ewyn a'i briodweddau strwythurol.

1. Trosolwg o ddatblygiad metel ewyn gartref a thramor

Ers i SOSNIK yn yr Unol Daleithiau ychwanegu mercwri i alwminiwm am y tro cyntaf i gynhyrchu alwminiwm ewynnog ym 1948, mae ymchwilwyr wedi gwneud llawer o waith ar baratoi, ymchwil perfformiad, a datblygu cymhwysiad metel ewynog. Mae'r system ddull yn sefydlog yn gyffredinol, y gellir ei rannu'n ddull castio, dull dyddodiad metel, dull meteleg powdr, dull dyddodiad chwistrellu, ac ati Yn eu plith, y dull castio yw'r mwyaf darbodus, ac mae wedi gwneud cynnydd mawr mewn cymhwysiad ymarferol yn ddiweddar blynyddoedd. Er enghraifft, mae'r American Roa Company a'r Unol Daleithiau a Japan wedi llwyddo i gynhyrchu'r graddau aloi plwm o broffiliau alwminiwm ewyn 7075 ac ALMAG35 trwy'r dull ewyno uniongyrchol a'r dull castio buddsoddiad yn y drefn honno.

O ymddangosiad ewyn metel i'r 1970au a'r 1980au, canolbwyntiodd yr ymchwil yn bennaf ar baratoi ewyn metel. Er enghraifft, mae ateb y broblem o gynnydd gludedd wrth baratoi ewyn alwminiwm ysgogiad mawr ar gyfer paratoi ewyn alwminiwm; yn ogystal, mae cynnig a chymhwyso'r mecanwaith craidd swigen yn ddatblygiad gwych wrth baratoi metel ewyn. Mae'r ddamcaniaeth fel ychwanegu asiant cnewyllol yn y broses solidification o fetel, sy'n ei gwneud yn bosibl ffurfio ewyn metel yn uniongyrchol.

Nawr mae cynhyrchu alwminiwm ewynnog wedi gallu cynhyrchu'n barhaus o'r broses ewyno i'r broses ffurfio.

(A) Ar gyfer cynhyrchu alwminiwm mawr yn barhaus; (B) Ar gyfer cynhyrchu parhaus o blatiau mawr gyda thrwch penodol; (c) Ar gyfer castiau y gellir eu defnyddio i gynhyrchu siâp penodol; (D) Ar gyfer cynhyrchu parhaus o castio siâp penodol. Y dull hwn yw cael ewyn metel tawdd sefydlog yn ôl y theori craidd swigen, ac yna ei dynnu allan i'w fowldio i gael cynnyrch gorffenedig o'r siâp a ddymunir.

Ar y llaw arall, mae gwahanol wledydd wedi buddsoddi llawer o weithlu ac adnoddau materol i wella priodweddau metel ewyn, ac mae'r cynnwys ymchwil yn bennaf yn cynnwys aloi, triniaeth wres, atgyfnerthu ffibr neu ddulliau atgyfnerthu eraill o fetel ewyn. Yn eu plith, y deunydd ewyn hydraidd cryfder uchel Gasser a ddatblygwyd gan y metelegydd Shapovalov o Wcrain yw'r mwyaf nodweddiadol. Mae gan y deunydd hwn radd uchel o gyfanrwydd strwythurol ac mae ganddo gryfder ac anystwythder llawer uwch na deunyddiau ewyn mandyllog confensiynol.

Yn ogystal, yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae astudiaeth systematig o ewynau metel hefyd wedi'i chynnal mewn theori. Yn gyntaf oll, yn yr ymchwil ar baramedrau strwythurol ewyn metel, mae pobl yn teimlo'n gynyddol hynodrwydd ewyn metel mewn strwythur ffisegol, nid yn unig yn ddeunydd strwythurol, ond yn ddeunydd amlswyddogaethol gyda llawer o briodweddau ffisegol. Gellir darganfod ei briodweddau arbennig o'i strwythur. Er enghraifft, mesur ac ymchwilio i fandylledd agored a mandylledd caeedig mandyllau metel ewyn, mesuriad ystadegol maint mandwll, mesur arwynebedd arwyneb penodol a dylanwad y paramedrau hyn ar berfformiad metel ewyn. Yn ail, mae'n ymwneud ag astudio priodweddau metel ewyn, megis nodweddion dadffurfiad, nodweddion amsugno sain a nodweddion ffrithiant mewnol dampio metel ewyn. Mae'r astudiaethau hyn yn darparu sylfaen ddamcaniaethol ar gyfer ymchwil gymhwysol.

Mae cyflawniadau gwych wedi'u gwneud wrth gymhwyso ac ymchwilio i fetel ewyn, ac mae darnau bach a mawr wedi'u paratoi a mynd i mewn i'r cam o gynhyrchu a chymhwyso treial. Er enghraifft, mae'r ewyn alwminiwm a gynhyrchir gan Japan's Sumitomo Electric Co., Ltd. yn cael ei ddefnyddio i gynhyrchu rhai rhannau o automobiles sy'n gallu gwrthsefyll gwres a chrafiadau; ar reilffyrdd, defnyddir ewyn alwminiwm i wneud waliau gwrthsain ar gyfer -ystafelloedd cynhyrchu pŵer aerdymheru. Yn ogystal, mae alwminiwm ewynog hefyd yn cael ei ddefnyddio fel deunydd dyfais atal sioc ar gyfer offerynnau manwl.

Dim ond yn yr 1980au y dechreuodd ymchwil domestig ar fetel ewyn. Ar ôl mwy na 10 mlynedd o archwilio ac ymchwil, mae rhai unedau ymchwil megis Prifysgol De-ddwyrain, Academi Gwyddorau Guizhou, Prifysgol Technoleg Dalian, Ffatri Prosesu Alwminiwm De-orllewin wedi meistroli'r dull cynhyrchu metel ewyn i ddechrau. Yn eu plith, Prifysgol De-ddwyrain ac Academi Gwyddorau Guizhou yw'r rhai mwyaf datblygedig. Yn benodol, mae Academi Gwyddorau Guizhou wedi llwyddo i gynhyrchu proffiliau ewyn alwminiwm ar raddfa fawr trwy ddefnyddio'r dull ewyno uniongyrchol gydag asiantau ewyn rhad. Ar ôl profi gan Sefydliad Acwsteg yr Academi Gwyddorau Tsieineaidd ac unedau eraill, mae'r amsugno sain, cysgodi, amsugno sioc ac effeithiau ymwrthedd effaith, disgyrchiant penodol A dangosyddion perfformiad eraill, wedi cyrraedd dangosyddion cynhyrchion tramor tebyg. Ar hyn o bryd, mae Prifysgol De-ddwyrain yn weithgar iawn yn yr ymchwil ar baratoi a phriodweddau metel ewynnog. Maent yn canolbwyntio'n bennaf ar baratoi alwminiwm ewynog trwy'r dull tryddiferiad, ac maent wedi cynnal arbrofion efelychu ar y dull tryddiferiad ac wedi paratoi'r alwminiwm ewynog trwy'r dull tryddiferiad. Mae deunyddiau cyfansawdd polymer, Prifysgol Technoleg Hebei wedi llwyddo i baratoi ewyn haearn toddi uchel trwy ychwanegu cyfryngau ffurfio mandwll, a chael canlyniadau boddhaol.

O ran paratoi metel ewyn, mae yna lawer o ymchwil domestig ar ddull ewyno, dull metelegol a dull trylifiad, ac yn y bôn maent wedi dal i fyny â lefel gwledydd datblygedig tramor, ond mae'r ymchwil ar ddull cynhyrchu parhaus yn dal yn wag, a angen ei ddatblygu i addasu i amodau domestig. Dull cynhyrchu parhaus.

O ran perfformiad damcaniaethol, mae ymchwil domestig yn gymharol gynnar, ac mae'r maes ymchwil yn y bôn ar y lefel flaenllaw ryngwladol, megis mesur paramedrau strwythurol metel ewyn, perfformiad lleihau sŵn, perfformiad amsugno sain o dan y dŵr, perfformiad dampio, ac ati. mae llawer o waith ymchwil wedi'i wneud, a chafwyd canlyniadau sylweddol. Mae nifer y mandyllau yn y metel ewyn yn enfawr ac mae'r meintiau'n wahanol. Mae'n anodd iawn mesur y paramedrau strwythurol hyn â llaw. Yn y llenyddiaeth, mae gwybodaeth graffig y metel ewyn yn cael ei fewnbynnu i'r cyfrifiadur ac mae prosesu data yn cael ei berfformio i fesur diamedr cyfartalog a dosbarthiad maint mandwll y mandyllau. Mae'n datrys y broblem o fesur paramedrau strwythurol metel ewyn. Mae ewyn metel yn fath o ddeunydd ysgafn a dampio uchel gyda hadau amsugno ynni uchel. Ei nodwedd dampio yw ffrithiant mewnol aflinol sydd â chysylltiad agos ag osgled straen, ond nid oes ganddo unrhyw berthynas arwyddocaol ag amlder straen. Dim ond ym 1998 y cafwyd adroddiad ar yr ymchwil yn y maes hwn dramor.

O ran cymhwysiad, ychydig o ymchwil domestig sydd. Er bod yr ymchwil ar berfformiad damcaniaethol wedi cynnig llawer o bosibiliadau cymhwysiad, mae wedi'i ddatgysylltu o ddatblygu cymhwysiad, ac nid oes adroddiad ar gymhwyso metel ewyn.

2. Statws paratoi haearn ewynnog

Er bod gan ewyn metel hanes o bron i 50 mlynedd, mae ymchwil a datblygu ewyn metel yn seiliedig yn bennaf ar fetelau ysgafn, yn enwedig yr ymchwil ar alwminiwm ewynog yw'r mwyaf helaeth. Mae hyn oherwydd pwynt toddi isel alwminiwm a'i aloion, priodweddau castio da, a thrin metel tawdd yn hawdd. Yn ogystal, mae'r deunyddiau y gellir eu defnyddio i wneud metel ewyn yn cynnwys metelau pwynt toddi isel fel cu, Zn a'u aloion, ond mae'r deunyddiau hyn yn llawer llai helaeth nag ymchwil a datblygiad ewyn alwminiwm.

Ar gyfer ymchwil ewyn metel pwynt toddi uchel, mae aloion wedi'u seilio ar Ni, Ti- a D- yn bennaf, a'r dull cynhyrchu yn bennaf yw sintro meteleg powdwr. Dim ond yn y blynyddoedd diwethaf y mae adroddiadau yn hyn o beth wedi ymddangos, megis defnyddio aloion Ni- i gynhyrchu electrodau mandyllog tenau.

Mae'r adroddiadau ymchwil ar haearn ewynog hyd yn oed yn fwy prin, dim ond ychydig o adroddiadau cysylltiedig ar haearn sy'n cynnwys metel ewyn aur Taiwan a ddarganfuwyd, un yw Cu-Fe. Cynhyrchu metel ewyn sn, lle mae'r cynnwys Fe (ffracsiwn màs) yn 60 y cant i 80 y cant, ac mae'r cu yn 10 y cant i 30 y cant, a geir trwy sintro meteleg powdr, a'i fandylledd yw 10 y cant i 35 y cant [3U]; Fe{9}}Cr-AI arall. Mae RE Taijin, Fe yn cyfrif am 70 y cant ~ 8O y cant, hefyd wedi'i gynhyrchu trwy ddull sintro, mae Fe yn bodoli ar ffurf ffibrau"; mae yna hefyd bowdr Fe ac roedd powdr metel arall yn glynu wrth strwythur grid resin gludiog, ac yna'n cael ei sinteru i gael taflen ewyn metel tenau, a ddefnyddir fel electrod Yn ogystal, mae adroddiadau ar baratoi ewyn haearn gan y dull tryddiferu, ac adroddiadau ar baratoi ewyn haearn gan y dull pêl wag, ond nid ydynt wedi cael eu poblogeiddio .

Mewn gair, dim ond yn ei ddyddiau cynnar y mae paratoi a chymhwyso ewyn haearn sy'n toddi yn uchel, ac mae'r dull yn gymharol gymhleth a syml. Felly, mae angen ymchwilio a datblygu dulliau paratoi ar gyfer ewyn haearn sy'n toddi'n uchel a metelau pwyntio uchel eraill a'u aloion, er mwyn eu defnyddio cyn gynted â phosibl. Mae'r deunydd swyddogaethol hwn gyda llawer o briodweddau arbennig yn cyfrannu at ddynolryw.

3. Nodweddion a chymwysiadau ewyn metel

Gan fod llawer o dyllau yn y metel ewyn, bydd maint, nifer, unffurfiaeth, cysylltedd a chau'r tyllau yn effeithio ar ei berfformiad.

3.1 Paramedrau a nodweddion strwythurol

1) Maint mandwll: Mae maint mandwll yn gyffredinol yn cyfeirio at ddiamedr cyfartalog pores, sef paramedr sylfaenol metel ewyn. Mae maint mandwll metel ewyn yn gyffredinol yn fwy, O. 1-10 mm neu fwy (yn gyffredinol, nid yw agoriad meteleg powdr metel yn fwy na 0.3mm).

2) Cyfanswm mandylledd, mandylledd effeithiol: Mae cyfanswm mandylledd yn cyfeirio at gymhareb y cyfaint a feddiannir gan mandyllau i gyfanswm y cyfaint (y gellir ei gael trwy'r dull pwyso). Gan nad yw pob mandyllau wedi'u cysylltu â'i gilydd, gelwir cymhareb y mandyllau cysylltiedig â chyfanswm y cyfaint yn fandylledd effeithiol. Dim ond pan fydd holl mandyllau yn gysylltiedig, mae cyfanswm mandylledd L yn hafal i'r mandylledd L effeithiol. Mae mandylledd ewyn metel yn gymharol uchel, ac mae ei fandylledd rhwng 40 y cant a 90 y cant.

3) Trwy mandylledd: cymhareb diamedr sianel mandwll cyfartalog i ddiamedr mandwll cyfartalog ar unrhyw adran yw'r mandylledd trwodd.

4) Disgyrchiant penodol ac arwynebedd penodol: mae disgyrchiant penodol metel ewyn yn ysgafn. Yn gyffredinol dim ond 1/10-3/5 o'r un cyfaint o fetel. Mae ei arwynebedd arwyneb penodol yn fwy, sef lO-40cm²/cm³

3.2 Nodweddion perfformiad

3.2.1 Pwysau ysgafn a disgyrchiant penodol bach

Oherwydd bodolaeth llawer o dyllau mawr a bach yn y matrics metel, mae'r deunydd hwn yn amlwg yn ysgafn o ran pwysau. Mae'r disgyrchiant penodol yn fach. Mae disgyrchiant penodol alwminiwm ewynnog yn amrywio o {{{{}}}}.2 i 0.5 g/cm, a dim ond 1/10 o werth alwminiwm yw ei werth cyfartalog.

3.2.2 Priodweddau mecanyddol

Mae cryfder tynnol metel ewyn yn gymharol isel. Mae'r cryfder penodol hefyd yn gymharol isel, ond mae'r cryfder cywasgol a'r cryfder hyblyg yn uchel. Nid yw cryfder tynnol alwminiwm ewynnog ond tua 1/100 o gryfder alwminiwm, ac mae cryfder penodol tua 1/10 o gryfder alwminiwm. Mae gan alwminiwm ewynnog severability isel. Er enghraifft, nid oes gan ewyn alwminiwm hydwythedd alwminiwm metel, ac nid oes bron unrhyw ddadffurfiad plastig yn digwydd o dan bwysau. Mae modwlws elastig alwminiwm ewynog a fesurir trwy brawf plygu tua 1/50-1/100 o aloi alwminiwm.

3.2.3 Nodweddion amsugno egni sioc

Mae gan y deunydd metel ewyn rwydwaith unigryw, strwythur mandyllog nad yw'n gyfeiriadol, a dim effaith adlamu. Trwy brawf straen-straen y deunydd hwn, canfyddir bod ei straen yn llusgo y tu ôl i'r straen yn gryf, ac yn y straen cywasgol-llinell straen gromlin E Yn cynnwys llwyfandir hir, mae ewyn metel yn ddeunydd gydag eiddo amsugno ynni effaith uchel.

3.2.4 Priodweddau thermoffisegol

Yn gyffredinol, mae gan fetel ewynnog wrthwynebiad gwres uchel, hyd yn oed os yw'r tymheredd yn cyrraedd pwynt toddi yr aloi sylfaen, ni fydd yn diddymu. Er enghraifft, mae gan aloion ALMAG ystod tymheredd o 560-640. C, ond mae'r aloi ewyn aloi ALMAG yn cael ei gynhesu i 1400 yn yr atmosffer. Nid yw C yn hydoddi ychwaith.

3.2.5 Perfformiad trawsyrru

Mae athreiddedd yn fforch-nodweddiadol o -ewyn metel cell. Trwy addasiad y strwythur mandwll metel ewyn (fel mandylledd, maint mandwll, trwy mandylledd, ac ati). Gellir cael deunyddiau metel ewynnog gyda gwahanol ofynion athreiddedd.

3.2.6 Acwsteg a Thrydan

Ar gyfer ewyn metel trwodd -, pan fydd y don sain yn cyffwrdd â'r arwyneb metel, mae'n mynd i mewn i dwll yr ewyn metel trwy adlewyrchiad gwasgaredig, ac mae dirgryniad mewnol y metel yn trosi'r egni sain yn egni gwres, sy'n chwarae a rôl mewn lleihau sŵn. Defnyddiwyd tonnau electromagnetig i brofi metel ewyn, a chanfuwyd bod metel ewyn hefyd yn cael yr effaith o amsugno tonnau electromagnetig, felly roedd metel ewyn hefyd yn cael effaith cysgodi ar donnau electromagnetig.

3.3 Cymhwyso metel ewyn

O ystyried y gwahanol fathau o fetel ewyn a grybwyllir uchod, mae yna lawer o feysydd cais cyfatebol o fetel ewyn. Mae'r angen am gais hefyd yn arwyddocâd datblygiad y math newydd hwn o ddeunydd.

3.3.1 Defnyddio priodweddau thermoffisegol rhagorol

Mae gan fetel ewynnog arwynebedd arwyneb penodol mawr, a gellir ei ddefnyddio i wneud cyfnewidwyr gwres a rheiddiaduron ar gyfer metel ewynog trwy -gell; ar gyfer-metel ewyn cell caeedig, gellir ei ddefnyddio fel deunydd inswleiddio thermol.

3.3.2 Defnyddio nodweddion amsugno egni sioc

Mae'n un o'r defnyddiau pwysig o fetel ewyn ar gyfer gweithgynhyrchu byfferau ac siocleddfwyr. Mae ei gymwysiadau'n amrywio o faffl trawiad y car i offer glanio'r llong ofod, ac fe'i defnyddiwyd yn llwyddiannus mewn codwyr, padiau diogelwch cludo, ac ynni-amsugno leinin ar gyfer tariannau llifanu cyflymder uchel. .

3.3.3 Defnyddio athreiddedd

Gan ddefnyddio athreiddedd ewyn metel, gellir ei ddefnyddio fel deunydd pwysig ar gyfer paratoi hidlwyr. O'i gymharu â meteleg powdr metel mandyllog, mae ganddo nodweddion maint mandwll mawr a mandylledd uchel, ac mae gan yr hidlydd a wneir ag ef ystod eang o gymwysiadau, y gellir eu defnyddio i hidlo gronynnau solet o lifau aer hylif, aer neu aer arall.

3.3.4 Defnyddio priodweddau acwstig ac electromagnetig

Gan ddefnyddio priodweddau amsugno sain metel ewyn, fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer lleihau sŵn a lleihau sŵn, megis mufflers gwanhau ar gyfer gweithfeydd pŵer stêm, offer niwmatig, ceir, ac ati. Yn Japan, cafwyd canlyniadau addawol yn Japan. -ystafelloedd generadur trenau cyflym, stiwdios recordio radio, ac amsugno sain Shinkansen.

3.3.5 Defnyddiau eraill

Gellir defnyddio metel swigen hefyd yn y diwydiant adeiladu, megis rhannau addurnol mewnol ac allanol adeiladau, llenfuriau, waliau, ac ati; gellir ei ddefnyddio hefyd fel stondin gyfrifiadurol; blychau pecynnu amrywiol, ac ati … Gan ddefnyddio ymwrthedd tân metel ewyn, gellir ei ddefnyddio ar gyfer deunyddiau anhydrin mewn diwydiannau megis adeiladu; neu trwy brosesu ei dyllau, gellir ei ddefnyddio ar gyfer deunyddiau gwrth-fflam. Mewn diwydiant cemegol, gellir ei ddefnyddio fel cludwr catalydd. Yn ogystal, gellir defnyddio ewyn metel hefyd fel electrod mandyllog.

I grynhoi, mae cymhwyso metel ewyn yn eithaf helaeth, gellir ei ddefnyddio mewn sawl maes megis diwydiant adeiladu, diwydiant hedfan, diwydiant cyfrifiadurol, diwydiant cludo a phecynnu, a chyda gwelliant parhaus proses gynhyrchu metel ewyn a'i ymchwil a datblygiad Gyda'r dyfnhau parhaus, mae maes cymhwyso metel ewyn yn dal i ehangu. Felly, mae gan ymchwil a datblygiad metel ewyn werth cymhwysiad ymarferol gwych.