新技术·新工艺·新材料

文章来源:机械技术系发布时间:2018-12-20浏览次数:60

新技术·新工艺·新材



1.3D打印技术

3D打印即快速成型技术的一种,是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。3D打印带来了世界性制造业革命,以前是零部件设计完全依

赖于生产工艺能否实现,而3D打印机的出现,将会颠覆这一生产思路,这使得企业在生产零部件的时候不再考虑生产工艺问题,无需机械加工或模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体,任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现, 从而极大地缩短了产品的生产周期,提高了生产率。这种技术在珠宝、工程和施工、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、枪支以及其他领域都有所应用。3D打印技术市场潜力巨大,势必成为未来制造业的众多突破技术之一。


2.智能制造

智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。

智能制造是实现整个制造业价值链的智能化和创新,是信息化与工业化深度融合的

进一步提升。智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和人工智能技术。智能制造包括开发智能产品;应用智能装备、构建智能车间、打造智能工厂、践行智能研发、形成智能物流和供应链体系、开展智能管理、推进智能服务,最终实现智能决策。



3.中国首个大型太阳能光热电站正式投运

大型商业化光热示范电站——中广核德令哈50MW光热示范项目正式投入运行,我国由此成为世界上少数掌握大规模光热技术的国家。太阳能光热发电是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺, 从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术,避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可以大大降低太阳能发电的成本。太阳能光热发电是清洁、环保能源,与光伏发电相比具有连续、稳定输出的特点,可以弥补光伏发电的各项短板,是一项具备成为基础负荷电源潜力的新兴能源应用技术,潜力巨大。



4.石墨烯

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性, 在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景, 被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯是已知的最薄、最坚硬的纳米材料,在微电子、光电子和新材料等高技术军

事领域有巨大的应用潜能。经相关研究机构验证,石墨烯不仅具备让人难以置信的光吸收能力,还拥有将吸收光波快速转化为激光的特技,未来凭借石墨烯这个特性能够研制出更耐高温的激光发射器。同时,石墨烯还能用来制造风力涡轮机和战机机翼的复合材料,甚至开发出薄如纸片但超级坚韧的防弹衣。科学家预研,石墨烯必定会成为彻底改变21世纪的黑科技!


4.纳 米 粉 体 材 料

纳米粉体材料是指粒度在100纳米以下的介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。纳米颗粒的成分可以是金属,可以是氧化物,还可以是其他各种化合物。它的尺度大于原子簇而又小于一般的微粒,因此,具有特殊的表面性质。纳米涂层是运用表面技术,将部分或全部含有纳米粉的材料涂于基体,由于纳米粉体的独特表面性质,从而赋予材料新的各种性质。例如:纳米隐身技术,一方面由于纳米颗粒尺寸远小于红外及其雷达波的波长,因此纳米颗粒的透射率就比常规的材料要大得多,从而减少了反射率,避开了探测;另一方面,纳米微粒的表面能比常规材料要多得多,这就使纳米微粒对电磁波的吸收很强,使反射回去的电磁波轻度大大减小从而很难被发现。随着各种探测手段越来越先进,雷达发射电磁波,利用红外探测器可以探测发热体等在以后的军事斗争中,纳米隐身技术就显得尤为重要。

5.形状记忆合金

形状记忆合金是自执行智能材料的一种, 这种合金在一定温度下成形后,能记住自己的形状,当温度降到一定值(相变温度)以下时,它的形状会发生变化;当温度再升高到相变温度以上时,它又会自动恢复原来的形状。记忆合金的基础研究和应用研究已比较成熟。用记忆合金制成了卫星用自展天线,在稍高的温度下焊接成一定形状后,在室温下将其折叠,装在卫星上发射升空。卫星上天后,由于受到强的日光照射,温度会升高,天线自动展开。除此之外,还有人用记忆合金制成了窗户自动开闭器,当温度升至一定程度后窗户自动打开,温度下降时自动关闭。目前形状记忆材料已经形成了相对较大的一个门类,主要分为 :形状记忆合金、形状记忆陶瓷、形状记忆聚合物。


6.智能材料

智能材料(Intelligent material),是一种能感知外部刺激,能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。科学家预言,智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。一般说来,智能材料有七大功能,即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。