印度理工学院 Kharagpur 分校材料科学中心的 S. Ram 博士发表了题为“什么是混合纳米复合材料,它是工程科学和技术”的互动讲座。他的研究兴趣包括开发不同类型的玻璃/陶瓷、磁性陶瓷、金属间化合物、纳米流体、石榴石磁光材料、金属陶瓷、高能量密度磁体、铁氧体、超导体、磁传感器、GMR、GMS 和 GMC 材料、储能材料、固体燃料、纳米结构固体、纤维和复合材料、自旋电子学、光子学。演讲者很好地强调了材料科学与技术在开发材料(尤其是磁性应用)方面的结合,参与者可以在开发用于储能应用的新型磁性材料时使用这种结合。
本研究提出了二维功能梯度 (2D-FG) 金属陶瓷多孔梁静态屈曲和自由振动分析的解析解。为了实现这一目标,利用汉密尔顿原理推导出梁的运动方程,然后在 Galerkin 著名的方程解解析法框架内求解导出的方程。梁的材料属性随厚度和长度的变化而变化,符合幂律函数。在功能梯度材料 (FGM) 的制造过程中,可能会由于技术问题导致微孔出现而出现孔隙。本文给出了详细的数学推导并进行了数值研究,重点研究了各种参数(例如厚度和长度两个方向上的 FG 功率指数、孔隙率和细长比 (L/h))对基于新高变形梁理论的梁的无量纲频率和静态屈曲的影响。通过将结果与公认的研究进行比较,验证了所提出模型的准确性。根据屈曲和振动分析的结果,所提出的沿厚度方向的修改的横向剪应力与TBT相比表现出更接近的结果。
WC-Co 金属陶瓷,也称为硬质合金,是摩擦学应用中最广泛使用的硬质材料。W 和 Co 价格的不断上涨以及经济方面的不利因素提醒人们 WC 和 Co 需要被取代。WO 3 是一种有毒物质,在碳化钨应用过程中在空气中形成,在 750°C 以上升华,在室温下可溶于水。Co 的取代还受到其活性氧化物 Co 3 O 4 的潜在致癌性质的驱动。铌是一种与钨类似的难熔金属,可以部分甚至完全取代硬质合金中的钨。NbC 是一种熔点为 3522°C 的难熔碳化物,它具有热稳定性,在 Fe、Ni 和 Co 中的溶解度非常低。此外,相关氧化物 Nb 2 O 5 具有热力学稳定性,熔点为 1512°C。由于 Co 和 NbC 的润湿性相对较差,在 WC-Co 中用 NbC 替代 WC 必然需要同时替换 Co 粘合剂。NbC-Ni 和 NbC-Fe 或 NbC-Mo 基材料将成为 WC-Co 材料的“非关键且无害”替代品。
• 聚合物:包括气体分离、反渗透、纳滤、超滤、微滤、渗透汽化等具有特定功能的聚合物膜。 • 先进纳米结构材料:包括碳及其他复合材料、碳管等。 • 合成纤维面料和可穿戴技术:设计和制造具有技术功能、保暖或防水性能以及其他功能的智能面料。 • 高附加值金属和材料:具有特定性能的金属和其他物质,包括高电阻、高导电性等,常用于太空、地下勘探等极端环境。例如,其中包括:陶瓷、金属陶瓷、立方氮化硼、金刚石等刀具材料。 • 生物材料:为用于医学或生物功能而创造的生物或合成物质。 • 可持续技术的量子材料:具有非平凡拓扑电子态及其磁相的二维 (2D) 材料、拓扑绝缘体和半金属、超导体。探索复杂的相互作用、电子相关性以及量子自旋在可持续技术中的应用,例如低功耗电子学、自旋电子学、高效照明、太阳能利用和先进的传感器设备。 • 其他创新材料:包括用于储能复合材料、聚合物等的先进材料。航空航天、智能移动和无人系统该技术领域专注于新型交通方式、移动性和空间技术,包括自动驾驶、无人机和无人系统方面的创新,以及传感器、传感、数据处理和电信领域的系统:
第一单元 金属结构:固体中的键 – 金属键 – 金属结晶、缺陷、晶粒和晶界、晶界对金属/合金性质的影响 – 晶粒大小的确定。合金的组成:合金化的必要性、固溶体的类型、休谟-罗瑟里规则、中间合金相和电子化合物。第二单元 平衡图 平衡图的实验构建方法、同质合金系统、合金的平衡冷却和加热、杠杆规则、共晶系统、一致熔化中间相、包晶反应。固态转变、同素异形体、共析体、包析反应、相规则、平衡图与合金性质之间的关系。Fe-Fe3C 二元相图的研究。第三单元 铸铁和钢:白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁的结构和性能。钢的分类、普通碳钢、低合金钢、高锰钢、工具钢和模具钢的结构和性能。有色金属和合金:铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金的结构和性能。第四单元合金的热处理:合金元素对铁-铁碳系统的影响、退火、正火、硬化、TTT 图、回火、硬化能力、表面硬化方法、时效硬化陶瓷材料:结晶陶瓷、玻璃、金属陶瓷。
第一单元 金属结构:固体中的键 – 金属键 – 金属结晶、缺陷、晶粒和晶界、晶界对金属/合金性质的影响 – 晶粒大小的确定。合金的组成:合金化的必要性、固溶体的类型、休谟-罗瑟里规则、中间合金相和电子化合物。第二单元 平衡图 平衡图的构建实验方法、同质合金系统、合金的平衡冷却和加热、杠杆规则、共晶系统、一致熔化中间相、包晶反应。固态转变、同素异形体、共析体、包析反应、相规则、平衡图与合金性质之间的关系。Fe-Fe3C 二元相图的研究。第三单元 铸铁和钢:白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁的结构和性能。钢的分类、普通碳钢、低合金钢、高锰钢、工具钢和模具钢的结构和性能。有色金属和合金:铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金的结构和性能。第四单元合金的热处理:合金元素对铁的影响-铁碳系统、退火、正火、硬化、TTT 图、回火、硬化能力、表面硬化方法、时效硬化陶瓷材料:结晶陶瓷、玻璃、金属陶瓷。
燃料电池可能是将燃料转化为电能的最有效、最清洁的方式之一,因为它们避免了化学能转化为热能和热能转化为机械能的步骤。固体氧化物燃料电池 (SOFC) 是一种燃料电池,通常在 500 至 1000 C 之间运行。SOFC 中使用的标准材料是:氧化钇稳定氧化锆 (YSZ) 作为电解质,镍 - YSZ 金属陶瓷作为燃料电极,镧锶锰氧化物 (LSM) - YSZ 复合材料作为氧电极。1 尽管针对三种主要组件中的每一种都提出了多种具有增强初始性能的新型材料选择,但上述标准材料仍然是首选,因为它们在长期运行中具有耐用性。 2 例如,其他氧电极材料如镧锶钴铁氧体 (LSCF) 存在一些缺点,包括化学反应性和由于热膨胀系数 (TEC) 与标准 YSZ 的差异而导致的匹配性差。为此,已经提出了各种策略来改进标准氧电极。对于 LSM/YSZ 电极,YSZ 在中温 (IT) 范围 (700 C) 内的电导率相对较低,而 LSM 在此 IT 范围内主要是高极化电阻,限制了标准 SOFC 组件在 800 C 以下工作温度下的使用。为了降低基于 LSM - YSZ 的电池的工作温度,已经成功提出了选择性浸渍/过滤溶液基前体以形成纳米颗粒催化剂
AM 建模 - 机械性能 II / 微观结构 I TUE PM 302 68 海报会议 TUE PM A 厅 128 AM 建模 - ML/AI / 定向能量沉积 (DED) WED AM 302 89 AM 建模 - 微观结构 II WED PM 302 109 陶瓷基材料的增材制造:工艺开发、材料、工艺优化和应用 陶瓷基材料的增材制造 I MON AM 304 11 陶瓷基材料的增材制造 II MON PM 304 30 海报会议 TUE PM A 厅 129 金属的增材制造:微观结构、性能和合金开发 铝基合金的增材制造 MON PM 301 31 增材制造 - 铁基合金 TUE AM 301 48 增材制造 - 复合材料、梯度材料、HEA 和金属陶瓷 TUE PM 301 69 海报会议 TUE PM A 厅129 增材制造 - 非铁材料 WED AM 301 89 增材制造 - 杂项 WED PM 301 110 聚合物基陶瓷和金属复合材料的增材制造 聚合物基陶瓷和金属复合材料的增材制造 MON PM 305 31 聚合物基材料的增材制造:潜力与挑战 彻底改变应用并释放聚合物基增材制造的潜力 MON AM 302 11
在压缩负载下研究了基于陶瓷泡沫和ALSI10MG轻质铝合金的互穿金属陶瓷复合材料。陶瓷预成型是通过机械搅拌,干燥和最终烧结而产生的。它的相对密度约为25%,并通过铝合金通过气压浸润渗透。压缩负荷期间的损伤过程以及对裂纹发育的理解是这项研究的重点,并通过补充2D和3D表征方法获得。因此,使用通用测试机,数字图像相关性和显微镜设置的2D表面原位研究设置。进行3D研究,开发并进行了具有原位X射线计算机断层扫描的压缩测试,以了解材料裂纹的生长和裂纹的传播,以及其互穿金属 - 陶瓷复合材料内的失效机制。材料在平行于载荷方向的陶瓷相中显示裂纹起始。随后裂纹簇的形成随后发生了故障机理的变化,这是由于剪切应力支配的失败,其宏观裂纹在45°方向上的宏观裂缝在载荷方向上发生了变化。可以确定复合材料的良好失败。2D和3D调查方法的组合可以深入了解互穿复合材料的失败行为,从而有助于理解超出当前知识状态的失败机制。
燃料电池可能是将燃料转化为电能的最有效、最清洁的方式之一,因为它们避免了化学能转化为热能和热能转化为机械能的步骤。固体氧化物燃料电池 (SOFC) 是一种燃料电池,通常在 500 至 1000 C 之间运行。SOFC 中使用的标准材料是:氧化钇稳定氧化锆 (YSZ) 作为电解质,镍 - YSZ 金属陶瓷作为燃料电极,镧锶锰氧化物 (LSM) - YSZ 复合材料作为氧电极。1 尽管针对三种主要组件中的每一种都提出了多种具有增强初始性能的新型材料选择,但上述标准材料仍然是首选,因为它们在长期运行中具有耐用性。 2 例如,其他氧电极材料如镧锶钴铁氧体 (LSCF) 存在一些缺点,包括化学反应性和由于热膨胀系数 (TEC) 与标准 YSZ 的差异而导致的匹配性差。为此,已经提出了各种策略来改进标准氧电极。对于 LSM/YSZ 电极,YSZ 在中温 (IT) 范围 (700 C) 内的电导率相对较低,而 LSM 在此 IT 范围内主要是高极化电阻,限制了标准 SOFC 组件在 800 C 以下工作温度下的使用。为了降低基于 LSM - YSZ 的电池的工作温度,已经成功提出了选择性浸渍/过滤溶液基前体以形成纳米颗粒催化剂