美国国家能源技术实验室 (NETL) 的碳材料制造 (CaMM) 项目正在开发新的方法来处理碳并控制这些材料中存在的原子和化学键的排列。NETL 正在使用这种方法将采矿、工业和消费活动中产生的碳废物转化为高价值、高科技的碳材料。这种方法将煤粉、煤矸石、废石墨、塑料废物和其他形式的碳废物从蓄水池和垃圾填埋场转移出来,这些废物在那里会产生昂贵的长期环境风险。然后,它们可以重新进入制造供应链,用于制造计算机微电子产品、水净化膜、电池、超级电容器和许多其他对社会和经济有益的产品。由于这种研究方法利用了非常规的制造原料和加工方法,因此它产生了使用传统原料和加工方法无法实现的新发明和技术。
概述制造对于美国经济的几乎每个领域都是至关重要的,它通过提高生产率,启用新产品并开放新行业来促进经济。高级制造业使用创新技术来创建具有更高性能,更少资源和/或新功能的安全产品和流程。NSF计划通过基本的多学科研究加速制造材料,技术和系统的进步,从而改变制造能力,方法和实践。自1950年成立以来,NSF推动了制造的前沿,引发了从纳米材料和计算机辅助设计到3D打印和区块链的突破,以及实时的实时反馈和感知的工具。NSF对高级制造业的投资有所增加,并将继续提高美国的繁荣,以及美国的竞争力,安全性和生活质量(通过不断增长的先进制造业人力以及将发现对有用产品的翻译来衡量)。今天,NSF继续投资基础研究,以创造新的,安全,安全和可持续的能力,用于化学和材料的综合和加工;制造和制造高级半导体,量子设备和光学设备;发现和制造具有较低气候和环境影响的替代材料;分布式和智能制造系统;安全,富有成效,保护隐私和协作工人技术互动;高级制造业的道德,社会,经济和法律后果;和广泛的先进制造发现。NSF投资于
随着现代技术在制造过程中的出现,公司需要适应这些技术以保持竞争力。添加剂制造是即将推出的技术之一,它将为制造过程带来重大变化。am(添加剂制造)在设计,生产尺寸,定制等方面具有灵活性,即使实施AM技术有许多优势,但不到2%的制造行业将其用于生产。论文的目的是研究5 - 10年内AM对制造业的影响以及广泛扩散所面临的障碍。此外,还研究了其对可持续性方面的影响。进行了文献综述,以了解当前的AM流程,它们在不同制造业中的应用,它们对业务策略,运营和产品生命周期的影响。从研究中得出结论,AM技术仍处于其成熟状态,并且必须克服很多不确定性。最著名的障碍是实施成本,有限的材料和知识产权保护。论文还提出了2030年AM的投影。am对环境和经济可持续性是有利的,对社会可持续性的研究较少。
添加剂制造(AM)技术是一种破坏性和新颖的技术,它改变了制造方法的范式。它是基于使用3D零件的原理来添加简单的2D层。在实施AM之前,在航空业中广泛使用了常规的减法和芯片技术,例如铣削和转弯工艺。上述常规方法仍在使用中。但是,观察到正在取代遗产方法,尤其是对于复杂且相对较重的部分。多亏了拓扑优化(TO)技术和AM的相互使用,许多减轻体重的研究已成功进行。减肥研究对飞机的直接运营成本(DOC)产生了影响。有了减轻体重研究的好处,许多客机公司有机会使用相同类型的商用乘客飞机进行更多有效载荷。此外,TO和减肥研究也有益于降低碳足迹。显然,减轻重量,DOC和碳发射相互关联。在本文中,对著名飞机类型专门使用的通用发动机架进行了一项研究。最终,发现在AM的帮助下,对材料优化研究可以节省发动机支架的重量。
3。Oxidation 75–102 3.1 Introduction 75 3.2 Growth and Kinetics 78 3.2.1 Dry Oxidation 79 3.2.2 Wet Oxidation 80 3.3 Growth Rate of Silicon Oxide Layer 82 3.4 Impurities effect on the Oxidation Rate 87 3.5 Oxide Properties 89 3.6 Oxide Charges 90 3.7 Oxidation Techniques 92 3.8 Oxide Thickness Measurement 92 3.9 Oxide Furnaces 95 3.10摘要98问题98参考99 4。Lithography 103–138 4.1 Introduction 103 4.2 Optical Lithography 105 4.3 Contact Optical Lithography 106 4.4 Proximity Optical Lithography 106 4.5 Projection Optical Lithography 107 4.6 Masks 112 4.7 Photomask Fabrication 114 4.8 Phase Shifting Mask 115 4.9 Photoresist 116 4.10 Pattern Transfer 119 4.11 Particle-Based Lithography 122 4.11.1 Electron Beam Lithography 122 4.11.2电子互动124 4.12离子束光刻127 4.13超紫色光刻129 4.14 X射线光刻130 130 4.15光刻技术的比较132 4.16摘要133问题133问题139参考139