压电陶瓷的工作原理是压电效应。根据逆压电效应,平行于极化方向的电场会刺激陶瓷膨胀 [6]。多层陶瓷由厚度小于 100 µm 的层组成,可以产生高电场,在执行器中具有潜在的应用 [7]。它可以作为一种强大的切削工具。形状记忆合金:形状记忆合金是一种在冷却时可以变形,在加热时保持其原始形状的合金。它们重量轻,是液压和气动系统等传统执行器的更好替代品。它消除了无关系统。它可以对温度/温度变化率做出简单且无摩擦的响应。它可用于被动、主动或超弹性设计。这些材料在不造成永久性损坏的情况下的最大可恢复性高达 8%。NiTi 的屈服应力可高达 500MPa [8]。III。用于太空应用的执行器:执行器是一种机械或机电设备,可控制以电力、机械或各种流体(如空气、液压等)运行的系统。执行器使用压缩空气的储存能量来移动活塞,这在机器人、电磁阀等方面很有用。在太空中,执行器应用于操作平台和有效载荷装置。许多航天器都有太阳能电池阵列或有效载荷,需要在任务期间不断旋转或朝特定方向定位。航天器搭载某些机制,如光学调整、推进器、航天飞机,这些机制可以使用此类智能材料来实现,以提高其性能 [12]。压电执行器:压电执行器在太空应用中具有巨大优势,因为它具有磁性、操作简便、精确和准确。主要缺点是这种压电执行器需要供电才能保持一定的位置,这与在太空技术中的应用相矛盾。下一代执行器:
颗粒水凝胶作为脆性屈服应力流体G.B.汤普森1,2*,J。Lee1*,K.M。Kamani 1,N。Flores-Velasco 1,S.A。Rogers 1,B.A.C。 Harley 1,2,3 1 Dept. 化学和生物分子工程2 Carl R. Woese基因组生物学研究所3伊利诺伊大学Urbana-Champaign Urbana伊利诺伊大学癌症中心,伊利诺伊州61801 *共同先生的作者通讯作者:B.A.C. 哈雷部 of Chemical and Biomolecular Engineering Cancer Center at Illinois Carl R. Woese Institute for Genomic Biology University of Illinois at Urbana-Champaign 110 Roger Adams Laboratory 600 S. Mathews Ave. Urbana, IL 61801 Phone: (217) 244-7112 Fax: (217) 333-5052 e-mail: bharley@illinois.eduKamani 1,N。Flores-Velasco 1,S.A。Rogers 1,B.A.C。Harley 1,2,3 1 Dept. 化学和生物分子工程2 Carl R. Woese基因组生物学研究所3伊利诺伊大学Urbana-Champaign Urbana伊利诺伊大学癌症中心,伊利诺伊州61801 *共同先生的作者通讯作者:B.A.C. 哈雷部 of Chemical and Biomolecular Engineering Cancer Center at Illinois Carl R. Woese Institute for Genomic Biology University of Illinois at Urbana-Champaign 110 Roger Adams Laboratory 600 S. Mathews Ave. Urbana, IL 61801 Phone: (217) 244-7112 Fax: (217) 333-5052 e-mail: bharley@illinois.eduHarley 1,2,3 1 Dept.化学和生物分子工程2 Carl R. Woese基因组生物学研究所3伊利诺伊大学Urbana-Champaign Urbana伊利诺伊大学癌症中心,伊利诺伊州61801 *共同先生的作者通讯作者:B.A.C.哈雷部of Chemical and Biomolecular Engineering Cancer Center at Illinois Carl R. Woese Institute for Genomic Biology University of Illinois at Urbana-Champaign 110 Roger Adams Laboratory 600 S. Mathews Ave. Urbana, IL 61801 Phone: (217) 244-7112 Fax: (217) 333-5052 e-mail: bharley@illinois.edu
广泛用作航空航天和核工程(在裂变和聚变应用)的结构材料、金属加工工具和坩埚,以及腐蚀环境中的化学反应容器。最近,所有组成元素含量相当的复杂浓缩合金 (CCA) 已成为 RA 研究的一个新课题 [3, 4, 5, 6]。从纯金属到 CCA 的转变通常会改善材料性能和/或出现新的有益工程特性。在过去的 15-20 年里,这类合金一直是深入研究的主题。如今广泛讨论的高熵合金 [7, 8, 9] 是 CCA 的一个特例,其中合金元素的数量等于或超过五种。但即使涉及的元素数量只有三四种,与纯金属相比,高构型熵和严重的晶格畸变也会导致 CCA 材料性质发生质的变化。Senkov 等人。 [3, 10] 研究了一种 W 0.25 Ta 0.25 Mo 0.25 Nb 0.25 合金,该合金在高温下表现出有趣的力学性能:在 850K 至 1800K 的温度范围内,屈服应力极高(约 600 MPa)并且似乎几乎与温度无关。人们认为造成这一不寻常特征的主要机制之一是 CCA 的局部晶格畸变 (LLD) [7, 11],它抑制了位错运动。根据这一推测,在 Zou 等人最近的研究中 [12],他们通过高分辨率透射电子显微镜证实了 Nb-Mo-Ta-W 耐火合金中的局部畸变。经典分子动力学 (MD) 模拟是研究 CCA 特性最有力的工具之一。这种建模的关键部分是原子间势。因此,为此类系统开发可靠且广泛适用的势能是计算材料科学中的一项基本任务。对于耐火 CCA,Zhou 等人 [13, 14] 报道了一类可扩展至合金的嵌入式原子方法 (EAM) 势能。2013 年,Lin 等人 [15] 将 Zr 和 Nb 组分纳入该组势能中。这些势能被广泛用于探测耐火 CCA 中缺陷的行为 [16, 17, 18, 19, 20]。然而,由于可预测性较差,使用该模型获得的模拟结果最多只能视为定性的——即使对于纯金属也是如此。例如,对于纯钨,Zhou 的势能严重高估了熔化温度(比实验值高出近 1000K)[21],并且与从头算计算结果相比,显示出错误的螺位错 Peierls 势垒特征(峰值和形状)[22]。对于纯钼,Zhou 的模型给出了螺位错的极化核心
此预印本版的版权持有人于2025年2月23日发布。 https://doi.org/10.1101/2025.02.19.639065 doi:Biorxiv Preprint