材料科学与工程的跨学科性质及其涵盖材料行为科学理论和材料性能工程挑战的广度使其成为一门引人入胜的专业。对于那些渴望获得诺贝尔奖发现以及那些旨在成为企业家并通过创新解决社会问题的人来说,这是一个专业。作为教师,我们有责任教育下一代材料科学与工程领导者,让他们沉浸在基础知识中,并积极让他们参与课堂之外的独立和体验式学习。我们也有责任通过创新研究引领潮流,解决棘手的问题,并为他人开辟新的研究道路。这需要为基础设施设定新标准,并建立一种培育创造力、好奇心、包容性和服务社会文化的环境。能担任这一职务确实令人感到谦卑。希望您能喜欢阅读我们人民在我们前进过程中的故事。
钝化接触迄今已取得一些成功,最有力的候选者是薄氧化硅层上的多晶硅(例如隧道氧化物钝化接触 (TOPCon) 或氧化物上的多晶硅 (POLO))和非晶硅 (a-Si) 异质结。[3,7,8] TOPCon 是一种高效的电子选择接触,但具有较高的热预算,需要大约 900°C 的温度才能将接触电阻率降低到可接受的水平。[9] 一种可以匹配或超过当前电子选择材料性能的高效空穴选择层将引起相当大的兴趣。迄今为止,使用 SiO 2 为基础的空穴选择接触未能达到同等水平。[10,11] 最有前途的空穴选择接触材料是 p 型 a-Si 和富硅 SiC,但传统的高温 Ag 丝网印刷方法不一定与此类接触兼容。[10]
纳米技术、信息技术和生物医学的交叉领域取得了长足进步,例如在健康信息学、生物医学信号和图像处理领域。在超导性、新型磁性材料、超材料、航空材料、光电和光子材料、光伏结构、量子点、一维和二维纳米材料、多功能混合材料(如核壳结构)等领域,突出介绍了新的理论和实验结果。本论文集反映了控制几类纳米复合材料性能的最新技术,这些材料将在未来各个领域中发挥重要应用。值得注意的是,本论文集还包括一些评论论文,反映了新型固态结构以及基于它们的纳米电子和光电器件的开发中令人着迷的历史和最新成就。
摘要。探索了通过熔丝制造和烧结技术生产高碳钢/Inconel 718 双金属零件的可能性。分析了两种合金的兼容性,特别关注元素通过界面的相互扩散以及沉积策略的影响。研究了微观结构特征、相对密度和零件收缩。虽然最初的试验工艺参数值不足以达到可接受的材料致密化,但观察到 Inconel 718 和碳钢之间良好的结合,这表明有可能获得具有多种材料性能的完美双金属零件。由于致密化动力学的差异,烧结温度被发现是优化以最小化孔隙率的最关键工艺参数。关键词。增材制造、熔丝沉积、双金属材料、Inconel 718、高碳钢、微观结构、相互扩散、缺陷。
近来,对提高船舶低速柴油机效率的需求日益增加。为此,神户制钢所新开发了一种用于半组合式曲轴的廉价低合金钢。这种钢具有高屈服点和高疲劳强度,同时避免了大型锻钢产品中经常发生的淬火开裂风险。曲轴由多种钢种(包括新开发的钢)制造,并评估了从其主要部件上采集的钢件样品的材料性能。结果证实,新开发的钢具有优于传统钢的机械性能和疲劳强度。预计这种新开发的钢将应用于下一代发动机,并有助于遵守预计将变得越来越严格的环境法规。
碳纤维增强聚合物 (CFRP) 在航空航天应用中尤其受关注:与金属不同,CFRP 不会腐蚀,也不易出现疲劳开裂。此外,与其他承重材料相比,碳纤维可显著减轻重量。设计过程中存在许多影响最终 CFRP 强度的因素。一种常见的制造方法涉及铺层工艺,其中各个层板以重复模式以不同角度堆叠;选择某种模式可以充分利用聚合物和纤维在多个方向上的理想特性。层板受一组固化条件的影响,包括温度、湿度和循环时间,这些因素也会影响最终复合材料的强度。固化后,周围的环境条件也会对材料性能产生重大影响;这些条件通常是研究的
修复牙科经历了生物材料的发展,尤其是在美容和机械方面。对能够恢复和发挥功能并提供美观外观的程序的需求导致了复杂生物材料的发展。这些材料有助于解决与耐久性、生物相容性问题以及假体与天然牙齿的结合相关的传统问题。本综述介绍了牙科生命过程中使用的不同形式的先进生物材料,包括陶瓷、复合材料和生物活性材料。本文详细介绍了这些材料的特性、用途、优势和局限性,以全面了解这些材料及其在重塑牙科美学和功能基础方面的作用。它还讨论了后工业技术(如 CAD/CAM、3D 打印机和纳米技术)在改善牙科生物材料性能方面所起的作用。最后,本综述展示了牙科生物材料对修复牙科未来的详细潜力。
本综述探讨了先进显微镜技术与机械工程之间的协同关系,概述了它们对材料科学和机械系统设计的深远影响。我们深入研究了电子显微镜、X 射线衍射和光谱方法在理解机械工程中不可或缺的材料的微观结构动力学、机械性能和失效机制方面的多方面应用。通过对近期研究的综合综合,我们强调了这些技术在优化材料性能、增强结构完整性和推动机械设计创新方面发挥的关键作用。通过阐明微观尺度上材料行为的复杂细节,先进的显微镜有助于在材料选择和设计过程中做出明智的决策。此外,我们还讨论了新兴趋势和前景,强调了先进显微镜与机械工程之间的持续协同作用。这种合作仍然处于材料科学和技术的前沿,有望取得持续进步,塑造机械设计和材料创新的未来格局。
摘要。这项研究研究了通过摩擦搅拌加工(FSP)的铝 - 氧化铝复合材料的生产,并探讨了机械性能的结果增强。关键重点在于在复合基质中实现Al2O3颗粒的均匀分布,对于优化材料性能至关重要。这些分散的颗粒充当有效的加强剂,阻碍脱位运动和晶界迁移,因此改善了机械属性,例如硬度,强度和耐磨性。实验发现强调了FSP在增强复合材料的各种机械性能方面的功效。值得注意的是,观察到显着改善,包括拉伸强度增加23.56%,硬度增强37.9%,疲劳强度提高了25.5%,耐磨性增加了30.12%。这些结果强调了通过FSP制造的铝 - 氧化铝复合材料的潜力,从而在需要出色的机械性能和耐磨性(例如航空航天,汽车和制造业)的行业中为高性能材料开辟了新的机会。
过去 8 年,作为 NRC 结构与材料性能实验室和航空航天制造研究中心的研发总监,Kearsey 博士一直领导着一支由 100 多名科学家和技术人员组成的团队,负责航空航天应用材料和结构的设计、开发和认证。凭借在该领域 30 多年的经验,他通过支持国家和国际层面的研究获得了实践和专业经验,包括与国防合作伙伴、大型 OEM 客户、众多 SME 和 MRO 以及学术界和国际研究组织干部的众多同事一起进行的前沿研究。基础研究活动涉及高温材料系统的设计和制造、关键机身和发动机部件的风险评估和剩余寿命评估,以及数字孪生和基于物理的变形建模方法的开发。Mark D. Benedict 博士,美国空军研究实验室先进制造高级科学家