缺乏有关组织,器官和系统的性质的基本信息,从而阻碍了手术植入物材料的发展。材料的生活系统的特性在很大程度上是在组织力学的标题下进行的,往往比定量更具描述性。在现代手术植入物时代的早期,这种缺陷并不重要。然而,随着植入物继续改善,使用更长的使用寿命和更高的可靠性,无法预测植入的制造材料的行为已经表明,在健康或疾病中,相对缺乏对支持或宿主系统的材料特性的知识。在更传统的工程实践中,这种情况是不可接受的:航空和海洋应用的新设计的成功取决于对服务环境的详细,纪律和定量知识,包括将遇到和与之互动的材料的属性。因此,对海冰的无数物理特性的了解使破冰船的设计和开发无需反复试验。相比之下,新的外科植入物(结合新材料)的开发期可能超过十年,即使这样,只能做出短期绩效预测。是否可以构建制造材料和生物组织和流体的适当材料的足够数据库,以便可以在体内服务之前使用体外模拟来验证未来的植入物设计?虽然没有明显的智力障碍来实现这样的目标,但考虑到制造材料与生活系统之间可能相互作用的复杂性,它显然在遥远的将来。然而,大量数据积累了有关植入材料,天然组织和流体的材料方面的积累。不幸的是,这些数据广泛分布在多种形式的公开形式中,并从不同程度的准确性和精确度的实验观察中获得。这是一种与这种情况非常相似的情况
航空航天材料大致可分为四类:金属材料 (metallics)、非金属或聚合物材料、复合材料 (composites) 和陶瓷材料 (ceramics)。本章给出了这些类别材料的示例。从历史上看,飞机使用的是当时最好的材料。莱特兄弟在飞机中使用铝合金使其更轻(与钢相比),以便它们更容易飞行。还使用了木材和织物等轻质非金属材料。在过去的一百年里,所有类别的航空航天材料都在不断改进。碳纤维增强复合材料于大约六十年前问世,与其他材料相比,由于其重量更轻、强度更高,因此如今它们的使用变得更加普遍。
尽管复合材料用于机身结构有多种用途,但其主要优势在于重量轻。正如我们将在下文中详细讨论的那样,复合材料具有与金属相当的机械性能,例如强度和刚度,但比金属轻。复合材料还可以通过将几个不同的部件组合成一个部件(这种设计实践称为“单元化”)来实现更高效的结构设计。因此,当复合材料结构取代飞机中的金属设计时,机身更轻,航程和有效载荷能力更高。此外,复合材料在抗疲劳、腐蚀和耐损坏方面比金属更具优势。复合材料还具有其他特性,例如电导率、热导率和雷达透明性,使其成为隐形应用和机鼻雷达罩结构的理想材料。
尽管复合材料用于机身结构有多种用途,但其主要优势在于重量轻。正如我们将在下文中详细讨论的那样,复合材料具有与金属相当的机械性能,例如强度和刚度,但比金属轻。复合材料还可以通过将几个不同的部件组合成一个部件(这种设计实践称为“单元化”)来实现更高效的结构设计。因此,当复合材料结构取代飞机中的金属设计时,机身更轻,航程和有效载荷能力更高。此外,复合材料在抗疲劳、腐蚀和耐损坏方面比金属更具优势。复合材料还具有其他特性,例如电导率、热导率和雷达透明性,使其成为隐形应用和机鼻雷达罩结构的理想材料。
材料与技术介绍,结构分析工具:X射线衍射:相位识别、索引和晶格参数确定、使用各种模型进行分析线轮廓拟合、中子衍射、反射高能电子衍射和低能电子衍射;显微镜技术:光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线微分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、卢瑟福背散射光谱(RBS)、原子力显微镜(AFM)和扫描探针显微镜(SPM);热分析技术:差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA);电气表征技术:电阻率、霍尔效应、磁阻;
1。简介/调查:审查和调查广泛使用的概念,提出了导致您进行高级查询的问题2。半导体晶体结构和电子带结构:快速量子力学引物/审查,周期性晶体结构和能带,统一带(物理)和键(化学)图片3。缺陷,掺杂,载体统计4.晶格振动(声子),热和机械性能5。电运输:半经典模型,迁移率,散射机制;弹道/量子运输6。光学特性7。表面和接口:接口是设备!8。半导体材料特征9。半导体材料的生长和加工10。选定的预先主题(学生研究领域和兴趣的TBD:例如电力电子设备的宽频段差距半导体,备忘录的缺陷工程,计算材料科学或冷凝物质物理的第一原理方法等)
主要成就 • 运营 10 年,在希腊、比利时和英国设有 3 个工厂。小公司,大客户。• 引领复合材料制造工艺监控技术 • 与全球顶级客户合作,拥有非常好的声誉/客户满意度。• 目前与 3 家大型风力涡轮机制造商和一家航空航天制造商合作,将我们的技术应用于生产
• 讲座 – 讲座视频将介绍概念、展示示例,并为您提供思考和回应的机会。有时,在给出问题解释之前,您会被要求分享您的想法。您始终可以在截止日期之前返回并为您的答案添加解释,以帮助表明您已经从给出的解决方案中学到东西。在 Canvas 网站的“模块”页面的“课程工具及其使用方法”区域中有关于如何执行此操作的讲义。注意:将引入一些文本中未列出的概念,因此观看视频很重要。• 讲座后概念作业 – 这些作业将按照 Canvas 中发布的日期每周结束时每周到期。问题将从本课程的指定电子书中抽取。作业只能通过 Canvas 网站在线提交。禁止通过电子邮件提交。例外:将有一个电子邮件家庭作业。这将在作业中明确指出。• 课后数学作业 – 这些作业将在每个模块结束时按照 Canvas 上公布的日期提交。练习将从本课程指定的电子书中抽取。作业只能通过 Canvas 网站在线提交。禁止通过电子邮件提交。你