Electromechanical 부품의 향상된 내구성을위한 Emerging Materials

Electromechanical 부품의 재료 혁신의 중요성

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Emerging Materials와 그들의 이점

그래 핀과 탄소 나노 튜브

Graphene-a는 6각형 격자로 배열된 탄소의 단일 원자 층을 갖췄습니다 - 그것의 특별한 기계적인, 전기 및 열 재산을 위한 강렬한 관심사를 끌었습니다. 강철의 100배 이상 장력 강도를 가진 그러나 1개의 원자 두꺼운, graphene는 nanocomposite 충전물로 분산될 때 중합체, 금속 및 세라믹스를 강화할 수 있습니다. 전기 기계적인 신청에서는, graphene-enhanced 구리 합성물은 전기 전도도에 있는 40% 개선을 보여주고 500LT는 (열)에 있는 열 절연제 비율을 위한 열량의 비교된 탄소 섬유를 감소시킵니다. (열)는 또한 열 절연제에 있는 열량에 의해, 탄소의 낮은 마찰을 감소시킵니다.

모양 기억 합금 (SMAs)

, 특히 니켈 티타늄 (NiTi 또는 Nitinol), 변형 온도의 위 난방에 큰 긴장 (~8%)을 복구 할 수 있습니다. 이 독특한 행동은 피로 없이 주기의 수백만을 견딜 수 있어야하는 액추에이터에 이상적입니다. SMAs는 이미 의료용 카테터, 적응형 날개 표면 및 진동 댐퍼를 위해 마이크로 액추에이터에서 배치됩니다. 최근 연구는 심각한 플라스틱 변형을 통해 최적화 된 입자 크기와 NiTi 합금을 생산하고 있으며, SMAS는 균류의 균류의 균류의 균류의 균류의 균류의 균류의 균류의 균류의 균류의 균류의 균류를 갖는다.

고급 세라믹 및 세라믹 매트릭스 복합 재료

세라믹은 세라믹 섬유 (Al2O3), 지르코니아 (ZrO2) 및 실리콘 질화물 (Si3N4)과 같은 세라믹스 (Si3N4)는 우수한 경도, 내마모성 및 화학적 인 내후성을 제공하며, 그 자체의 과민성은 역동적 인 구성 요소에 대한 역사적 제한된 사용이있다. 세라믹 매트릭스 복합체 (CMCs)는 세라믹 섬유 (예 : 실리콘 카바이드)를 embedding하여 세라믹 섬유 (예 : 실리콘 카바이드)를 초과하여 세라믹 섬유 (실리콘 그라프)를 초과하는 물질을 방지하는 데있어 기계의 강도를 높일 수 있습니다.

자기 경화 폴리머 및 코팅

이 제품은 수많은 종류의 화학 물질을 생산하는 데 사용됩니다. 이 제품은 수많은 화학 물질을 생산하는 데 사용됩니다. 이 제품은 수많은 화학 물질을 생산하는 데 사용됩니다. 이 제품은 수많은 화학 물질을 생산하는 데 사용됩니다. 이 제품은 수많은 화학 물질을 생산하기 위해 사용됩니다. 이 물질은 수많은 화학 물질을 생산하기 위해 사용됩니다. 이 물질은 수많은 화학 물질을 생산하기 위해 사용됩니다. 이 물질은 수많은 화학 물질을 생산하기 위해 사용됩니다. 이 물질은 수많은 화학 물질을 생산하기 위해 사용됩니다. 이 물질은 수많은 화학 물질을 생산하기 위해 사용됩니다. 이 물질은 수많은 화학 물질을 생산하기 위해 사용됩니다.

고급 금속 합금 (Beyond Steel 및 Copper)

금속의 특성은 경계를 밀어 계속합니다. 고형성 합금 (HEAs)는, 가까운 대기압 비율에 있는 5개 이상 주요 성분으로 이루어져 있는, 우량한 힘 연성 조합을 전시합니다. 예를 들면, CoCrFeNiMn HEAs는 부식성 매체에 있는 기존하는 방위 강철을 초과하는 107 주기 후에 200 MPa를 초과하는 피로 한계를 보여줍니다. 구리-베릴륨 합금은 봄 접촉을 위한 금 기준, 그러나 부식성 물질에 있는 비옥한 응력을 감소시키고, 알루미늄 합금을 위한 부식성 물질을 감소시킵니다.

Emerging Materials의 비교적 특성

주어진 전기 기계 응용 프로그램에 대한 최적의 재료를 선택하면 여러 속성을 균형을 잡을 필요가 있습니다. 전통적인 벤치 마크 (강철, 구리, 표준 플라스틱)와 관련된 논의 된 재료의 주요 특성을 요약 한 테이블.

그래핀/CNT 복합물: 초고 강도 중량 비율, 우수한 전기 및 열전도율, 그러나 고가 (~$100-$500/g 단일층 그래 핀) 및 분산 도전.
모양 기억 합금: 큰 재상할 수 있는 긴장, 통제되는 열 주기의 밑에 높은 피로 저항; 열 지연 때문에 한정된 작동 속도, 상대적으로 비싸다 (- NiTi를 위한 $500/kg).
세라믹 매트릭스 복합물: 극한 경도, 고온 안정성 (1200°C+), 낮은 열팽창; 기계에 어려운 인장 하중의 밑에 과민한.
자체 치유 폴리머: 자치 균열 수리, 유지 보수 감소; 현재 제한 치료 주기 (10-100), 엔지니어링 플라스틱보다 낮은 기계적 강도.
높은-entropy 합금: 뛰어난 부식과 피로 저항, 다재다능한 재산; 복합 처리, 여전히 희소한 성분 (Co, Ni, Cr) 때문에 비싸다.
금속 매트릭스 복합물 (Al-SiC):고강도 중량, 좋은 열 관리; 가입하기 어려운, 아연 부식에 취약.

재료의 도전

이 새로운 재료의 광범위한 산업 채택은 여러 장애물을 개발하는 데에도 불구하고 실험 결과를 갖는다. 비용은 1 차 장벽을 유지한다 : 높은 순수성 그래 핀 생산은 에너지 집중이며 SMA는 정확한 구성 제어를 요구합니다. 흑연에 대한 화학 증기 증착과 같은 확장 가능한 제조 방법, CMC에 대한 분말 야금, 및 연속 섬유 권선은 비옥한 재료로 비용을 달성해야합니다. 기존 생산 라인과 통합은 다른 도전 과제로 이어질 수 있지만, 특히, 비옥한 온도에 대한 테스트는 매우 중요한 요소가 될 수 있습니다. 이러한 유형의 테스트는 매우 중요한 요소이며, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히, 특히,

재료 공학의 미래 방향

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