1. Класифікація високоякісних металевих матеріалів
Нові металеві матеріали можна розділити на високоефективні металеві конструкційні матеріали та металеві функціональні матеріали відповідно до їх функцій і областей застосування. Високоефективні металеві конструкційні матеріали відносяться до нових металевих матеріалів з вищою стійкістю до високих температур, стійкістю до корозії, високою пластичністю та іншими характеристиками порівняно з традиційними конструкційними матеріалами, головним чином включаючи титан, магній, цирконій та їхні сплави, тантал-ніобій, тверді матеріали тощо. , а також спеціальну сталь високого класу, нові алюмінієві профілі тощо. Металеві функціональні матеріали стосуються матеріалів, які можуть сприяти реалізації оптичних, електричних, магнітних або інших спеціальних функцій, включаючи магнітні матеріали, металеві енергетичні матеріали, матеріали для каталітичного очищення, інформацію матеріали, надпровідні матеріали, функціональні керамічні матеріали тощо.
У порівнянні з іншими матеріалами рідкоземельні елементи мають чудові фізичні властивості, такі як світло, електрика, магнетизм і каталіз. Останніми роками їх застосування в нових сферах стрімко зросло. Серед них матеріали з постійними магнітами є найважливішою частиною рідкісноземельних областей застосування. У 2009 році на постійні магнітні матеріали припадає 57% загального споживання нових рідкоземельних матеріалів. Завдяки національній політиці промисловості, що розвивається, нові транспортні засоби, виробництво енергії вітру, енергозберігаюча побутова техніка та інші галузі сприятимуть вибуховому зростанню попиту на рідкоземельні постійні магніти NdFeB.
Судячи з тенденції розвитку нових матеріалів у світі, виробництво сталевих матеріалів і матеріалів з кольорових металів розвивається в напрямку короткого процесу, високої ефективності, енергозбереження, чистоти, високої продуктивності та багатофункціональності. Конструкційні матеріали, основною функцією яких є перенесення вантажів (наприклад, поїзди, автомобілі, літаки). В останні роки автомобільна сталь розвинулася від звичайної сталі до високоміцної легованої сталі, алюмінієвого сплаву або спеціального високоміцного сплаву на основі Mg. Високоміцний сплав Ti відіграє важливу роль у високоміцній сталі, а нержавіюча сталь, як правило, замінює вуглецеву сталь. Алюмінієві сплави та загальну сталь, що використовуються у військових літаках, замінені передовими сплавами Ti та композитами з полімерною матрицею. Крім того, необхідно розробляти композити, армовані вуглецевим волокном, або композити на основі Al. Основними конструкційними матеріалами є:
(1) Сталь
Чавунні та сталеві матеріали, особливо високоякісна сталь з багатофазною структурою та складним складом, мають важливі перспективи застосування та потенційні переваги, і необхідно провести відповідні фундаментальні дослідження. Нанорозмірна прошарова структура, текстура, межі зерен і інтерфейси, що зв’язують мікро- та нанотехнології, можна розглядати як важливі шляхи вдосконалення сталевих матеріалів.
(2) Алюмінієвий сплав
Матеріали на основі алюмінію і відповідний ефект дисперсійного зміцнення призвели до появи високоміцних алюмінієвих сплавів. Відповідний технічний процес був розвинений у «науку про осадження», яка передбачає узгодження кристалічних структур між «фазами» та стабільність сплавів, особливо стабільність старіння сплавів. Властивості безпосередньо впливають на застосування в авіації чи космосі, тому це можна розглядати як важливе питання в фундаментальних дослідженнях сплавів Al.
(3) Магнієвий сплав
Магній і магнієві сплави широко використовуються в металургії, автомобілях, мотоциклах, аерокосмічній промисловості, оптичних приладах, комп'ютерах, електроніці та зв'язку, електричних, пневматичних інструментах і медичному обладнанні та інших галузях. Магнієвий сплав є найлегшим інженерним конструкційним матеріалом. Він відомий як новий тип «зеленого інженерного матеріалу» та «екологічного інженерного матеріалу» у 21-му столітті завдяки чудовій теплопровідності, зменшенню вібрації, можливості вторинної переробки, анти-електромагнітним перешкодам і відмінним екрануючим характеристикам. Вік металу».
(4) Титановий сплав
Титанові сплави відіграють важливу роль у розвитку промисловості військової та цивільної авіації. Проблема багатофазної нанорозмірної шаруватої мікроструктури має велике значення для характеристик високоміцних сплавів на основі Ti і стане ключовим фактором при розробці нових сплавів на основі Ti.