金属材料论文范文1
40多年以前，科学家们就认识到实际材料中的无序结构是不容忽视的。许多新发现的物理效应，诸如某些相转变、量子尺寸效应和有关的传输现象等，只出现在含有缺陷的有序固体中。事实上，如果多晶体中晶体区的特征尺度（晶粒或晶畴直径或薄膜厚度）达到某种特征长度时（如电子波长、平均自由程、共格长度、相关长度等），材料的性能将不仅依赖于晶格原子的交互作用，也受其维数、尺度的减小和高密度缺陷控制。有鉴于此，HGleitCr认为，如果能够合成出晶粒尺寸在纳米量级的多晶体，即主要由非共格界面构成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶体构成］，其结构将与普通多晶体（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明显不同，称之为"纳米晶体材料"（nanocrystallinematerials）。后来，人们又将晶体区域或其它特征长度在纳米量级范围（小于100nn）的材料广义定义为"纳米材料"或"纳米结构材料"（nanostructuredmaterials）。由于其独特的微结构和奇异性能，纳米材料引起了科学界的极大关注，成为世界范围内的研究热点，其领域涉及物理、化学、生物、微电子等诸多学科。目前，广义的纳米材料的主要包括：
l）清洁或涂层表面的金属、半导体或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子讲结构；功半结晶聚合物和聚合物混和物；4）纳米晶体和纳米玻璃材料；5）金属键、共价键或分子组元构成的纳米复合材料。
经过最近十多年的研究与探索，现已在纳米材料制备方法、结构表征、物理和化学性能、实用化等方面取得显著进展，研究成果日新月异，研究范围不断拓宽。本文主要从材料科学与工程的角度，介绍与评述纳米金属材料的某些研究进展。
2纳米材料的制备与合成
材料的纳米结构化可以通过多种制备途径来实现。这些方法可大致归类为"两步过程"和"一步过程"。"两步过程"是将预先制备的孤立纳米颗粒因结成块体材料。制备纳米颗粒的方法包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、微波等离子体、低压火焰燃烧、电化学沉积、溶胶一凝胶过程、溶液的热分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性气体冷凝法"最具代表性。"一步过程"则是将外部能量引入或作用于母体材料，使其产生相或结构转变，直接制备出块体纳米材料。诸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能机械球磨、严重塑性形变、滑动磨损、高能粒子辐照和火花蚀刻等。目前，关于制备科学的研究主要集中于两个方面：l）纳米粉末制备技术、理论机制和模型。目的是改进纳米材料的品质和产量；2）纳米粉末的固结技术。以获得密度和微结构可控的块体材料或表面覆层。
3纳米材料的奇异性能
1）原子的扩散行为
原子扩散行为影响材料的许多性能，诸如蠕变、超塑性、电性能和烧结性等。纳米晶Co的自扩散系数比Cu的体扩散系数大14～16个量级，比Cu的晶界自扩散系数大3个量级。Wurshum等最近的工作表明：Fe在纳米晶N中的扩散系数远低于早期报道的结果。纳米晶Pd的界面扩散数据类似于普通的晶界扩散，这很可能是由于纳米粒子固结成的块状试样中的残留疏松的影响。他们还报道了Fe在非晶FeSiBNbCu（Finemete）晶化形成的复相纳米合金（由Fe3Si纳米金属间化合物和晶间的非晶相构成）中的扩散要比在非晶合金中快10～14倍，这是由于存在过剩的热平衡空位。Fe在Fe-Si纳米晶中的扩散由空位调节控制。
2）力学性能
目前，关于纳米材料的力学性能研究，包括硬度、断裂韧性、压缩和拉伸的应力一应变行为、应变速率敏感性、疲劳和蠕变等已经相当广泛。所研究的材料涉及不同方法制备的纯金属、合金、金属间化合物、复合材料和陶瓷。研究纳米材料本征力学性能的关键是获得内部没有（或很少）孔隙、杂质或裂纹的块状试样。由于试样内有各种缺陷，早期的许多研究结果已被最近取得的结果所否定。样品制备技术的日臻成熟与发展，使人们对纳米材料本征力学性能的认识不断深入。
许多纳米纯金属的室温硬度比相应的粗晶高2～7倍。随着晶粒的减小，硬度增加的现象几乎是不同方法制备的样品的一致表现。早期的研究认为，纳米金属的弹性模量明显低于相应的粗晶材料。例如，纳米晶Pd的杨氏和剪切模量大约是相应全密度粗晶的70％。然而，最近的研究发现，这完全是样品中的缺陷造成的，纳米晶Pd和Cu的弹性常数与相应粗晶大致相同，屈服强度是退火粗晶的10～15倍。晶粒小子50nm的Cu韧性很低，总延伸率仅1％～4％，晶粒尺寸为110nm的Cu延伸率大于8％。从粗晶到15urn，Cu的硬度测量值满足HallPetch关系；小于15nm后，硬度随晶粒尺寸的变化趋于平缓，虽然硬度值很高，但仍比由粗晶数据技HallPetch关系外推或由硬度值转换的估计值低很多。不过，纳米晶Cu的压缩屈服强度与由粗晶数据的HallPetCh关系外推值和测量硬度的值（Hv／3）非常吻合，高密度纳米晶Cu牙DPd的压缩屈服强度可达到1GPa量级。
尽管按照常规力学性能与晶粒尺寸关系外推，纳米材料应该既具有高强度，又有较高韧性。但迄今为止，得到的纳米金属材料的韧性都很低。晶粒小于25nm时，其断裂应变仅为＜5％，远低于相应粗晶材料。主要原因是纳米晶体材料中存在各类缺陷、微观应力及界面状态等。用适当工艺制备的无缺陷、无微观应力的纳米晶体Cu，其拉伸应变量可高达30％，说明纳米金属材料的韧性可以大幅度提高。纳米材料的塑性变形机理研究有待深入。
纳米晶金属间化合物的硬度测试值表明，随着晶粒的减小，在初始阶段（类似于纯金属盼情况）发生硬化，进一步减小晶粒，硬化的斜率减缓或者发生软化。由硬化转变为软化的行为是相当复杂的，但这些现象与样品的制备方法无关。材料的热处理和晶粒尺寸的变化可能导致微观结构和成份的变化，如晶界、致密性、相变、应力等，都可能影响晶粒尺寸与硬度的关系。
研究纳米晶金属间化合物的主要动机是探索改进金属间化合物的室温韧性的可能性。Bohn等首先提出纳米晶金属化合物几种潜在的优越性。其中包括提高强度和韧性。Haubold及合作者研究了IGC法制备的NiAl的力学性能，但仅限于单一样品在不同温度退火后的硬度测量。Smith通过球磨NiAl得到晶粒尺寸从微米级至纳米级的样品，进行了"微型盘弯曲试验"，观察到含碳量低的材料略表现出韧性，而含碳多的材料没有韧性。最近Choudry等用"双向盘弯曲试验"研究了纳米晶NiAl，发现晶粒小于10nm时，屈服强度高干粗晶NiAl，且在室温下有韧性，对形变的贡献主要源于由扩散控制的晶界滑移。室温压缩实验显示由球磨粉末固结成的纳米晶Fe-28Al-2Cr具有良好的塑性（真应变大于1．4），且屈服强度高（是粗晶的1O倍）。测量TiAl（平均晶粒尺寸约10nm）的压缩蠕变（高温下测量硬度随着恒载荷加载时间的变化）表明，在起始的快速蠕变之后，第二阶段蠕变非常缓慢，这意味着发生了扩散控制的形变过程。低温时（低于扩散蠕变开始温度），纳米晶的硬度变化很小。观察到的硬度随着温度升高而下降，原因之一是压头载荷使样品进一步致密化，而主要是因为材料流变加快。Mishra等报道，在750～950°C，10-5～10-3s-1的应变速率范围，纳米晶Ti-47．5Al-3Cr（g-TiAl）合金的形变应力指数约为6，说明其形变机制为攀移位错控制。
值得注意的是，最近报道了用分子动力学计算机模拟研究纳米材料的致密化过程和形变。纳米Cu丝的模拟结果表明，高密度晶界对力学行为和塑性变形过程中的晶界迁移有显著影响。纳米晶（3～5nm）Ni在低温高载荷塑性变形的模拟结果显示，其塑性变形机制主是界面的粘滞流动、晶界运动和晶界旋转，不发生开裂和位错发散，这与粗晶材料是截然不同的。
3）纳米晶金属的磁性
早期的研究发现。纳米晶Fe的饱和磁化强度试比普通块材a-Fe约低40％。Wagner等用小角中子散射（SANS）实验证实纳米晶Fe由铁磁性的晶粒和非铁磁性（或弱铁磁性）的界面区域构成，界面区域体积约占一半。纳米晶Fe的磁交互作用不仅限于单个晶粒，而且可以扩展越过界面，使数百个晶粒磁化排列。
Daroezi等证实球磨形成的纳米晶Fe和Ni的饱和磁化强度与晶粒尺寸（50mm～7nm）无关，但纳米晶的饱和磁化曲线形状不同于微米晶材料。随着晶粒减小，矫顽力显著增加。Schaefer等报道，纳米晶Ni中界面原子的磁拒降低至0.34mB／原子（块状Ni为0．6mB／原子），界面组份的居里温度（545K）比块状晶体Ni的（630K）低。最近的研究还发现，制备时残留在纳米晶Ni中的内应力对磁性的影响很大，纳米晶Ni的饱和磁化强度与粗晶Ni基本相同。
Yoshizawa等报道了快淬的FeCuNbSiB非晶在初生晶化后，软磁性能良好，可与被莫合金和最好的Co基调合金相媲美，且饱和磁化强度很高（Bs约为1．3T）。其典型成份为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9称为"Finemet"。性能最佳的结构为a-Fe（Si）相（12～20nm）镶嵌在剩余的非晶格基体上。软磁性能好的原因之一被认为是铁磁交互作用。单个晶粒的局部磁晶体各向异性被有效地降低。其二是晶化处理后，形成富Si的a-Fe相，他和磁致伸缩系数ls下降到2′10-6。继Finemet之后，90年代初又发展了新一族纳米晶软磁合金Fe-Zr-（Cu）-B-(Si)系列（称为''''Nanoperm"）。退火后，这类合金形成的bcc相晶粒尺寸为10～20nm，饱和磁化强度可达1．5～1．7T，磁导率达到48000（lkHz）。铁芯损耗低，例如，Fe86Zr7B6Cu1合金的铁芯损耗为66mW·g-1（在1T，50Hz条件下），比目前做变压器铁芯的Fe78Si9B13非晶合金和bccFe-3．5％Si合金小45％和95％，实用前景非常诱人。
4）催化及贮氢性能
在催化剂材料中，反应的活性位置可以是表面上的团簇原子，或是表面上吸附的另一种物质。这些位置与表面结构、晶格缺陷和晶体的边角密切相关。由于纳米晶材料可以提供大量催化活性位置，因此很适宜作催化材料。事实上，早在术语"纳米材料"出现前几十年，已经出现许多纳米结构的催化材料，典型的如Rh／Al2O3、Pt／C之类金属纳米颗粒弥散在情性物质上的催化剂。已在石油化工、精细化工合成、汽车排气许多场合应用。
Sakas等报道了纳米晶5％（inmass）Li-MgO（平均直径5．2nm，比表面面积750m2·g-1）的催化活性。它对甲烷向高级烃转化的催化效果很好，催化激活温度比普通Li浸渗的MgO至少低200°C，尽管略有烧结发生，纳米材料的平均活性也比普通材料高3．3倍。
Ying及合作者利用惰性气氛冷凝法制成高度非化学当量的CeO2-x纳米晶体，作为CO还原SO2、CO氧化和CH4氧化的反应催化剂表现出很高的活性。活化温度低于超细的化学当量CeO2基材料。例如，选择性还原SO2为S的反应，可在500°C实现100％转换，而由化学沉淀得到的超细CeO2粉末，活化温度高达600°C。掺杂Cu的Cu-CeO2-x纳米复合材料可以使SO2的反应温度降低到420°C。另外，CeO2-x纳米晶在SO2还原反应中没有活性滞后，且具有超常的抗CO2毒化能力。还能使CO完全转化为CO2的氧化反应在低于100°C时进行，这对冷起动的汽车排气控制非常有利。值得注意的是这样的催化剂仅由较便宜的金属构成，毋须添加资金属元素。
FeTi和Mg2Ni是贮氢材料的重要候选合金。其缺点是吸氢很慢，必须进行活化处理，即多次地进行吸氢----脱氢过程。Zaluski等最近报道，用球磨Mg和Ni粉末可直接形成化学当量的Mg2Ni，晶粒平均尺寸为20～30nm，吸氢性能比普通多晶材料好得多。普通多晶Mg2Ni的吸氢只能在高温下进行（如果氢压力小于20Pa，温度必须高于250°C），低温吸氢则需要长时间和高的氢压力，例如200°C、120bar(lbar＝0．1Mpa)，2天。纳米晶Mg2Ni在200°C以下，即可吸氢，毋须活化处理。300°C第一次氢化循环后，含氢可达～3.4％（inmass）。在以后的循环过程中，吸氢比普通多晶材料快4倍。纳米晶FeTi的吸氢活化性能明显优于普通多晶材料。普通多晶FeTi的活化过程是：在真空中加热到400～450℃，随后在约7Pa的H2中退火、冷却至室温再暴露于压力较高（35～65Pa）的氢中，激活过程需重复几次。而球磨形成的纳米晶FeTi只需在400℃真空中退火0.5h，便足以完成全部的氢吸收循环。纳米晶FeTi合金由纳米晶粒和高度无序的晶界区域（约占材料的20％～30％）构成。
4纳米材料应用示例
目前纳米材料主要用于下列方面：
l）高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料
纳米结构的WC-Co已经用作保护涂层和切削工具。这是因为纳米结构的WC-Co在硬度、耐磨性和韧性等方面明显优于普通的粗晶材料。其中，力学性能提高约一个量级，还可能进一步提高。高能球磨或者化学合成WC-Co纳米合金已经工业化。化学合成包括三个主要步骤：起始溶液的制备与混和；喷雾干燥形成化学性均匀的原粉末；再经流床热化学转化成为纳米晶WC-Co粉末。喷雾干燥和流床转化已经用来批量生产金属碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氢气氛下液相烧结成块体材料。VC或Cr3C2等碳化物相的掺杂，可以抑制烧结过程中的晶粒长大。
2)纳米结构软磁材料
Finemet族合金已经由日本的HitachiSpecialMetals，德国的VacuumschmelzeGmbH和法国的Imply等公司推向市场，已制造销售许多用途特殊的小型铁芯产品。日本的AlpsElectricCo．一直在开发Nanoperm族合金，该公司与用户合作，不断扩展纳米晶Fe-Zr-B合金的应用领域。
3)电沉积纳米晶Ni
电沉积薄膜具有典型的柱状晶结构，但可以用脉冲电流将其破碎。精心地控制温度、pH值和镀池的成份，电沉积的Ni晶粒尺寸可达10nm。但它在350K时就发生反常的晶粒长大，添加溶质并使其偏析在晶界上，以使之产生溶质拖拽和Zener粒子打轧效应，可实现结构的稳定。例如，添加千分之几的磷、流或金属元素足以使纳米结构稳定至600K。电沉积涂层脉良好的控制晶粒尺寸分布，表现为Hall－Petch强化行为、纯Ni的耐蚀性好。这些性能以及可直接涂履的工艺特点，使管材的内涂覆，尤其是修复核蒸汽发电机非常方便。这种技术已经作为EectrosleeveTM工艺商业化。在这项应用中，微合金化的涂层晶粒尺寸约为100nm，材料的拉伸强度约为锻造Ni的两倍，延伸率为15％。晶间开裂抗力大为改善。
4）Al基纳米复合材料
Al基纳米复合材料以其超高强度（可达到1.6GPa）为人们所关注。其结构特点是在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a-Al粒子，合金元素包括稀土（如Y、Ce）和过渡族金属（如Fe、Ni）。通常必须用快速凝固技术（直接淬火或由初始非晶态通火）获得纳米复合结构。但这只能得到条带或雾化粉末。纳米复合材料的力学行为与晶化后的非晶合金相类似，即室温下超常的高屈服应力和加工软化（导致拉神状态下的塑性不稳定性）。这类纳米材料（或非晶）可以固结成块材。例如，在略低于非晶合金的晶化温度下温挤。加工过程中也可以完全转变为晶体，晶粒尺寸明显大干部份非晶的纳米复合材料。典型的Al基体的晶粒尺寸为100～200nm，镶嵌在基体上的金属间化合物粒子直径约50nm。强度为0.8～1GPa，拉伸韧性得到改善。另外，这种材料具有很好的强度与模量的结合以及疲劳强度。温挤Al基纳米复合材料已经商业化，注册为GigasTM。雾化的粉末可以固结成棒材，并加工成小尺寸高强度部件。类似的固结材料在高温下表现出很好的超塑：在1s-1的高应变速率下，延伸率大于500％。
5结语
在过去十多年里，尽管纳米材料的研究已经取得了显著进展，但许多重要问题仍有待探索和解决。诸如，如何获得清洁、无孔隙、大尺寸的块体纳米材料，以真实地反映纳米材料的本征结构与性能？如何开发新的制备技术与工艺，实现高品质、低成本、多品种的纳米材料产业化？纳米材料的奇异性能是如何依赖于微观结构（晶粒尺寸与形貌、晶界等缺陷的性质、合金化等）的？反之，如何利用微观结构的设计与控制，发展具有新颖性能的纳米材料，以拓宽纳米材料的应用领域？某些传统材料的局域纳米化能否为其注入新的生命力？如何实现纳米材料的功能与结构一体化？如何使纳米材料在必要的后续处理或使用过程中保持结构与性能的稳定性？等等。这些基本问题是进一步深入研究纳米材料及其实用化的关键，也是纳米材料研究被称为"高风险与高回报并存"的原因。
金属材料论文范文2
目前，大量的专业金属材料库多采用单计量单位管理模式，即按照重量入库、按照重量出库。这种模式虽然简单，但是对于实际的金属材料管理的需求还存在一定差距。我们公司的金属材料库希望通过一些管理调整，能够尽可能地满足各方面的需求，又能够加强库房内部的管理，因此进行了一些探索，经历了以下几个阶段：第一阶段：随机摊销单计量单位管理阶段（2011年之前）本阶段检斤收货，检尺发料，由于材料误差所出现的盈亏，库管员自己在发料环节加一摊销系数来调节出库数量，避免出现盈亏。摊销系数是库管依据材料实际单重与理论单重比值的一个经验值。账面仅仅显示主单位数量，不显示次单位数量。优点：由于库管员人为将盈亏摊销，财务上不会出现盈亏。不足：在实际发料过程中存在人为随意加大与减小的可能。第二阶段：固定摊销系数单单位管理阶段（2011年1月~11月）2011年初，为了对库管随意摊销的情况进行控制，我们结合库管员的经验数据整理了一份摊销系数表，为每一类物料规定了一个固定的摊销系数。入库记录实际主单位数量；出库记录实际出库次数量，出库主数量=出库次数量*单重*摊销系数；账面仅仅显示主单位数量，不显示次单位数量。优点：减少了人为调整摊销系数的情况；不足：1.由于摊销系数是一经验值，在运行一段时间后，需要根据实际情况，调整摊销系数，使摊销系数更为接近实际运行情况；2.由于摊销系数与实际情况存在出入，因此需要通过盘点来将账面结存数量与实物结存数量调整一致，对于财务就会出现财务盈亏。第三阶段：固定摊销系数双单位管理阶段（2011年11月~2014年5月）该阶段我公司引入ERP库存管理模块，我们将摊销系数表引入了系统，同时开始推行双单位计量模式。入库时记录实际主单位数量、次单位数量；出库时记录实际出库次数量、出库主数量，出库主数量=出库次数量*单重*摊销系数；账面显示主单位数量、次单位数量；优点：1.减少了人为调整摊销系数的情况；2.以次单位数量考核库管员的盈亏，考核标准明确化；3.以前设计与使用部门只能看到库存公斤数，不了解库存的次数量，采用双单位后，设计及使用部门都可以了解库存材料的次数量，方便使用。不足：1.由于摊销系数是一经验值，在运行一段时间后，需要根据实际情况，调整摊销系数，使摊销系数更为接近实际运行情况；2.由于摊销系数与实际情况存在出入，因此需要通过盘点来将账面结存数量与实物结存数量调整一致，对于财务就会出现财务盈亏。第四阶段：动态摊销系数双单位管理阶段（2014年5月至今）这一阶段我们将摊销系数的计算方式进行了调整，由原来的经验估计调整为动态计算。在实际实施过程中，可以根据公司对于物料管理的精细化程度分两种方案来实施：方案一，需要进行批次管理的物料：要求每一次入库出库都要与批次相关，每一次入库就增加一个新批号，在这一批号内记录入库物资的主单位、次单位的实际入库数量，并确定本批主次单位之间的摊销系数，出库依据此摊销系数进行销账。由于每一个批次的摊销系数不是固定的，每一个不同的批次有一个不同的摊销系数。摊销系数=入库主数量/入库次数量/单重入库时记录实际主单位数量、次单位数量；出库时记录实际出库次数量、出库主数量，出库主数量=出库次数量*单重*对应批次的摊销系数；账面显示主单位数量、次单位数量；优点：对于每一批物料的主次数量及发生情况都详细记录，便于跟踪。缺点：每一次出入库都要考虑批号，出入库的复杂程度增加。方案二，不分批次摊销系数双单位模式该模式入库时记录实际主单位数量、实际次单位数量；出库记录实际出库次数量，出库主数量=出库次数量*摊销系数；摊销系数=结存主数量/结存次数量。方案一适合于管理比较重要的、价值大的、出入库频率比较低的物料，对于一般的金属材料库，库存物资价值不大且出入库频率比较高的，使用方案二比较合适。我公司目前采用方案二。
2.动态摊销系数双单位管理模式实施要素：
2.1搜集基础数据
实施库存管理的双单位管控模式首先要搜集基础数据：主单位：对于金属材料，主单位通常为KG;次单位:对于棒料、管料、矩管、扁钢等条状柱状管状的物料，次单位通常为米；对于板材次单位通常为平米；理论单重：在理论上，单重通常为每次单位数量的主单位数量；单位通常为KG/M或KG/平方米；主次单位换算系数=1/单重；摊销系数=结存主数量/结存次数量。
2.2基于一定的库存管理软件
由于实施双单位管理，在入出库环节会增加很多计算工作，如果这种计算工作不能借助管理软件进行运算及控制，将严重影响双单位管理模式的出入库效率及准确性，更严重一些可能导致双单位管理模式的难产。我公司目前采用和佳软件公司的ERP系统，该系统本身为每一个物料都设定了主单位及次单位，只是在给我们公司实施过程中，针对我们公司的金属材料库实施双单位过程中增加了主次单位自动转换、自动按照库存发料、收料误差控制等功能。
2.3控制要素
由于有了前期准备的基础数据，有了管理软件做支撑，我们还要注意在库房管理的入库、出库、盘点、移库等环节做好控制。
2.3.1入库控制：
在入库时，通过检斤来获得入库物料的主单位数量，通过检尺来获得入库物料的次单位数量，通过计算实际单重与理论单重的比值（以下简称入库误差）来控制材料采购环节的误差问题，避免出现超差问题。对于超差问题控制，通常根据每一类物料的国标来圈定一个该物料的实际单重与理论单重的误差允许范围，然后通过判断入库误差是否在误差允许范围来判断材料是否超差。以Φ30的2A12~T4圆铝棒来说，该铝棒的国标为GB/T3191~2010，依据国标，该物料的理论单重为1.964KG/米，按照国标允许的误差为~2，换算成单重的允许下差1.724KG/平方米，允许上差为1.964KG/平方米。如果入库时1.724≤实际单重（实际主单位数量/实际次单位数量）<1.964，则系统自动判断为材料在允许公差范围内，可以入库；如果实际单重<1.724或实际单重>1.964，则材料超差，拒绝入库。
2.3.2出库控制：
在出库环节，可以直接依据测量次数量进行发料，系统记录发料次数量，并通过动态摊销系数来计算出库主数量。
2.3.3盘点控制：
在盘点物料时，需要主单位与次单位同时进行盘点，盘点次数量是盘点所得，盘点主数量=盘点次数量*动态摊销系数。
3.效果分析
通过动态摊销系数双单位管理模式的实施，金属材料库的管理在原有基础上有了很大的提升，具体表现在：
3.1明确库管责任，减少了不确定性
以前单单位管理模式下，金属材料往往检斤收、检尺发，收发两个标准，出现盈亏无法界定责任；采用双单位管理模式后，严格按照次单位数量进行盘点，库房数量的盈亏依据次单位数量的盈亏作为判断依据，出现盈亏时责任比较明确。
3.2满足了使用部门对于次数量的掌握
由于金属材料是否足料往往通过次单位数量来进行排料，在库存管理模块能够直观地查到库存次单位的结存数量，便于使用部门的决策。
3.3减少了发料环节的计算工作
以前单单位管理模式时，发料时需要库管员计算次单位数量然后进行发料，现在系统直接展现的领料计划就是次单位数量，可以直接发料。
3.4可以利用双单位的特性进行材料误差自动控制
金属材料论文范文3
首先，考虑到难加工金属材料特殊的硬度和强度，需要更大的切削力，相比于普通材料力度要提高3～4倍，这无疑增加了切削的难度。其次，考虑到难加工金属材料的低导热率，其具有着较高的切削温度，很容易使材料表面形成烧伤、划痕等严重的质量问题。最后，考虑到在进行切削时道具很容易发生磨损，进而降低了刀具的使用寿命，并且在高温环境下，难加工金属材料的化学活性很高，在热力的作用下很容易形成有关钛的氧化物，这些氧化物反作用于工件，使其韧性降低，切削难度进一步加大。以上因素说明对难加工金属材料进行切削具有一定的难度。
2基于RBF神经网络的数控加工控制方法
2．1RBF神经网络及相关算法概述下页如图1所示，RFB的每一个神经元同输入层连接的向量W1i与输入的矢量Xq的距离设为b1，输入y＝radbas［dis（W，x）×b］，并且输出层的神经元对相应的输出函数采用线形的加权组合。对于基函数大齿常采用高斯函数：对于RBF的初始化及相关的学习可以参照图2。在进行训练前，先输入矢量X，与之对应的是目标矢量T以及径向基函数的一个拓展常数C。具体的训练目的是，求W1，W2以及b1和b2。当系统完成所有输入值的聚类以后，会自动求得每个隐层节点RBF的中心ci，进而确定相应的W1。在改进方法上，主要是针对第0个神经元进行初始的训练，排查出错误后自动的增加神经元［2］。
2．2难加工金属材料的RBF监控系统难加工金属材料的RBF监控系统构造如图3所示。整个系统采用的是M317069的速度传感器进行测速，SZMB－9的磁电转速传感器进行转速的测定，HK－NS－WY04的位移变送器进行对吃刀量的检测。一旦检测到加工过程存在问题，系统就会实行自主的参数控制。该系统的工作原理如图4所示，神经网络所采用的最基本单元是神经元结构的模型。它的输入模式具有线性不可分性，考虑到这些实行的是多层化的感知器网络，以实现多层次的网络输出，若最终的输出结果不是想要的，可以通过修改各个感知器的权值来达到目的。
3结语
金属材料论文范文4
有关研究发现，脉冲电流对一系列冷加工金属材料，如镍、铝、铜等退火组织结构产生了一定的影响，能够明显促进铜金属再次结晶。如图1所示，冷变形铜的显微硬度会随着铜再结晶的时间变化而发生相应的改变。由此可见，在金属材料退火过程中，适当施加脉冲电流，可以大大缩短金属材料的再结晶过程，使其在较短时间内迅速完成。这一研究结果表明了脉冲电流能够有效抑制结晶晶粒生长，使再结晶晶粒更加细化。同时使Arrhenius公式的前指数因子数值大大增加，对于激活能几乎没有任何的影响。针对铜金属材料而言，施加脉冲电流还能够使其结构锐化，延迟其退火结晶的形成。这说明，漂移电子流在一定程度上对其显微组织结构和固态相变产生了影响，同时，还对晶体中的缺陷造成了影响。但是，在电场退火条件下，有相关研究人员认为，电场退火能够抑制铜再结晶及晶粒生长，从而促进铜再结晶立方结构在短时间内形成与发展，具有非常重要的作用。
2脉冲电流对金属材料性能的影响
有关研究人员通过实验发现，脉冲电流不仅能够使金属材料的流变应力大大降低，同时可以有效延长金属材料的疲劳寿命。通过研究高密度脉冲电流对a-Ti和多晶铜等金属材料的疲劳性能的影响，发现针对a-Ti的低周疲劳，高密度脉冲电流不仅能够彻底消除软化过程中的硬化峰，同时，还能够有效降低其疲劳初期的软化速率。脉冲电流能够使多晶铜的沿晶断裂倾向大大降低，有效延长高多晶铜的疲劳寿命。有研究人员认为，高密度脉冲电流不仅在一定程度上影响了次滑移系中的位错运动，同时，还影响了驻留滑移带中的位错运动，从而使滑移的均匀性得到有效提升。并且，随着所施加应力的不断降低，脉冲电流对多铜晶疲劳寿命的影响也会相应地有所增加。另外，有大量研究证明，用脉冲电流进行处理，可以有效减少驻留滑移带的平均间距和平均宽度，并且有效减小驻留滑移带和基体界面处的应力集中，从而大大延长其疲劳寿命。除此之外，脉冲电流还能够有效阻止疲劳裂纹进一步扩展，使金属材料的疲劳寿命大大延长。
3结语
金属材料论文范文5
（一）碳族元素在周期表中的位置
ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA
BCNOF
AlSiPSCl
GaGeAsSeBr
InSnSbTeI
TlPbBiPoAt
（二）碳碳元素及其单质的性质变化规律
元素名称元素符号原子半径
（nm）主要
化合价单质的性质
颜色、状态密度
（g·cm—3）熔点
（℃)沸点
（℃）
碳C0.077+2，+4金刚石：无色固体
石墨：
灰黑色固体3.51
2.253550
3652
—3697
（升华）4827
4827
硅Si0．117+2，+4晶体硅：灰黑色固体2.32—2.3414102355
锗Ge0．122+2，+4银灰色固体5.35937.42830
锡Sn0．141+2，+4银白色固体7.28231.92260
铅Pb0．175+2，+4蓝白色固体11.34327.51740
碳族元素化合价主要有+4和+2，C、Si、Ge、Sn的+4价化合物是稳定的，而Pb的+2价化合物是稳定的。
例PbO2有强氧化性
阅读下列材料，回答有关的问题
锡、铅两种元素的主要化合价+2价和+4价，其中+2价锡元素和+4价铅元素的化合物均是不稳定的，+2价锡离子有强还原性，+4价铅元素的化合物有强氧化性。例如Sn2+还原性比Fe2+还原性强。PbO2的氧化性比Cl2氧化性强。
（1）写出下列反应的化学方程式
①氯气跟锡共热__________；②氯气跟铅共热__________；③二氧化铅跟浓盐酸共热__________；
（2）能说明Sn2+还原性比Fe2+还原性强的离子方程式______________。
答案：
（1）
①
②
③
（2）
二．碳族非金属氧化物比较
COCO2SiO2
类别
酸性
氧化还原性强还原性弱氧化性弱氧化性
毒性有毒无毒无毒
反应实例：
酸性：H2CO3>H2SiO3
与碱反应：CO2+2OH—=CO32—+H2OCO2+H2O+CO32—=2HCO3—CO2+OH—=HCO3—
思考：CO2通入NaOH溶液中生成的盐是什么？
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
思考：盛放碱液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞？
氧化还原性
三、Na2CO3与NaHCO3的比较
Na2CO3NaHCO3
俗称纯碱（苏打）小苏打
溶解性易溶易溶
溶液度Na2CO3>NaHCO3
稳定性稳定不稳定
与酸反应出CO2速率慢（分二步）
CO32—+H=HCO3—
HCO3—+H+=H2O+CO2快（一步）
HCO3—+H+=H2O+CO2
相互转化
方程式如下：
Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
四、知识网络
（一）碳及其化合物
（二）硅及其化合物
五．硅酸盐工业
水泥玻璃陶瓷
原料黏土（CaCO3）纯碱、石灰石、石英黏土
金属材料论文范文6
【关键词】商业展示；金属材料；再设计；设计主题
展示设计的新观念由最初的只注重能否排列整齐，演进到现代的追求视觉效果的展示设计，拓宽了展示观念的更新，提供了整体开放式的空间，在极具视觉美感的设计中，引导观者，进入一个展示与消费的领域。展示是以资讯传达为目的，在一定期间及特定的空间里，将所传达的内容展现给观者的一种传达方法和现象，展示是将主体在特定的空间演出的综合技术。展示的综合理念施展出者将其目的与意图配合设计环境的条件，组成一定综合的造型空间，而此类展示的特长是将目的与意图传达诉求表现出来。而展示的传达要素包括模型、实物、照片、幻灯片、影片等各种影像，综合在一定的空间中为共同的设计主题展品服务。
在展示设计中，无论是展品还是辅助媒体材料，只要把它们制作出来，通常就需要材料，而材料又具有丰富的表情特征。对材料性能的认识与把握，有利于创造出优秀的展示设计。
优秀的展示设计，其展示效果与展示手段有直接的关系，所以如何正确选择展示材料运用的展示手段、如何发挥材料合组效果、这是设计者的理论思想、知识水平的表现，也是设计者对生活、对科学、对文化、对艺术的理解与表达，关系到展示效果的成熟。本文主要从展示设计所常采用的金属展架角度分析，要掌握这些金属材料的基本特点，发挥金属材料展示设计的效果。
一、金属材料在展示设计中的地位与作用
材料是每一个时代文明的标志，人类的发展就是一个不断发现新材料，运用新材料进行创新的过程。我国展览业所采用的材料已由木材类材料逐渐过渡到金属材料，以往木结构材料加工工艺十分复杂，运输不便。金属展架的应用，改变了木结构的展架，以适应新展示设计风格的需要。
在展示设计应用材料的世界中，金属展示材料与非金属展示材料相比有着得天独厚的优势，金属展示材料具有较高的强度，良好的塑性与韧性，能抵抗冲击载荷的作用，延展性较好。随着金属材料的开发与利用，金属已经成为现代商业展示设计中最主要的应用材料。现代商业展示制作时间一般是三天左右，展出大约一周，然后一天拆展，接下来进行下一个展示的制作，所以展示对展示材料应用有着极高的要求。金属作为特殊材料，能够灵活拆装，以满足展示设计的需要，而且其结构连接方式易操作。相比之下，木材料整体结构造型较为笨重，不易于安装、拆卸与运输。除此之外，金属展示材料不宜发生火灾等意外。作为装饰材料，具有轻盈、高雅、光彩夺目且有力度的特点，并且金属材料较坚固，性能较为稳定，不宜弯曲变形，这些金属所固有的特性使其可以作为展示设计中强有力的道具材料，也可以用于制作展架等。
为了减少材料的使用量，缩短制作工期，金属展具的标准化生产也有利于再循环利用。金属包括的范围十分广泛，包括存在于自然界之中的金属元素或金属元素与非金属元素的组合而成的具有金属性质的合金。金属有着独特的视觉美感与魅力展现了他们自身的优势，因此颇得人们的亲睐，也一直是设计艺术家们施展才华最热衷的材料。金属类材料具有优越的表现材料效果，往往具有冰冷、贵重的特质，通常能够提高物品另一种意味。金属可以根据不同的设计需要做成不同的形状，以产生满足各种需求的视觉效果。采用金属材料制作的装饰，除了冷峻的金属材料会使观者产生现代的、冷漠的感受外，也会拥有华丽与辉煌感和特有的韧性与光泽。现代的金属材料种类十分的广泛，为装饰作品反映现代生活提供了良好的表现材料。金属和其他的工艺素材相比，不能在地面上外露他的姿容，因此发展较为缓慢，然而，由于它具有其他素材所不具有的加工性，在日常生活中广泛使用，金属材料的广泛使用也丰富了人们的生活。金属已成为人们生活中不可缺少的材料，包括每个家庭中能看到的家电器皿，以及平时不能直接用肉眼观看的的金属，可以说数不胜数，无处不在。谁都无法预料如果世界上没有金属的存在会如何发展。
金属材料具有优越的表现效果，除了作为展示手段的材料之外，其表面的效果也广泛为展示设计服务。在使用金属进行展示设计造型时，一方面要了解金属的基本的科学知识，另一方面要根据设计的要求与特点来合理的安排工艺程序。
二、金属材料在展示设计中的设计表现
在最初的设计构思过程中，要整体理解与把握所展商品的特性，围绕着展示设计的构思、表达、设计制作等过程来选择金属材料。要主动收集金属相关材料，有针对性的研究金属与设计之间的相互关系，并非是单纯的应用。要系统化，即在明确目的的基础上，通过对资讯的分析，确定主题，进行梳理、组织、系统化架构，在此基础上展开对空间道具的设计。这个过程就是对展品、环境、道具、材料进行系统化处理与再设计的过程。对不同的展示设计，要注意把握主题与烘托气氛，以此来选择适合的金属材料。要根据不同的展品来确定金属材料。
商业展示设计是为表达一定的商业理念而进行的活动，针对受众人群不同的性格特征、年龄特征、心理特征来构思与实施。其中，展示设计的造型美是多元的，但无论是形态美、功能美还是结构美都与材料美有着木不可分的关系。首先，金属材料的色彩分为人工色彩和自然色彩，金属的固有色是展示设计中的主要要素之一，设计必须充分发挥有色的美感，尽可能不削弱金属色彩美感功能的发挥。可以运用对比、点缀等手法来加强金属材料固有色彩的美感功能，丰富其视觉表现。同时还要正确的处理展品本身的颜色与所使用的金属材料的颜色。在一组灰色调展品展示中，如果大面积采用银白色的金属材料，不仅会喧宾夺主，点到主次关系，而且还会一定程度造成视觉混乱，严重削弱展品本身的说服力，导致该次展示的局部失败。要做到金属材料与展品本身在展示中有明显的力量区别，给人不平衡的视觉感受，要引导观者将注意力集中在展品上而非展具材料或是形式上。
其次，金属材料的光泽美也是其被应用广泛的因素之一，它使材料呈现出不同颜色的同时，也呈现出不同的光泽度。金属的光泽度能够通过视觉感受而获得在心理上、生理上的某种反应，引起某种情感，产生某种联想而产生审美体验。
再次，金属材料的肌理美是指材料的组织结构在视觉上或触觉上能够感受到的一种表面材质，它是展示设计造型美的重要元素，具有极大的艺术表现力，不同的肌理有不同的审美品格和个性，会对观者的心理产生不同的影响。同一种展示会因为材料肌理的不同处理而产生截然不同的视觉效果。金属材料的应用是设计者进行表达自己创作思想的主要途径，具体在设计时要结合设计师的设计理念，以及要注意金属材料自身肌理感的表现。
最后，金属材料表面的再设计，可使其与它所处的环境之间提供一种和谐的关系，可通过其对比来强化设计内涵，以此来影响创作者与观者的心里，刺激产生全新的感受。在感知金属材料美与形式美的基础上加以情感联想，发现金属材料非固有的应用价值与审美价值，进而提升展示空间意境，从而更好地发挥展示设计的展示性与功能性。
三、展示设计理念发展与金属材料应用的关系
设计理念的更新，不断倡导绿色环保设计，注重材料的运用与环境之间关系的反思，注重考虑材料的可拆卸性、可回收性、可重复利用性等功能目标，还要保证展示设计的经济性和功能性，突出生态意识和以人为本的设计观念。在展示设计中，还要用新的观念来正确对待设计中金属材料的循环利用问题，要着眼于人与环境的平衡关系，在展示设计每一个过程中都要考虑环境效益，尽量减少对环境的破环。
四、结论
材料最终是为设计服务的。展示的最终目的是销售，金属展架等作为展示的必备手段，通过设计可以起到烘托展示氛围的作用,有助于拉近与消费者之间的距离。在使用金属材料时要做到能为展品主题服务，这些金属材料可以相互补充使用，可以任意拼装组合。但是无论怎样使用金属材料，要注意的就是主次之间的关系，首先要注意的是不能与所展商品抢风采，颠倒了主宾关系，使展示设计的效果事倍功半，影响展出的整体质量，金属材料的恰当应用也是展示设计艺术成功的关键因素之一。作为展示设计师，要将金属材料的技术与艺术完美的结合。要充分发挥金属材料的优点，避免金属材料存在的不足，扬长避短，使金属材料更好地为设计服务。随着展示设计的发展，金属展架的广泛应用，金属材料在展示设计中的地位会不断提高。
参考文献
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