火焰节成就材料课堂:化学气相沉积(CVD)技术。。金属粉末的制备。。日本钢铁工业实力究竟有多恐怖-等。。(7篇)-珞珈材料与物理

2018年02月05日   admin   16人浏览   0人评论
材料课堂:化学气相沉积(CVD)技术。。金属粉末的制备。。日本钢铁工业实力究竟有多恐怖?等。。(7篇)-珞珈材料与物理
【制备专栏】化学气相沉积(CVD)技术梳理
原创:石磊材料人3月6日
材料人推出制备专栏,邀请专栏科技顾问撰稿讲述各种制备技术。本文由材料人专栏科技顾问石磊撰稿提供。
1. 化学气相沉积CVD的来源及发展
化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)中的Vapor Deposition意为气相沉积,其意是指利用气相中发生的物理、化学过程,在固体表面形成沉积物的技术。按照机理其可以划分为三大类:物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,简称PVD),化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,简称CVD)和等离子体气相沉积(Plasma Chemical Vapor Deposition,简称PCVD)。[1]目前CVD的应用最为广泛,其技术发展及研究也最为成熟,其广泛应用于广泛用于提纯物质、制备各种单晶、多晶或玻璃态无机薄膜材料。
CVD和PVD之间的区别主要是猛龙雷克顿,CVD沉积过程要发生化学反应,属于气相化学生长过程陈惠儿,其具体是指利用气态或者蒸汽态的物质在固体表面上发生化学反应继而生成固态沉积物的工艺过程。简而言之,即通过将多种气体原料导入到反应室内,使其相互间发生化学反应生成新材料,最后沉积到基片体表面的过程。CVD这一名称最早在Powell C F等人1966年所著名为《Vapor Deposition》的书中被首次提到单车新人王,之后Chemical Vapor Deposition才为人广泛接受。[2]
CVD技术的利用最早可以被追溯到古人类时期,岩洞壁或岩石上留下了由于取暖和烧烤等形成的黑色碳层。现代CVD技术萌芽于20世纪的50年代,当时其主要应用于制作刀具的涂层。20世纪60~70年代以来,随着半导体和集成电路技术的发展,CVD技术得到了长足的发展和进步。1968年Nishizawa课题组首次使用低压汞灯研究了光照射对固体表面上沉积P型单晶硅膜的影响,开启了光沉积的研究。[3]1972年Nelson和Richardson用CO2激光聚焦束沉积碳膜,开始了激光化学气相沉积的研究。[4]继Nelson之后,研究者们采用功率为几十瓦的激光器沉积SiC、Si3N4等非金属膜和Fe、Ni、W、Mo等金属膜和金属氧化膜,推动了激光化学气相沉积的发展。[5-7]前苏联Deryagin和Fedoseev等在1970年引入原子氢开创了激活低压CVD金刚石薄膜生长技术,80年代在全世界形成了研究热潮。[8,9]目前CVD技术在电子、机械等工业部门中发挥了巨大作用,特别对一些如氧化物、碳化物、金刚石和类金刚石等功能薄膜和超硬薄膜的沉积。尤其目前超纯硅原料-超纯多晶硅的生产只能通过CVD技术。
2. 化学气相沉积CVD反应机理[10-12]
如前所述化学气相沉积是建立在化学反应之上的刘海北,选择合适的反应原料和沉积反应有助于得到高性能的材料。
a)高温分解反应
CVD沉积反应里最简单直接的方式就是热分解反应,其原理主要是固态化合物升温到一定温度会分解为固态目标产物和气态副产物。操作步骤一般是向真空或惰性气氛下的单温区管式炉导入反应气体,将炉温升至化合物的分解温度使之发生分解,在基片上沉积得到目标产物第六颗钻石。热分解反应的关键在于合适挥发源和分解温度的选择,尤其需要特别注意原材料在不同温度下的分解产物。目前常使用的原料有氢化物、羰基化合物和金属有机化合物等,因其化学键的解离能都普遍较小,易分解,分解温度相对较低,尤其氢化物分解后的副产物是没有腐蚀性的氢气。热分解反应主要适用于金属、半导体、绝缘体等材料的制备。
1)氢化物分解制备多晶硅和非晶硅:SiH4(g)→ Si (s)+2H2(g) 650℃
2)羰基氯化物分解沉积贵金属或者过渡金属:Ni(CO)4(s)→ Ni (s)+4CO (g)140-240℃
3)金属有机物分解沉积Al2O3:2Al(OC3H7)3(s)→ Al2O3(s)+6C3H6(g)+3H2O (g) 420℃
b)化学合成反应
CVD沉积反应里应用最广泛的当属化学合成反应,其主要涉及到多种反应气体在基片表面相互反应沉积生成固体薄膜的过程,因此称为化学合成反应,CVD沉积反应大多都属于此类。一般是将多种反应气体通入向真空或惰性气氛下的单温区管式炉中,炉温升至合适的温度使之在基片上发生合成反应得到目标产物。化学合成反应的关键在于反应产物的选择,原则要尽量避免副产物的生成。因为利用热分解沉积目标产物的原料选择范围相对狭窄,而理论上任意一种无机材料都可以通过多种原料的化合反应来得到。因此,与热分解反应相比,化学合成反应应用最为广泛,其主要应用于制备各种多晶态和玻璃态的沉积层、绝缘膜等,如SiO2、Al2O3、Si3N4。
1)四氯化硅外延法生长硅外延片:SiCl4(s)+ 2H2(g) →Si (s)+ 4HCl (g) 1150-1200℃
2)半导体SiO2掩膜工艺:SiH4(s)+2O2(g)→ SiO2(s)+2H2O (g) 325-475℃
3)Si3N4等绝缘膜的沉积:3SiCl4(s)+4NH3(g)→ Si3N4(s)+12HCl (g) 850-900℃
c)化学传输反应
化学输运反应将目标产物作为挥发源,借助于平衡反应来沉积目标产物,其借助于气体与之反应生成气态化合物,生成的气态化合物经载气运输到与挥发区温度不同的沉积区发生逆向反应,在基底上生成源物质。化学传输反应的关键在于输运反应体系及其条件(温度、输运剂用量等等)的选择,这其中涉及到部分化学热力学相关的知识,一般生成气态化合物的温度往往比重新反应沉积时要高一些。
稀有金属的提纯和ZnSe等单晶的生长:ZnSe (s)+I2(g)ZnI2(g)+1/2 Se2(g)
ZnS (s)+I2(g)ZnI2(g)+1/2 S2(g)
3. 化学气相沉积CVD技术的基本要求
使用CVD技术沉积目标产物时,其目标产物、原材料及反应类型的选择通常要遵循以下3项原则:
(1)原材料在较低温度下应具有较高的蒸气压且易于挥发成蒸汽并具有很高的纯度,简而言之原材料挥发成气态的温度不宜过高,一般化学气相沉积温度都在1000℃以下。
(2)通过反应类型和原材料的选择尽量避免副产物的生成,若有副产物的存在,在反应温度下副产物应易挥发为气态,这样易于排出或分离。
(3)尽量选择沉积温度低的反应沉积目标产物,因大多数基体材料无法承受CVD的高温。
(4)反应过程尽量简单易于控制
参考文献
[1] 刘艳红, 张迎春, 葛昌纯. 金属钨涂层制备工艺的研究进展. 粉末冶金材料科学与工程, 2011, 16, 315-322.
[2] Powell C F, Oxley J H, Blocher J M. Vapor Deposition. sponsored by the Electrochemical Society, New York(The Electrochemical Society series) UMI Books on Demand, 1966.
[3] Kumagawa M, Sunami H, Terasaki T, Nishizawa J I. Epitaxial Growth with Light Irradiation. Japanese Journal of Applied Physics, 2014, 7, 1332-1341.
[4] Nelson L S, Richardson N L. Formation of Thin Rods of Pyrolytic Carbon by Heating with A Focused Carbon Dioxide Laser. Materials Research Bulletin, 1972, 7, 971-975.
[5] Leyendecker G, Bauerle D, Geittner P,Lydtin H. Laser Induced Chemical Vapor Deposition of Carbon. Applied Physics Letters, 1981, 39, 921-923.
[6] Kwok K, Chiu W K S. Growth of Carbon Nanotubes by Open-Air Laser-Induced Chemical Vapor Deposition. Carbon, 2005, 43, 437-446.
[7] Michaelis F B, Weatherup R S, Bayer B C, Bock M C南真菜果 , Sugime H, Caneva S, Robertson J, Baumberg J J, Hofmann S. Co-Catalytic Absorption Layers for Controlled Laser-Induced Chemical Vapor Deposition of Carbon Nanotubes. ACS Applied Materials & Interfaces, 2014, 6, 4025-4032.
[8] Deryagin B V, Fedoseev D V. Epitaxial Synthesis of Diamond in the Metastable Region. Russian Chemical Reviews, 1970, 39, 1661–1671.
[9] Deryagin B V, Fedoseev D V. Growth of Diamond and Graphite from the Gas
Phase, Nauka, Moscow (1977); (English translation in Diamond Growth and Films, edited by UCFMG, Elsevier, New York, 1989).
[10] 胡昌义, 李靖华. 化学气相沉积技术与材料制备. 稀有金属, 2001, 25, 364-368.
[11] 化学气相沉积和无机新材料[B].
[12] 田民波. 化学气相沉积. 表面技术, 1989, 3, 33-37.
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【材料课堂】金属粉末的制备工艺大盘点
材料科学与工程1周前
根据中国机协粉末冶金分会统计,2016年粉末冶金零件出货量48万吨,销售额达64亿元,其中汽车行业销售额40亿元,占销售总额62%。2017年,粉末冶金市场规模预计达69亿,实现稳定增长。
2016中国粉末冶金零件销售情况

来源:中国机协粉末冶金分会
汽车发动机与变速箱是粉末冶金零部件应用最为广泛和市场空间最大的两个领域。国内汽车粉末冶金市场空间高达200亿元。再加之2018年为金属3D打印粉末爆发的元年,金属粉末的市场有望进一步扩展。
金属粉末的制备
市场的巨大潜力也在推动着技术的进步。随着粉末冶金产品的应用越来越广泛,对金属粉末颗粒的尺寸形状和性能要求越来越高,而金属粉末的性能和尺寸形状在很大程度上取决于粉末的生产方法及其制取工艺,因此粉末的制备技术也在不断地发展和创新。

不同方法生产的金属粉末形状
目前,金属粉末的制备已发展了很多方法,根据生产原理主要分为物理化学法和机械法。在机械法中最主要的是雾化法和机械粉碎法。物理化学法中最主要的是还原法、电解法和羟基法。
金属粉末制取方法的特点和适用范围

1机械法
机械法是借助于机械外力将金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法,该方法制备过程中材料的化学成分基本不变。目前普遍使用的方法是雾化法和机械粉碎法。其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的超细粉末。
机械粉碎法
机械粉碎法既是一种独立的制粉方法,也常作为其他制粉方法必不可少的补充工序海涅定理。主要通过压碎、击碎和磨削等作用将固态金属碎化成粉末。粉碎设备分两类:
主要起压碎作用的粗碎设备:碾碎机、辊轧机、颚式破碎机等粗碎设备;
主要起击碎和磨削作用的细碎设备:锤碎机、棒磨机、球磨机、振动球磨机、搅动球磨机等。

高能球磨法制备金属粉末
机械粉碎法主要适用于粉碎脆性的和易加工硬化的金属和合金,如锡、锰、铬、高碳铁、铁合金等。该法效率低,能耗大,多作为其他制粉法的补充手段,或用于混合不同性质的粉末。
雾化法
直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法称之为雾化法,是生产规模仅次于还原法的、应用较广泛的金属粉末制取法。雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本低以及适应多种金属粉末的生产等优点,已成为高性能及特种合金粉末制备技术的主要发展方向,但生产效率低,超细粉末的收得率不高陈谭秋,能耗相对较大等缺陷限制了雾化法的应用。

雾化法制备金属粉末
2物理化学法
物理-化学法是指在粉末制备过程中,通过改变原料的化学成分或集聚状态而获得超细粉末的生产方法。按照化学原理的不同可将其分为还原法、电解法、羰基法和化学置换法。
还原法
还原金属氧化物及金属盐类以生产金属粉末是一种应用最广泛的制粉方法。特别是直接使用矿石以及冶金工业废料如轧钢铁鳞作原料时,还原法最为经济。还原法的优点是操作简单,工艺参数易于控制,生产效率高,成本较低,适合工业化生产。缺点是只适用于易与氢气反应、吸氢后变脆易破碎的金属材料。
电解法
电解法是通过电解熔盐或盐的水溶液使得金属粉末在阴极沉积析出的方法。它在粉末生产中占有重要的地位,其生产规模在物理化学法中仅次于还原法,并且可控制制粉粒度,制取的粉末纯度高,单质粉可达99.7%以上。不过电解法耗电较多,成本比还原粉和雾化粉高。因此,在粉末总产量中,电解粉所占比重比较小。

超声波电解制备铁粉
羰基法
由于羰基金属在低温下容易分解为金属及CO气体,因此可以利用合成羰基金属的逆反应来制取羰基金属粉末军工六校。使用羰基法不但可以制取微米级粉末,还可以制取纳米级粉末;不但可以制取单一纯金属及合金粉末,还可以制取包覆粉末。羰基粉末本身所具有的高发达表面是其他方法所制取的粉末无法相比的,是化学电源极板及催化剂的最好材料。
化学置换法
根据金属的活泼性强弱,用活泼性强的金属将活性较小的金属从金属盐溶液中将其置换出来,将置换所得到的金属(金属粉粒)用其他方法进一步处理细化成金属粉末的方法称为化学置换法。该法主要应用于Cu、Ag、Au等不活泼金属粉末的制备。
总结
随着技术的进步,金属粉末在冶金、化工、电子、磁性材料、精细陶瓷、传感器等方面显示了良好的应用前景。但由于传统制备技术的局限性,制约了金属粉末的应用。尽管许多新型的生产工艺和方法已经得到应用,但规模较小和成本较高的问题仍不能很好的解决。为了促进金属粉末材料的发展,必须加大创新力度、取长补短,开发出产量更大、成本更低的生产工艺。(来源:粉体网。)
==========粉体学基础知识——粒径和粒度分布
材料科学与工程2014-12-08
粉体学(micromeritics)是研究无数个固体粒子集合体的基本性质及其应用的科学。通常<100μm的粒子叫“粉”,容易产生粒子间的相互作用而流动性较差;> 100μm的粒子叫“粒”,较难产生粒子间的相互作用而流动性较好。单体粒子叫一级粒子(primary particles);团聚粒子叫二级粒子(second particle)。
粉体的物态特征:
①具有与液体相类似的流动性;
②具有与气体相类似的压缩性;
③具有固体的抗变形能力。
粉体粒子的物理性质主要有:粒子与粒度分布、粒子形态、比表面积等。
粒子径与粒度分布
粉体的粒子大小也称粒度,含有粒子大小和粒子分布双重含义,是粉体的基础性质。
对于一个不规则粒子,其粒子径的测定方法不同,其物理意义不同,测定值也不同。
粒径的表示方法有以下两种:
1、几何学粒子径:根据几何学尺寸定义的粒子径,一般用图像法测定。
三轴径:在粒子的平面投影图上测定长径l与短径b,在投影平面的垂直方向测定粒子的厚度h。反映粒子的实际尺寸。
定向径(投影径):Feret径(或Green径) :定方向接线径,即一定方向的平行线将粒子的投影面外接时平行线间的距离。
Krummbein径:定方向最大径,即在一定方向上分割粒子投影面的最大长度。
Martin径:定方向等分径,即一定方向的线将粒子投影面积等份分割时的长度。
2、等效粒径
等效粒径的定义:当一个不规则体粒子的某种物理行为或者物理参量与材质相同的某球体相同或者近似时,我们把该球体的直径称为为此不规则粒子的某种等效粒径。当参考的物理行为或者物理参量不同时,测量同一个不规则体粒子可能会得到多个等效粒径值。
常见的等效方法有以下几种:
光散射等效:光波在传导过程中遇到障碍物颗粒会发生偏转,光波偏转的角度跟颗粒的粒径成反比关系。当某颗粒引起的光波偏转量等于某同质球体的偏转量时,我们认为该球直径即为该颗粒的光散射等效粒径。
Heywood径:投影面积圆相当径,即与粒子的投影面积相同圆的直径,常用DH表示。
体积等价径(equivalent volume diameter):与粒子的体积相同的球体直径,也叫球相当径。用库尔特计数器测得。
沉降速度等效粒径:粒径相当于在液相中具有相同沉降速度的球形颗粒的直径。该粒经根据Stocks方程计算所得,因此有叫Stocks 径,记作 DStk.
比表面积等价径(equivalent specific surface diameter):与欲测粒子具有等比表面积的球的直径,记作DSV。采用透过法、吸附法测得比表面积后计算求得。这种方法求得的粒径为平均径,不能求粒度分布。
粒度分布
粒度分布(particles size distribution)表示不同粒径的粒子群在粉体中所分布的情况,反映粒子大小的均匀程度。简单的说,粒度分布就是不同大小的颗粒在总体中所占比例的数值集合。
粉体的粒度分布表诉方法有列表法、图示法和函数法等。
粒度分布的图示法又分为频率分布(微分分布)与累积分布。频率分布(frequncy size distribution)表示与各个粒径相对应得粒子在全粒子群中所占的百分数(微分型)。累积分布(cumulative size distribution)表示小于(pass)或大于(on)某粒径的粒子在全粒子群中所占的百分数(积分型)。百分数的基准可用个数基准(count basis)、质量基准(mass basis)、面积基准(surface basis)、体积基准(volumn basis)、长度基准(length basis)等表示。
表示粒度分布时必须注明测定基准,不同的测定基准,所获得的粒度分布曲线也不一样。
不同基准的粒度分布理论上可以互相换算。实际应用较多的是质量和个数基准分布。
粒度分布测试
当前主流的粒度分布测试仪有以下几种:激光粒度仪(光散射等效原理),库尔特颗粒计数器(小孔电阻等效原理),图像粒度分析仪(投影面积等效原理),沉降仪(沉降速度Stocks原理)。
激光粒度仪量程范围一般可达0.1-1000微米。且其测量动态范围大,是应用最普及的粒度仪。
库尔特颗粒计数器检测精度高,量程范围一般为1-250微米,由于其测量动态范围小,测量上限和下限也不足刘祖鸣。主要应用在样品为窄分布的粉体行业。
图像粒度分析仪,量程跟配置的显微镜性能直接相关。其同样存在动态范围小,不适合测试宽分布样品的不足之处。但是它可以进行颗粒形貌分析,这一特性是其独有的。
沉降仪的性能特点与激光粒度仪近似,但是它在测量速度和量程大小上落后于激光粒度仪,目前在大多数行业都被激光粒度仪所取代了。
======日本钢铁工业实力究竟有多恐怖? 且看日本五大钢铁企业
发表于2017-10-30 15:24 爱卡汽车 上海论坛
作为一个本土不产铁矿石的国家,钢铁产量和质量都是世界领先,是非常恐怖的。日本的钢铁技术包括炼钢技术属于世界领先,甚至欧美发达国家都是所不能及的。日本冶炼钢铁的技术是处于全球领先地位的,日本的领先另外一方面体现在专利方面到目前世界上几乎没有一个高炉或炼钢厂不是利用日本的许可证建造的。日本钢铁工业实力究竟如何?且看日本五大钢铁企业1977年邓小平访日,求当时已是世界顶尖的钢铁公司新日铁帮忙筹建宝钢。规划建设完毕后,新日铁甚至派出技术员手把手教中国工人操作那虹,细化纠正到每一个手势、站姿,每一次动作的节奏频率。可以说,没有新日铁,就没有中国现在最大最强的钢铁公司宝钢。鞍钢、唐钢、武钢也无一例外。日本的5大钢铁企业有新日铁,JFE,住友金属,东京制纲,神户制钢。新日铁,全名新日本制铁公司,国际市场竞争力最强的钢铁企业之一,无论从企业的研发能力、管理水平,还是从产品的质量和技术含量方面来讲,都堪称钢铁界的一面旗帜。总部位于东京。公司的产品包括:圆钢、合金钢、不锈钢、各种钢管、冷/热轧钢板、化学制品、炼铁用成套设备,各种产业机械等。目前在镀锌钢板和汽车用钢板领域里的技术水平全球位居第一,日本第一,世界第二。中国国内的摩天大厦的主体钢结构工程完全依赖日本。比较有名的,深圳帝王大厦的主体钢全部采用新日铁的钢材。住友金属,庞大的子公司群,大部分和钢铁有关。在沙特阿拉伯、墨西哥、巴西、美国以及东南亚的一些国家和地区设有一批分厂和办事处。主要产品有钢管、钢板、条钢、铸锻件、电线杆、火车轮箍、工程机械等。中国近几年高铁技术发展迅速,不少人开始嘲笑日本的技术已经过时。拿高铁的轮子来说,时速几百公里,高速高压高摩擦,制造标准可想而知。而中国引进的德国ICE3列车,连内饰都没动过,轮子就是住友金属按上去的。JSW,日本制钢所,一家生产特殊钢材和产业机械的综合性制造公司,其特殊应用钢材和塑料机械在世界市场占有重要地位,也是目前世界上唯一个能够制造核电厂压力容器的工厂。全球有约130个核能反应堆采用JSW的压力容器及配套设备,这一数据占据全球80%的市场份额。全世界核电厂都要依赖于JSW的压力容器,因此JSW不得不将产能从每年4个提高到每年12个。神户制钢所,日本著名的财阀集团,世界500强之一,是日本第三大钢铁联合企业。涵盖钢铁、机械、工程、房地产等多个领域,在电子和信息系统方面都具有高科技业务,以钢铁业为核心的综合性跨国公司。早在07年,神户制刚就生产出了世界上最强硬的铝合金,这种铝合金用途广泛。公司正在为这种新的铝合金申请专利。这种铝合金的可拉长度比美国洛克希德马丁公司的铝-锂合金还要长10%,是目前世界上最强硬的。这种新的材料可用于赛车和航天飞机。中国虽然是世界上钢铁产量最多的国家,单拿高端特殊钢材而言,日本占了全球33%市场份额,而中国只占1.8%。
新日铁是亚洲区域汽车用钢板中最具竞争力的企业,目前在镀锌钢板和汽车用钢板领域里的技术水平全球位居第一
建筑行业的钢材用量非常大了那么你知道那么一座座摩天大楼拔地而起的时候,你可否想过他们所用的钢材来自哪里?现在可以肯定的告诉你,中国国内的摩天大厦的主体钢结构工程完全依赖日本,深圳的地王大厦在京基100大厦建起之前以高度384米引领深圳地标很多年.记好了,地王大厦是主体钢结构全部采用日本新日铁株式会社钢材
准确说来,日本的钢铁技术包括炼钢技术属于世界领先徐慧宣,甚至欧美发达国家都是所不能及的;日本的领先另外一方面体现在专利方面,到目前世界上几乎没有一个高炉或炼钢厂不是利用日本的许可证建造的中国的宝钢、鞍钢、唐钢、武钢等无一例外
高铁的速度感觉起来确实很爽,但是,你知道高铁的轮子是谁搞的吗?这个不是开玩笑哦,时速高达350公里/小时,高速高压力高摩擦,你认为它的轮子不重要吗德国的ICE3列车我提过了,到了中国连内饰都不改动,看看他的轮子,记住了,那是日本住友装上去的德国的ICE3高铁不是没用过德国的轮子,出过一次事故死了百十人,后来乖乖地就又用了住友的轮子
军用领域里的潜艇外壳按说这个领域里,美国最具话语权,但是很遗憾,这个领域里却是日本在领先美国从50年代搞出高强度低合金钢用于潜艇的艇体,艇体的屈服度为690兆帕包括德国在内的多个国家都在使用此钢材作为艇体材料,可潜入深度为400米法国潜艇的艇体屈服度也只能达到980兆帕而日本,90年代搞出亲朝级的艇体高强度钢NS110,屈服度高达1080兆帕,可潜深度高达500米这就是日本的钢铁领域目前所能到达的层面
看完潜艇,那就再来看看核电站的压力容器的钢材又有谁能搞定?核电站的压力容器首先要承受上千度的高温,其次是高耐辐射以及具备抗脆化等高性能指标而日本制钢所则在此领域拥有统治级的地位,简单聊聊日本制钢所JSW日本制钢所是日本重量级钢铁企业之一,工厂位于日本的北海道拥有14000吨级液压机以及12000吨级成形压力机,最高可以制造600吨级钢锭也是目前世界上唯一一个能够制造核电厂压力容器的工厂全球有大约130个核能反应堆采用JSW的压力容器及配套设备,这一数据占据全球80%的市场份额全世界的核电厂都要依赖于JSW的压力容器,因此JSW不得不将产能从每年4个提高到每年12个除钢铁业外,JSW涉足工业领域包括注塑机、树脂类机械等,这便是日本制钢所当然,除了日本制钢所,日本的石川岛在核反应堆压力容器也很牛X,工厂位于日本横滨.
日本牛逼之处在于,就算造假,也能造成世界第一的钢铁产品。。
目前世界最深下潜记录的创造者是日本Kaiko号潜艇,1995年在世界最深马里亚纳海沟下潜10970米,创造了无人潜水器的最深记录。
日本先进是事实,但没必要吹那么厉害。说几样东西。军用潜艇下潜记录是毛子的685级,1000米。科研载人潜艇的记录是美国的“里亚斯特—2”号,10916米这个都比日本的早。钢板指标是一回事,把它组合成潜艇是一回事。火焰节成就日本的坦克炮,以前一直用德国货,11年才买了制造120滑的150吨级电渣炉,才开始自己造炮钢毛胚。
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塑料也有黑科技 | 钢化吸能塑料来了!(一)
材料馆5月4日
现实生活中的意外撞击,让我们恨不能常常披盔戴甲:
好好开车,
奈何遇到慌慌张张的女司机
万幸未成大祸,却被碎片扎的头破血流
好好走路,
遭遇高空下坠的“天外飞石”
正在耍帅健身,
运动护具突然断裂
……

如果我说,
有一种塑料能比钢对你更好的防护,
你会不会吃惊?
如果我又说,
而且在防护的时候,还能如橡胶一样柔软,
你会不会震惊?
What?!
传说中的软猬甲吗?

NO,是
钢化吸能塑料
当然,你可能会质疑
能够高效吸能的塑料,
究竟神奇到什么程度呢?
要展示“黑科技”之黑,
啊不,之神奇
我们拿出实拍为证
(简单粗暴 直击人心)


撞击保护实验
流量壕这边请!
当然体贴的我们也不会忘记勤俭持家的朋友
想省流量没问题 请看下面的动图对比
实验材质(金属、橡胶、钢化吸能塑料)

实验原理:相同实验条件下(23℃,158J能量),使落锤撞击三款不同材质,观察对塑料圆管和水袋的保护程度

1
坚硬无比的金属
众所周知金属的强度、硬度都比较高
许多产品的外部保护部件都使用金属制得
那么,金属能够保证塑料圆管和水袋
能安然无恙吗?

塑料圆管支离破碎
水袋破裂矿泉水夫妇吧,水花四溅
而金属碗毫发无伤,“刚性”十足
结果:保护失败
既然“刚性”十足的金属保护失败
那么换个思路——以柔克刚
2
高弹性的橡胶
橡胶在发生形变的时候
也存在吸能的过程
这次的保护实验能否成功呢?

橡胶碗瞬间“支撑不住”被压扁
能量继续传递,导致塑料圆管重蹈覆辙
水袋破裂,水花绽放
结果:保护失败
3
神奇的钢化吸能塑料
金属和橡胶都败下阵来
只能派出最后的希望:钢化吸能塑料
请擦亮你的眼睛!
见证奇迹的时刻!

钢化吸能塑料碗被落锤压缩了一半
但是就在此刻仿佛能感受到
其中有一股力量迸发出来
硬生生的止住了落锤的势头
下方的塑料圆管和水袋“安然无恙”
结果:保护成功

实验结语
撞击保护实验#1
钢化吸能材料可谓是刚柔并济
具有神奇的保护效果
金属太硬,橡胶太软
钢化吸能塑料,具有纳米相态,
既有强度,又能像橡胶一样延展,
高效吸能34分局,更好保护!
=========高尔夫球中的材料科技
材料馆6月7日
提到高尔夫,你应该会联想到这个画面。

图片来源:网络公开资料
或者会联想到传奇选手Eldrick Tiger Woods,感慨他取得的一系列成就。

图片来源:网络公开资料
在感慨偶像的同时,是否想过什么材质的高尔夫球才能有着更好的击球距离和控制力、而且更耐用、更直接、更不易受风力影响呢?
下面小编就带你了解高尔夫球。

图片来源:网络公开资料
高尔夫球材质的发展史
最初的高尔夫球是木质的,发展至今xinl ,高尔夫球基本上以树脂为材料进行制作。

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高尔夫球的层数
高尔夫领域的最大进步来自于球体结构方面的巨大改进。随着高尔夫制造技术的发展以及选手对高尔夫球质量需求的提升,为了获得更好的机打效果以及更远的飞行距离,高尔夫球的层数亦在不断增加。
—— 单层球 ——
这种球也可以叫做一体球或一件头球,一般仅用于练习或用于练习场。球体由硬橡胶压制而成,并且涂漆。

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—— 双层球 ——
双层求球也叫做双体球或两件头球,是最常用的球。球心外面为硬橡胶或塑料,或者是用两者的混合物制成外壳。
如Callaway HEX DIABLO 二层球,外层采用三重离子聚合物,球芯采用S-Tech来减少侧旋。

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—— 三层球 ——
三层球是高水平球手常用的球之一。韩惠淑球芯一般由橡胶、塑料或两者混合物制成,外壳为橡胶制品。
如Titleist Pro V1 高尔夫三层球,表层为柔软的聚氨酯弹性体,中间层为快速离子聚合物,球芯采用最新新一代2.0 ZG工艺制成。

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—— 四层球 ——
四层球是高水平球手常用的球之一。与三层求不同的是,采用双球芯的技术,获得更加完美的击打体验。
如Titleist Pro V1 x的球芯采用ZG双球芯工艺,中间层为离子聚合物,外层为氨基甲酸酯Elastomer。

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—— 五层球 ——
相比于四层球,五层球采用双球芯及三外层的技术,已经成为寻求超远距离和理想控制力的球手的首选。
如Callaway HEX BLACK TOUR五层球,采用柔软的内芯和坚实的外核(材料均为聚丁二烯)相结合技术,柔软离子聚合物DuraSpin?材质的内表皮,以及离子聚合物和热塑性聚氨酯材质的双层外表皮。

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—— 六层球 ——
最新的六层球相较于五层球有着更多的柔性反弹层,带来更长的飞行距离和旋转性能。
如HONMA TW-G6六层球,采用新柔软型旋转氨基甲酸酯外皮中间反弹层依次为高反弹离子聚合物层、高反弹层、中性柔软层、柔软层,球芯为软橡胶。

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球的层数越多,球越软,操控性越好,价格也越贵。一般内层是柔软的能量转换核心,是拥有更快球速,底速旋转及容易掌控的缘由。材质一般拥有高回弹性,杜邦?HPF离子聚合物树脂可进行融化,具有高压缩性和高回弹性,非常适合制造高尔夫球球芯和内层。

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而外面的几层超级核心则给球更优秀的反弹能力和高灵敏度,并为打远距离提供了保证,所以这种球在飞行时产生适量倒旋更易掌控距离。材质一般拥有搞得抗冲击性,如杜邦沙林?(Surlyn?)树脂具有极大的可塑性、高抗冲击性和高回弹性,非常适合用于高尔夫球表层。

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那么高尔夫球是怎么制作的呢周小曼?下面小编带你了解高尔夫球的的制作过程
物料准备
操作人员将橡皮包装箱和粉末(用于制造内芯和外芯)带到混合区域

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切刀将大块橡胶切割为合适的尺寸

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球芯真空压制
内芯和外芯的原料混合后,磨板上,进行挤压

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内芯被切成柱状并输送到型芯成型区域

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内芯在真空和重压的条件下在压机中成型

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在磨床中磨到合适的尺寸

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表层的覆盖层注塑成型
物料按比例混合

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球芯与表层的结合

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球的后处理
表面打磨光滑

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表面上漆

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球体的质检

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打印标记

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包装与出货

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硅树脂:别再想着只能做成人玩具了
Cookie材料馆4天前

来源:意识夹授权转载
硅树脂
Silicone

简介
硅树脂(silicone)其实从严格意义并不是一种特定的材料,而是一种增强剂和致能冲剂。硅是地球上数量最充沛的化学元素之一,而硅树脂则是以硅元素作为关键成分的化合物,讲到这里大家一定会想到硅胶是不是就是硅树脂呢?其实并不然~硅胶是硅树脂和橡胶的一个调配的分类而已,只是平时生活中我们会接触的比较多。硅树脂可以通过不同的调配去改善从墨水,颜料到织物等等物品非常多的功能。所以硅树脂其实拥有极度多样性的特性。

Shore Rugs designed by Louie Rigano
要说到硅树脂的性质优点,那必须是其拥有其他材料无法比拟的温暖,柔软,有弹性的触感。这里还是从大家最熟悉并且最具代表性的硅胶来说起。硅胶是1943年科学家用碳,氢,氧和硅制成的化学产物。除了硅树脂本有的温暖柔软有弹性的属性外,硅胶的外表也非常多样,从完全透明到完全不透明的颜色应有尽有;并且,其材料不仅可以在零下100度到250度之间使用都完全没有问题,加上其优异的化学惰性及更加优异的弹性,所以你看到的硅胶多用于医疗用途,厨房用品,儿童产品以及成人玩具上。

Garlic Peer designed by OXO
值得一提的是,在今年米兰设计周中,由Nendo设计的超火的水下花瓶系列就是由硅树脂这种材料制作而成,是不是完全没想到?可以说是硅树脂的用途千变万化,拥有无尽的可能。


Jellyfish Vase designed by Nendo
资源来源
全世界有非常多的硅树脂脂供应商
想买到它非常容易

特性
成形不易
良好抗化学性
耐热性好
优异的弹性
色彩多样
相对昂贵
减震
不易回收

成本(国际平均价)
¥50-120/kg
加工
硅树脂可以通过注塑成形寒王冷妻 ,压塑成形,吹塑成形以及旋转成形(滚塑),也可作为印刷油墨使用。

典型应用领域
硅树脂的用途主要由它的形式所决定。它可以制成浴室密封剂包装密封剂;作为织品印刷油墨的基底,即使拉伸也不会开裂;高温下使用的厨房用品比如巧克力模具;医疗行业常用的假肢甚至人造器官;当然还有大家所喜爱的娃娃玩具之类的:)。当然因为其除温暖亲肤还有防滑的属性,所以在很多手持产品中也经常出现。




可持续性研究
不可回收也不能生物降解,唯一的办法就是在废水处理设施中被固体吸收。

硅树脂设计欣赏





































优缺点
PROS
耐热
非常好的抗化学性
形式多样性
生产技术多样性
广泛可得
CONS
成形不易
相对困难
回收不易
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