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文本内容:
REPORTING2023WORK SUMMARY《液态金属的凝固》PPT课件•液态金属的特性目录•液态金属的凝固过程•液态金属凝固的应用CATALOGUE•液态金属凝固的研究进展•液态金属凝固的未来展望PART01液态金属的特性液态金属的定义液态金属液态金属的沸点在常温常压下呈液态的金属,如汞、沸点是液态金属从液态转变为气态的镓、锡等温度,不同液态金属的沸点也不同液态金属的熔点熔点是液态金属从固态转变为液态的温度,不同液态金属的熔点不同液态金属的物理特性流动性液态金属具有流动性,可以在重力或外力作用下流动导电性液态金属是良好的导电体,其导电性能通常优于固态金属密度液态金属的密度通常小于固态金属,因为液态金属原子之间的平均距离大于固态金属液态金属的化学特性010203反应活性溶解性腐蚀性液态金属容易与其他物质液态金属可以溶解其他物某些液态金属具有腐蚀性,发生化学反应,表现出较质,如气体、固体或液体能够腐蚀其他金属或非金高的反应活性属材料PART02液态金属的凝固过程凝固的原理凝固的热力学条件液态金属的熵大于固态金属的熵,凝固的定义当温度降低时,液态金属的自由能高于固态金属的自由能,导致凝固物质从液态变为固态的过程,涉发生及到原子或分子的重新排列凝固的动力学条件原子或分子的迁移速率和扩散系数影响凝固速率凝固过程中的相变相变的定义物质在相变过程中,物理和化学性质发生突变1相变的分类一级相变和二级相变一级相变伴随能量的变化,2如冰融化成水;二级相变不伴随能量的变化,如铁的磁性转变相变过程中的热力学和动力学相变过程中,系统的自由能变化、熵变和焓变等3热力学参数影响相变过程的动力学行为凝固过程中的热力学和动力学010203热力学在凝固过程动力学在凝固过程热力学与动力学的中的作用中的作用关系热力学参数如自由能、熵、焓等动力学参数如扩散系数、迁移速热力学和动力学相互影响,共同决定了物质在凝固过程中的相平率等决定了物质在凝固过程中的决定了物质在凝固过程中的行为衡和相变过程速率和结晶形貌PART03液态金属凝固的应用在材料科学中的应用合金制备金属基复合材料金属增材制造液态金属凝固技术常用于合金材利用液态金属凝固技术,可以将基于液态金属的3D打印技术,如料的制备,如铝合金、铜合金、增强相如碳纤维、陶瓷颗粒等与熔融沉积成型(FDM)和激光选镍基合金等通过控制凝固条件,金属基体复合,制备出具有优异区熔化(SLM),可以实现复杂可以获得具有优异性能的合金材力学性能和功能特性的金属基复金属零件的高精度快速制造料合材料在电子工业中的应用集成电路制造01在集成电路制造中,液态金属的凝固可用于形成导电线路和互连结构,如铜柱、焊料凸块等电子封装02在电子封装领域,液态金属的凝固可用于形成导热性能良好的界面材料,提高电子设备的散热性能传感器与执行器制造03利用液态金属的形状可塑性和优良的电学性能,可以制造出各种传感器和执行器在其他领域的应用生物医学工程液态金属的凝固可用于生物医学工程领域,如可降解血管支架、药物载体和组织工程中的细胞培养基质能源领域在能源领域,液态金属的凝固可用于制备高效热交换器和核反应堆中的燃料元件环境工程利用液态金属的凝固技术,可以制备出高效吸附剂和过滤器,用于水处理和空气净化PART04液态金属凝固的研究进展新型液态金属材料的开发新型液态金属材料具有优异性能,如高强度、高导电性、高耐腐蚀性等,在电子、能源、航空航天等领域有广泛应用前景新型液态金属材料的开发主要涉及合金化、纳米结构化、复合化等手段,通过改变金属的成分和结构,实现对其性能的调控新型液态金属材料的研究进展为实际应用提供了更多选择,有助于推动相关产业的发展液态金属凝固过程的模拟与预测010203液态金属凝固过程的模拟与预通过建立数学模型和数值模拟模拟与预测结果可为实际生产测是研究凝固过程的重要手段,方法,可以预测液态金属的凝提供指导,优化铸造、焊接等有助于深入理解凝固机理和优固行为,包括温度场、流场、工艺过程,提高产品质量和降化工艺参数相变等低能耗液态金属凝固过程中的新现象和新理论随着研究的深入,科学家们不断发现液态金属凝固过程中的新现象,如非晶形成、纳米晶形成等,这些现象对理解凝固过程和优化材料性能具有重要意义新理论的发展为解释这些新现象提供了理论基础,如非平衡相变理论、纳米晶生长理论等新现象和新理论的发展将推动液态金属凝固领域的进步,为材料科学和工程领域的发展提供更多可能性PART05液态金属凝固的未来展望提高液态金属的凝固质量与效率开发新型凝固技术利用先进的凝固技术,如定向凝固、悬浮铸造等,提高液态金属的凝固质量和效率优化凝固工艺参数通过调整工艺参数,如冷却速度、温度梯度等,改善液态金属的凝固组织和性能创新合金设计研发具有优异性能的新型合金,满足不同领域对液态金属材料的需求探索液态金属在新能源领域的应用太阳能光热发电利用液态金属的高导热性能,开发高效太阳能光热发电系统核聚变能源利用利用液态金属作为冷却剂和结构材料,应用于核聚变能源领域储能技术研究液态金属在储能技术中的应用,如液态金属电池、超级电容器等深入研究液态金属的微观结构和性能关系微观结构表征采用先进的显微技术和光谱分析方法,对液态金属的微观结构进行表征性能测试与模拟开展液态金属的力学、热学、电学等性能测试,结合计算机模拟技术深入揭示其性能与微观结构之间的关系材料基因工程运用材料基因工程理念,加速液态金属材料的研发进程,实现材料性能的快速优化和提升。