先进材料的制造和加工

近年来，异种金属的需求不断增加制造，因为此焊件利用了不同金属的特定优点特定应用。在本文中材料连接，引入残余应力、变形和脆性形成讨论了结构中的金属间化合物。由于这些都是非常不受欢迎的，因此，研究人员研究了各种技术，减少了脆性金属间化合物的变形和形成。数字技术在该领域也进行了研究，因为他们为研究人员提供了对过程。大多数情况下，异种材料的连接是通过搅拌摩擦焊接完成的和激光焊接，但搅拌摩擦焊接的使用在以下方面受到限制因此，通过给出一个激光焊接技术的特殊背景。 

复合材料为技术。在最近的航空航天结构研究中，传统材料几乎75%被现代复合材料取代。强度重量比铝合金使其在其他工业材料中成为一个有吸引力的选择。碳纤维增强复合材料是传统材料的更好替代品用于制备较轻面板的材料。在许多应用中，这些复合材料变得麻烦了。加入先进技术的前景复合材料仍然没有公布。正确的连接方法是复合材料。为此，我们进行了研究，以检查摩擦的可行性用于航空航天工业的轻型面板的搅拌焊接。搅拌摩擦焊是一种固态焊接方法。外部工具在边缘固化并混合金属行。我们复习了几篇研究文章，以了解相关的困难采用搅拌摩擦焊方法。 

装订喷射（BJ）是一种3D打印技术，其中对象由陶瓷、金属、聚合物和复合材料制成。粘合剂喷射工艺融合了各种技术，如印刷、粉末沉积、，粘合剂与粉末的复杂组合，以及烧结零件的后处理。BJ具有高生产率，可利用多种粉末。在BJ中粘合剂与材料粉末结合在一起，在通常以CAD为模型的分层时尚。为了获得所需的产品精度，主要挑战是平衡适当的工艺参数制造时间，例如粉末的特性（粒度分布，粉末的堆积密度和流动性、生坯强度）、粘合剂的特性，本文简要回顾了技术、材料、缺陷和挑战粘合剂喷射添加剂制造工艺及其未来趋势。 

具有界面的异种材料Al6061和SS304的点焊电阻点焊石墨烯纳米片涂层本章介绍了（RSW）技术。一薄层GNP（几微米厚）作为Al6061/SS304片材之间的夹层（厚度1mm）并以搭接形式点焊。RSW参数在这种连接中起着至关重要的作用过程。据观察，搭接接头的强度随焊接时间和电流。焊接方法阻止了高空金属喷射焊接条件。工艺参数（焊接电流、时间）对点焊接头的机械和微观结构性能在细节。在lap剪切模式下进行拉伸试验，以评估并确定峰值载荷。熔合区和熔核以扫描电子显微镜和硬度分析为特征。扫描电镜分析观察到铁和铝基体在石墨烯颗粒周围形成良好的环，导致Fe-GNP、Al-GNP和Fe-Al-GNP金属间化合物的形成接头接口。将结果与无接头和有接头的接头性能进行比较GNP夹层。研究发现，GNP夹层增强了点焊接头，提高接头强度。可能的加强机制包括增强晶粒细化和位错堆积国民生产总值。 

激光焊接是连接铝合金的一种可行方法。输入焊接过程中使用的参数对焊缝有重要影响质量。然而，有几个参数会影响焊接质量它们与焊缝特征的关系具有挑战性。本研究使用田口方法和粒子群优化（PSO）技术用于改进铝2024搭接接头的焊接质量，以实现一致可靠的接头。这个实验是在激光焊接机上进行的，遵循L9正交以峰值功率、扫描速度和频率为输入的阵列实验设计参数。此处，断裂载荷、粘结宽度和喉道长度被视为响应。实验上，最大断裂载荷为1233 N，最小粘结力为宽度达到398.81µm。喉部长度范围为340.72µm至983.94微米。回归分析用于建立输入和响应。回归方程用作优化问题。利用拥挤距离粒子群优化算法获得全局最优解。最后，给出了实现预期目标的最佳工艺参数。

电火花加工是一种混合加工可以在微观层面加工导电和非导电材料的工艺。它满足了两种成熟的组成工艺的优点，即电化学加工（ECM）和放电加工（EDM）。技术已经相当成熟。然而，ECDM中的排放控制仍需进一步研究。因此，本研究回顾了各种理论和机制研究人员给出的ECDM放电。该研究还包括导言对于ECDM技术，不同的研究人员、应用程序、，和历史发展。

电化学放电加工（ECDM）工艺正在兴起非导电材料微加工的非常规加工工艺材料。在ECDM过程中，表面损坏，加工连续性较高深度和超挖（HOC）是钻井过程中的主要问题。上一个研究人员报告称，气膜厚度、碎片疏散和电解质补水是表面质量不足和井眼较低的主要原因深度。目前的研究在加工过程中使用了磁场过程中，他们发现了上述问题的积极影响。洛伦兹力在加工过程中产生，并产生工具电极周围的电解液。这种现象有助于控制气膜厚度、碎屑冲洗和工具端的电解液补充。目前在工作中，作者使用了1300高斯铁基陶瓷磁导率环形磁铁。南极和北极的磁场强度使用数字高斯计。使用高速图像采集相机了解气泡加工过程中的生成、气膜形成和碎屑排出。作者应用南北极磁场来研究并将结果与传统ECDM工艺进行了比较。南部在表面质量、孔深和HOC方面取得了更好的结果磁极磁场与传统ECDM工艺相比。

微波钻孔是一种先进的加工工艺，其中借助金属将电磁能转换为热能集中器用于在工作材料中创建所需的形状。高强度工具提示周围产生的电场使周围的电介质电离工具提示和等离子形成结果。高温等离子体烧蚀材料就在刀尖下方，在工件中创建所需的孔。目前热固性和热塑性复合材料微孔钻削的研究工作研究了微波在空气和变压器油中的应用。这个根据热影响区研究了钻孔特性，以及过度切割；对空气和变压器油进行了比较。研究表明在绝缘变压器油中钻孔可减少HAZ等缺陷并且明显过度切割。还观察到热损伤更多发生在热固性复合材料与热塑性复合材料的比较。

对提高生产率、提高质量和纳入绿色制造实践一直在向制造商提出挑战。采用高速加工（HSM），使用环保型材料，这是可行的切削液，但需要仔细的过程控制。在这些行上，当前的论文探索异国高温合金Inconel 718的加工特性高速，刀具为涂层硬质合金刀片和环保切削液为水蒸汽。实验通过改变三个工艺参数进行，即切割速度、进给速度以及水蒸汽压力，遵循中心基于响应面方法的复合材料设计。带有的专用工具架内置流体供应通道用于精确输送水蒸气切削液到加工区。过程力学已经用借助切屑变形系数也是一个关键指标加工过程中的切削液性能会影响表面完整性，刀具磨损、可加工性等。分析表明，响应面为二次曲面模型的切屑变形系数具有统计学意义。进给速度，蒸汽压以及进料速度和蒸汽压之间的相互作用很高影响切屑变形系数的主要因素，包括分别约为23.41%、25.33%和21.49%。蒸汽压力增加非常有利于降低因水引起的切屑变形系数蒸汽对加工区具有更好的渗透性和性能。总体使用情况在可行的HSM参数范围内，切削液作为水蒸气的比例可以显著提高有益的。

铝基金属基复合材料（MMC）广泛应用于现代工业由于其重量轻、强度高和硬度优越。在这个研究表明，采用搅拌铸造技术制备了碳化硅（SiC）增强MMC方法。使用铜（Cu）对预制MMC进行模铸EDM电极。实验是使用响应面方法进行的箱梁设计（BBD）（RSM）。响应面图用于峰值电流（Ip）影响的参数分析)，间隙电压（Vg)，脉冲开启时间（Ton），以及材料去除率（MRR）和表面粗糙度（Ra）的占空因数（τ）使用二阶回归模型。电流与脉冲的相互作用效应时间和占空比对MRR有很大影响，而电流的相互作用根据方差分析，电压对Ra有重大影响。电流的增加增加MRR和Ra。在脉冲接通时间的情况下，Ra的值开始当在低电压（40 V）下进行加工时，在150µs后下降。 

纳米颗粒因其体积小而在当今时代具有巨大潜力大小。它们被用于从生物技术到制造业和能源应用。因此，纳米颗粒的生产自成立以来，一直是研究人员感兴趣的焦点。非传统的纳米颗粒生产方法，火花放电已成为一种有效的可行的方法。这篇综述概括了在火花放电法在生产中的应用并展望了该领域未来的工作前景。不同的方式通过改变介电介质等不同参数控制纳米颗粒尺寸火花频率、电极间距、每火花能量和流量进行了探索。对比了传统和非传统纳米颗粒生产过程。总之，新的非传统技术以及使用火花放电方法生产纳米颗粒的混合技术讨论了纳米颗粒在排放控制中的应用，冷却和润滑。

制造业使用多种材料，包括纯金属、合金和复合材料。由于纯金属无法满足需求在现代产品中，材料正在从纯金属过渡到复合材料地点。发明复合材料是为了获得所需的性能，包括轻质、高强度、抗蠕变、高耐腐蚀、疲劳耐腐蚀性、耐高温性和高耐磨性。天然植物纤维，如亚麻、大麻、红麻、黄麻、剑麻、椰壳和棉花，是生产复合材料，因为它们比合成纤维具有各种优势，包括成本更低、比重低、可生物降解、重量轻、健康程度低危险、可用性、低等级温室气体排放和高度灵活性。自然纤维增强聚合物复合材料（NF-RPC）通常用于汽车应用，因为它们重量较轻，从而降低油耗和温室气体排放。NF-RPC的机械性能，如拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度、硬度和许多其他因素都会受到影响由几个因素决定，例如纤维长宽比、纤维重量百分比、，纤维的不同取向、制造工艺的使用、化学成分纤维和纤维的不同预处理。因此，在本文中NF-RPC的应用、机械性能、制造技术以及对提高天然纤维的性能进行了讨论。 

本文对菠萝叶纤维（PALF）进行了分析用作汽车保险杠材料的增强复合材料。进行影响分析在不同纤维含量的模型前保险杠上，即在讨论了纤维体积分数的取值和结果。目标是用考虑的尺寸对汽车后保险杠进行建模，并在中进行仿真分析碰撞的情况，即模拟高速撞击刚体按照车辆标准。天然纤维增强复合材料与合成纤维相比，具有良好的比重，可减少与使用因此，合成纤维可以被视为汽车前保险杠的材料。性能可能会有所不同，但取决于所需的应用、光纤矩阵键合和长宽比可以改变。对于PALF，模量低值的补偿可以通过具有非常高的纵横比，因为复合模量受到杨氏模量和纵横比。在PALF增强复合材料中，纤维含量的变化影响与合成纤维。

铝金属基复合材料是一种独特的材料与纯金属基的同类产品相比，性能参数有所改善。这些复合材料广泛应用于结构、海洋、航空、国防和矿业行业。大量合成衍生的硬质陶瓷增强体广泛存在研究了铝金属基复合材料的性能增强，但合成增强材料的排他性和经济性为其铺平了道路广泛研究基于农业废弃物和工业废弃物的铝金属基复合材料。在目前的研究中，竹叶灰，一种农业废弃物衍生陶瓷增强铝基金属基复合材料；铝7075/竹叶灰采用液态冶金搅拌铸造钢筋体积百分比从2%到8%不等的技术重量矩阵。金属基体的机械和微观结构表征进行复合以确定复合材料与母材相比。研究结果证实获得了硬度和强度较高的复合材料。微观结构表征还证实，晶粒结构显著细化属性增强。 

当一种或多种材料分布或在称为基体的连续第二相中增强。复合材料有许多优异的性能，包括低密度、高强度重量比和良好的耐久性，这使它们在许多行业中具有吸引力。复合材料具有广泛应用于各种应用中。在强度为t的任何应用中--重量比起着至关重要的作用，纤维增强聚合物（FRP）是最好的材料，提供最有效的解决方案。粘接是FRP最强大的连接技术，因为其具有高机械性能。它在航空航天、海洋技术、国防系统、，以及结构应用和运动。然而机械性能受到污染物（如脱模剂）的不利影响，以及顶层也有多余的基质。为了生成最合适的表面预处理及其对碳纤维与玻璃纤维粘接接头的影响研究了再增强聚合物复合材料层合板。粘性的结合表面经过喷砂和硅颗粒涂层处理，然后进行测试以确定故障模式。研究发现粘合接头取决于基板的表面特性。这个结果表明，可以最大限度地提高接头的粘结强度通过各种表面处理。 

在本研究中，（Ta0.1Sm0.9）0.04Ti0.96O2/聚偏氟乙烯复合材料合成并分析了巨大的介电性能。陶瓷粉末是通过固态陶瓷路线制备，通过X射线确认其相纯度衍射仪和不同体积分数的复合材料由将填料精细分散在聚偏氟乙烯（PVDF）基体中，然后压缩成型。介电性能（介电常数和损耗）高达1 MHz使用阻抗分析仪进行了研究。45的高介电常数以及当最佳填料体积为50%时，1的可接受损失为0.089千赫。因此，该复合材料可以有效地用于储能应用。

碳纳米管增强聚合物纳米复合材料正在成为一种先锋材料由于其增强的机械性能与纯聚合物相比。荷载传递机制和有效的机械这些纳米复合材料的性能受到CNT参数的强烈影响（体积分数、长度、长宽比等）、厚度和机械性能嵌入的CNT和基体之间的界面区域，已经进行了建模研究，以分析这些参数对聚甲基丙烯酸甲酯基体的有效弹性性能单壁碳纳米管。基于三相连续介质力学的三维模型使用有限元方法分析纳米复合材料，以预测界面对弹性特性（弹性模量和泊松比）的影响纵向和横向纳米复合材料。界面的影响通过其还研究了厚度。还应用了Mori-Tanaka均质法以三相和多相微机械模型来确定其可行性在估计界面对弹性性能的影响时纳米复合材料

本章介绍了对不同温度下功能梯度芯四边形夹芯板条件。该板由功能梯度碳纳米管增强制成复合材料（FG-CNTRC），并借助ANSYS软件获得结果。均匀分布（UD），功能分级V型分布（FG-V），功能分级X型分布和功能分级O型分布钢筋级配的四种不同分布将其视为厚度方向（FG-O）的芯。均匀分布的所有情况下均对面板进行分级。杨氏模量、质量密度，和泊松比都是由扩展规则计算的重要材料特性混合物的CNT效率参数，说明了尺寸依赖性。本文进行了详细的分析，以揭示体积分数和温度对四边形固有频率和中心挠度的影响并将其与普通四边形板的结果进行了比较。使用Ansys R17.2和MATLAB获得并给出了数值结果。这个结果表明，UD型分级具有最高的固有频率和最低的固有频率与其他类型的功能级配材料相比，中心挠度。

我们知道，在今天的情况下，智能材料名声大噪我们日常生活的重要组成部分。聚合物纳米复合材料（PNC）吸引了由于其在多功能方面的巨大潜力，具有重大的研究和工业兴趣应用程序。这种纳米复合材料技术是从工程领域出现的塑料，并可能扩大其在结构材料、涂料和医疗产品、电子和光子设备的包装。可能性低含量的聚合物基体中的导电和导热纳米颗粒为高要求的应用带来了机会，如电气导体、热交换器、传感器和执行器。智能的发展聚合物纳米复合材料（SPN）是一个高科技和工业领域近年来，由于这些材料取得了惊人的进步，人们对其产生了兴趣。SPN公司发现了形状记忆、自我修复、自我修复和自清洁的潜在应用，和能量采集。本文主要关注以下方面的最新进展聚合物纳米复合材料在日常生活中的应用，这一点非常重要而且非常有用。PNC的应用无穷无尽，并且仍在快速增长由于其低于平均成本且易于制造。他们让我们的生活更美好方便且令人愉快。主要目标是研究电气和智能电子材料用PNC的热性能。

本文检查并探讨了预训练对抵抗力的影响通过分析模型进行疲劳裂纹扩展（FCP）。期间的大多数材料由于压力加剧，服务和处理已经经历了先前存在的压力过程。这是任何低重量和高强度结构的首要任务要求。数值研究基于T7375热处理的7475铝合金处理，由于其机械性能。本文中，未经处理和预处理的铝7475，2.54&在载荷或应力比（R）为0、0.1和0.4（最小应力/最大应力），通过疲劳裂纹扩展模型Paris和裂纹退火模型。本研究选择的模型来源于小规模基于线弹性断裂力学（LEFM）的屈服理论裂缝闭合和会计裂缝闭合（CL）。裂纹闭合的重点材料预应变前后的行为。荷载比0、0.1和0.4的影响已通过裂纹闭合模型（Elber、Newman和虚拟裂纹）进行了研究退火模型。疲劳裂纹扩展巴黎和裂纹的对比研究提出了原始和应变条件下的退火模型预测。这个通过实验数据验证了预测。预测误差分析在预测和实际数据中显示。

生物传感器是一种分析设备，广泛用于检测化学物质，如组织、细胞器、细胞受体、酶、抗体等。智能材料响应外部脉冲，并将脉冲转换为可读信号。如今，智能材料被用于人类的每一项需求。各种智能材料是广泛研究的主题。这个本章探讨了智能材料在生物传感产业。

实验的目的是研究黄铜的摩擦学行为和锡基巴氏合金材料。该试验是在销盘磨损试验中进行的以分析它们对摩擦学行为的影响。这个实验是在不同的操作因素下进行的，如负载、滑动时间和滑动干燥和润滑条件下的速度。这些材料的应用主要是发现于汽车轴承、精密仪器、铁路轴承、航空航天和重型关税申请。在进行实验后，人们注意到摩擦学高温下，行为略有变化。润滑油的使用提高了与干燥条件相比，锡基巴氏合金的摩擦学性能提高了18.56倍，黄铜材料提高了2.19倍。因此Brass的性能由于其硬度，油下润滑优于锡基巴氏合金。干燥条件下条件下，黄铜材料的磨损率大约是磨损的四倍锡基巴比特合金；因此，锡基巴比特合金的使用寿命比黄铜长干燥条件下的材料。