《机械工程概论》课程结课论文报告实用5篇

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电动汽车概论-------结课论文1

电动汽车概论结课论文

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学 号: 浅谈我国新能源汽车发展现状

摘要:面对全球范围日益严峻的能源形势和环保压力,美国、日本、欧洲等发达国家对新能源汽车技术高度重视,从汽车技术变革和产业升级的战略出发,颁布制定了优惠的政策措施。中国新能源汽车产业也开始在政府的支持下,朝着健康的方向蓬勃发展。新能源汽车是低碳的必然选择,汽车产业的发展趋势。我国作为能源消费大国,发展新能源汽车产业是低碳经济时代必然的选择。同时,新能源汽车的产业发展也将是汽车行业的新导向。 关键词:低碳经济;新能源轿车;产业发展;

一、引言

汽车的迅速普及,在改善居民生活的同时也产生了诸如能源、环保等方面的问题。全球交运设备的石油需求占总需求量约60%,在中国,汽车的石油需求占总需求量约35%;而石油生产相对集中,出于能源安全角度考虑,中国和很多发达国家需要降低对石油的依赖,以中国为例,原油对外依存度达到50%,美国60%以上的原油消费来自进口。

随着全球能源日趋紧张,生态环境日益恶化,关于新能源汽车的开发与应用问题已成为各国汽车产业积极探索的焦点。全球汽车产业格局正面临第四轮重构,汽车产品将向安全、节能、环保方向迈进。“新能源汽车”概念也随之成为业界关注重点,新能源汽车成了各国竞相研发的目标。因此,世界各主要汽车生产国和大型汽车公司纷纷加大了对节能与新能源汽车的研发投入和应用力度。随着人们对新能源的不断探索,在汽车领域中节能环保的新能源汽车呼之欲出。从环境及资源的角度来考虑,发展新能源汽车产业,实际上就是节能减排是低碳经济发展的重要组成,新能源汽车产业的发展无论是对汽车行业还是对国家的节能政策都是非常有利的。

在政策的激励和引导下,全球各主要汽车生产厂家都加快了新能源汽车产业化的步伐。目前,“低排放”的混合动力汽车已进入大规模产业化阶段,在全球的累计销量已超过100万辆,在当前新能源汽车市场上占据主导地位。“零排放”纯电动汽车的批量生产时间已提前到2015年,比原来预计的时间提前了10~15 年。据预测,2012年前后将迎来新能源汽车产业化的高潮,未来10~20年将是新能源汽车产业格局形成的关键时期,新能源汽车将成为拉动经济发展新的增长点。

二、发展新能源汽车的必然性

从必然性上看,新能源汽车回应全球能源和环境系统的挑战。

现在看汽车产业有两个方向实现变革:一是驱动方式,主要由传统的汽柴油的内燃机驱动改用替代燃料、纯电驱动以及氢燃料;另一个是控制方式,以人为主的汽车控制更加智能化,甚至可以远程信息控制。结合这两个方面,以四个电驱动的轮子加上计算机控制的模式,和现在的汽车有非常大的变化,而且能实现四个方面的目标,即零排放,零化石燃料,零交通事故,零交通堵塞。前两个通过驱动方式的变化实现,后两个通过智能控制和远程信息控制来实现。这种新能源汽车的技术路线有两个方面:一是替代燃料的系统。采用生物燃料、煤基燃料及天燃气来替代传统的汽柴油的技术路线,部分技术已实现;另外一个就是比较根本性或革命性的燃料系统变革:纯电驱动、插电式混合动力、油电混合动力以及燃料电池。

从技术来看电动汽车并没有碳减排的效果,但是为未来碳减排技术应用提供一个前提,就说我们从每辆单车的碳排放的治理集中到上一个环节,就是发电环节碳排放的治理和控制。另外未来新能源,风电、太阳能发电等这些清洁能源比重上升,会进一步降低电动汽车碳排放的程度,实际也是给出电动汽车回应前面两个挑战的发展前景,是应对能源和环境问题的一个有效的手段。

在电动汽车发展历程中,混合动力汽车就是传统汽车向电动汽车的过渡,这中间有不同技术组合方案,如低混合动力、中混合动力、强混合动力,低混节油7%,中混节油20%,强混节油30%。不同技术的组合趋向于纯电动汽车的方向发展,并且越靠近纯电动汽车节油效果越好,所以现在新能源汽车的发展是长期远景目标和近期具体技术方案的结合。

现在整个新能源汽车行业形成一个共识,就是长期来看纯电驱动汽车是一个根本方向,包括电动车和燃料电池。

[1]

三、各国新能源汽车发展的状况

应该说,引领新能源汽车的主要是欧美日这些国家,他们起步比我们要早很多,而且它们各有侧重。比如美国侧重解决石油依赖,保证石油安全;欧洲是侧重于温室气体的减排;日本是既保证能源安全,又重视提高他们产业的竞争力。在技术路线的选择方面,欧洲、美国、日本有些类似的经历,在早期这些国家主要是替代燃料为主,譬如说欧洲发展生物质燃料,美国也曾经大力提倡发展生物质燃料替代燃油。但近期都转向电动汽车路线,尤其金融危机之后,美国把发展电动汽车,短期内插电式混合动力汽车作为发展新能源汽车规划的重要组成部分。

截至2009年底,全球混合动力汽车已经超过了200万辆,主要是在发达国家,特别是美国和日本。日本丰田和本田的Civic已经实现了商业化的发展,但他还是属于一种中度混合的动力汽车,还没有发展到插电式强混合动力的程度。另外,纯电动汽车的发展呈现明显的“小型化”的趋势,如奔驰的Smart,宝马的MINI,三菱的等车型,这也是基于当前的动力电池的技术还没有实现更高的能量密度和功率密度,在这种情况下,结合城市短距离使用,发达国家把它作为纯电动汽车市场的突破口。这里新推出小型纯电动车有几个关键数据,最高车速100-120公里/小时,续驶里程100-160公里,能在15-20分钟左右充入80%的电量,电池全部充满需要7-8小时。推向市场的纯电动汽车基本上就是在这范围之内,这主要是乘用车,不包括公交等特种车。

[2]

四、我国发展新能源汽车的进展

国内外汽车业界已经达成共识,发展新能源汽车不再是该不该的问题,而是上升到如何执行的层面。加快中国新能源汽车的发展,既是实现中国汽车产业持续快速健康发展的必然选择,也是中国汽车产业赶超国际水平、实现跨越式发展的重要机遇。

、我国新能源汽车产业开局良好

中国新能源汽车产业始于21世纪初。新能源汽车产业化发展的直接推动力 3 就是国家的相关扶植政策。2001年,中国启动了“863”计划电动汽车重大专项,涉及的电动汽车包括3类:纯电动、混合动力和燃料电池汽车,并以这3类电动汽车为“三纵”,多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”,建立“三纵三横”的开发布局。这就基本跟上了全球的步伐,大体站到了世界同一起跑线上。这在中国汽车史上还是头一次。

中国政府一直以来都高度重视节能和环保问题,始终不渝地鼓励和支持新能源汽车发展,使得中国在发展传统汽车的同时,新能源汽车研发也取得了不俗的成绩。2008年,新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2008年1~6月,中国新能源汽车累计销量366辆,同比劲增%。 、中国新能源汽车产业破局之年

2009年,我国新能源车的发展被放到了非常重要的高度,政策的支持力度是前所未有的。

2009年2月,科学技术部和财政部共同启动了“十城千辆”电动汽车示范应用工程和百辆混合动力公交车投放,决定在3年内,每年发展10个城市,每个城市在公交、出租公务、市政、邮政等领域推出1000辆新能源汽车开展示范运行。“十城千辆”是北京奥运会后中国新能源汽车走向产业化非常重要的一步。

2009年3月13日,中国第一个新能源汽车产业联盟--北京新能源汽车产业联盟正式开始运行。联盟整合了国内新能源领域的优势资源,包括整车企业、零部件企业、科研院所以及终端用户等。联盟由北汽控股公司、北京公交集团、北京理工大学等单位共同发起,目前已有美国伊顿公司、中信国安盟固利公司、ZF传动技术有限公司等50家企业以及清华大学、复旦大学、同济大学等多家院校成为了联盟理事单位。

2009年北京市出台了一系列刺激经济发展的政策。其中,增加5亿元用来启动“绿标”公交车队计划,未来预计购买1000辆新能源车。同时,上海市政府宣布今后两年将投入60亿元资金用于油电混合动力汽车和纯电动汽车的开发和制造,并将于2010年实现混合动力汽车的量产规模。在此基础上,上海还将在新能源汽车整车和相关零部件产业各投入20亿元,加快推动中国新能源汽车产业发展壮大。机会意味着挑战。中国汽车企业应很好地抓住、这次契机,坚定不移地加快新能源汽车的发展步伐。

[3]2009年6月17日,工业和信息化部首次发布了《新能源汽车生产企业及产品准人管理规则》,对新能源汽车的范围进行了定义:“新能源汽车”是指“采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车”;具体包括:“混合动力汽车、纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品”。简而言之,新能源汽车即指在燃料或动力系统上与传统内燃机汽车有所区别的汽车。有专家总结,新能源汽车实际就是新燃料汽车和新动力汽车的总称。

《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》规定了新能源汽车企业及产品的准人条件,并将新能源车清晰的划分为起步期、发展期和成熟期3个不同的技术阶段。燃料电池车、氢发动机汽车和二甲醚汽车被列入起步期;锂离子动力蓄电池为动力的混合动力乘用车、商用车以及纯电动汽车属于发展期;使用铅酸蓄电池和镍氢蓄电池的混合动力乘用车则为成熟期。

[4]

五、国家发展新能源汽车的战略意义

我国发展节能与新能源汽车的意义有很多方面,重点讲两条:

第一,是应对节能减排重大挑战的需要。我国2009年汽车保有量达到7619万辆,石油消费量亿吨约2亿吨供汽车消耗,单车年消耗超过吨。2015年我国汽车保有量将超过1亿辆,2020年预计达到2亿辆,按目前的燃油经济性计算,我国石油消费量分别达到亿吨和亿吨,届时石油进口依赖程度高达77%。[5]

第二,汽车产业跨越式发展是提升国际竞争力的需要。欧美日都是把新能源汽车作为战略制高点来考虑,国家投入力量来加强这个产业的发展。最近美国科技部一直在说新能源汽车领域有可能落后于中国,实际上也是在制造气氛,但是也说明新能源汽车发展的重要性。我们国家传统汽车领域和国外相比还是比较落后的,走市场换技术的路线,无论是模仿创新或集成创新还是引进技术消化后再创新,反正是没有原始创新的东西。新能源汽车方面,我国和发达国家是站在同 5 一个起跑线上,说法较多的是“弯道超车”,我们有机会在新能源汽车领域与西方发达国家在一个平衡的层面上创新。

在发展路线上,无论产业界学术界还是政府间争论都比较多,主要有三种观点:

1、直接发展插电式混合动力和纯电动汽车,在技术上实现跨越,弯道超车,这是发改委观点。

2、在市场不成熟的情况下,不能跨越必要的技术阶段,应从混合动力汽车开始发展,这是汽车工业协会的观点,也代表了大多数汽车生产商的观点。

3、多种技术应得到共同发展,特别是传统内燃机节能技术的改进,以满足不同市场的需求,这是工信部的观点。混合动力作为近期发展的重点,

它有几个优势:

1、动力汽车基本不改变驾驶方式,具有一定的节能减排效果,且成本增加相对较低。

2、混合动力汽车对产业条件要求相对较低,不需要基础设施支持。3.在动力电机等关键技术没有实现重大突破前,作为过渡车型,有利于掌握电池、电机、电控等关键技术,促进各项电动技术的应用,减少纯电动汽车产业化过程中技术不确定性的风险,为纯电动汽车发展奠定基础。

参考文献

[1] 周占华。 推动新能源汽车加快发展[N]。 经济日报, 2009 [2] 杨海霞。 新能源汽车的中国机遇[J]。 中国投资, 2008, (09)。 [3] 洪永福。 中国新能源汽车发展前景展望[J]。 汽车科技, 2009, (04)。 [4] 罗少文。 我国新能源汽车产业发展战略研究[D]。 复旦大学, 2008 [5]张可.中国新能源汽车发展问题及对策[Z].汽车蓝皮书——中国汽车产业发展报告,2009

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景观设计概论 结课论文2

景观设计概论 结课论文

论文题目:

(自拟)

论文内容要求: 从课程中讲授的中外园林史部分。挑出一种具有明显代表性的

论文字数:

论文格式:

风格(或是景观设计师及其作品),从自己的审美角度去分析这种风格的形成和历史的发展,分析在当代时代背景下,此种风格的境遇、发展现状以及站在自己的角度分析此种风格在未来的发展状况。

1500字------2500字(手写、打印均可)

参照标准论文格式。

标准论文格式

一:

1、题目。应能概括整个论文最重要的内

容,言简意赅,引人注目,一般不宜超过20个字。

2、论文摘要和关键词。论文摘要应阐述学位

论文的主要观点。说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。尽可能保留原论文的基本信息,突出论文的创造性成果和新见解。而不应是各章节标题的简单罗列。摘要以500字左右为宜。

关键词是能反映论文主旨最关键的词句,一般3-5个。

3、目录。既是论文的提纲,也是论文组成部分的小标题,应标注相应页码。

4、引言(或序言)。内容应包括本研究领域的国内外现状,本论文所要解决的问题及这项研究工作在经济建设、科技进步和社会发展等方面的理论意义与实用价值。

5、正文。是毕业论文的主体。

6、结论。论文结论要求明确、精炼、完整,应阐明自己的创造性成果或新见解,以及在本领域的意义。

7、参考文献和注释。按论文中所引用文献或

注释编号的顺序列在论文正文之后,参考文献之前。图表或数据必须注明来源和出处。

(参考文献是期刊时,书写格式为:[编号]、作者、文章题目、期刊名(外文可缩写)、年份、卷号、期数、页码。

考文献是图书时,书写格式为:

[编号]、作者、书名、出版单位、年份、版次、页码。)

8、附录。包括放在正文内过份冗长的公式推导,以备他人阅读方便所需的辅助性数学工具、重复性数据图表、论文使用的符号意义、单位缩写、程序全文及有关说明等。

论文上交时间: 第十五周

《机械工程概论》课程结课论文报告3

《机械工程概论》课程结课论文报告

要求:字数 3000字左右,图文并茂,根据所选择题目,有论据、论点和结论, 写出结课论文,尽最大限度将主题表达清楚。

题目:(任选一题

1、 学习机械工程概论对大学学习机械工程专业之意义。

2、 机械工程与国民经济发展之重要关系。

3、 中国从制造大国到制造强国的思考。

4、 机械与其他科学发展之辨证关系(可举两个产业的情况为例说明。

5、 机械工程学科人才素质及能力要求分析。

6、 大学生实践动手能力培养途径分析。

7、 利用信息技术提高机械技术科技含量之方法。

8、 未来机械之设想。 注:

1、 论文以学校发答题纸工整手写, 在 12月 30号之前由班长统一交教师处, 其论文格式应包括以下内容:题目、作者(学号、正文、参考文献等。

2、 必须自己写 ,若发现内容近似雷同者,将作 0分处理。

机械工程及其概论课程总结报告4

机械工程专业概论课程总结报告

班级:*********

专业:*********

姓名:*********

学号:*********

初涉这个专业是在高考报志愿时,可能因为学理科的缘故,看到机械工程及其自动化,好像就它的名字比较长,毅然报了这个专业。

自从开始上这门课,这才明白了名字的长短好像与学的专业的辛苦程度有关,每天都在图版上画图,看着那些让人眩晕的零件剖面图,高中学的知识算什么。开始有点佩服那些已经毕业的学长们,你们不容易啊。

慢慢的发现了机械这门课虽然辛苦,却很实用,机械专业五年前还是冷门的专业,现在虽然不是特别热门,但确实是已经升温了,还比较欣慰。

机械电子工程:

机械电子工程是将机械学、电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性学科。机械与电子、计算机以及控制等技术有机结合而产生的新理论、新技术、新系统和新产品,在国民经济各领域机电一体化设备以及生产过程自动化中,得到了广泛的应用,对科技的发展起着重大促进作用。

机电是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一种综合技术。在机电里,既有“机械”的内涵,又有“电子”的本质。然而,无论是机械还是电子,在机

电中都已不再是独立存在的学科了,它们融合成的新体系具有与机械学和电子学都不同的自身特点。

进入21世纪以来,我国工业发展的速度飞快,特别是近几年来制造业的迅猛崛起,使得机电方面的人才缺口大幅攀升,长三角、珠三角、京津唐区域现代化机械制造业方面表现尤为急切。我校近几年来机电工程专业学生就业形势十分喜人:连续5年除个别考研学生外,就业率100%。

本专业培养具有机械电子工程专业基础知识与专业技能,能在生产一线从事机械电子工程专业产品的设计制造、控制开发、应用研究和生产管理等工作的应用型高级专门人才;培养能在中、高等职业教育领域从事机电一体化专业的理论教学、专业实践指导和学生管理工作的复合型职教师资 。

毕业生在企业就业后,直接从事设计、技术工作的占20%;直接从事企业管理、技术管理工作的占10%;在生产一线工作~1年后调至设计、技术岗位的占66%。其中在设计、技术岗位的人员一般担任产品设计工程师、工艺设计工程师、工艺管理工程师、设备管理工程师、CNC及重要设备操作与管理员等。

主要专业能力:

1.具有制图、机电信号采集转换与检测、机电系统微机与PLC控制、文献检索等基本技能。

2.具有较强的数控机床操作、调试、维修、维护等实际操作技能。

3.具备运用现代技术手段测试机电参数、合理运用机电设备的能力。

4.具有机电产品的开发运用能力。

机械电子学的突出特点是:

(1) 具有较高的综合性和系统性;

(2) 具有明显的发展层次;

(3) 使人机关系发生了质的变化;

(4) 知识和技术密集度高,因此可获得更高的可靠性

和系统稳定性;

(5) 资金投入的密集度高,可获得更高的效益投资

比;

(6) 由于信息采集,数据处理等功能的增加,使其具

有更高灵活性,扩大了产品应用范围,增加了产

品覆盖面。

我校为了学生更好的把理论应用于实践中,开设了机电实验室。机电实验室由机械电子实验室、测试测试实验室、物流实验室、液压实验室组成,是机械工程学院面向本科生实验的专业实验室。实验室现有专业实验技术人员两名,机电实验室拥有3562动态信号分析仪(HP)、大型液压实验台、单片机实验系统、综合性机电实验台等诸多代表性实验设备,除能满足本科生、硕士研究生的教学实验外,还依托本

专业的机电教研室、测试研究室、机电一体化研究室进行广泛的科研工作。相继完成“北京二热发电机组噪声防治”、“大连二热厂房噪声防治”“保定电厂风机振动治理”保定市科委“虚拟振动测试仪器”等多项科研任务,机电实验室注重培养学生的动手能力,使学生在理论验证的同时,提高了实践技能。

机电实验室的各子实验室拥有各自的独立实验空间,总面积约1000多平方米,可开出简支梁动态参数估计、单片机各项实验、PLC控制实验、直/交流电机调速等三十余项实验。每个实验都具有接纳400名学生的能力。

材料学概论结课论文5

材 料 科 学 概 论

论题:钛合金的应用现状及发展趋势

结 课 论 文

班级:材料学院13级1班

姓名:范孝卫 学号:139024178

钛合金的应用现状及发展趋势

范孝卫

139024178 料131班

摘要:本文综述了钛合金材料的发展及应用现状,着重介绍了钛合金的主要性能及其在航空航天、汽车制造和生物医药等方面的应用,并对钛合金未来的发展进行了展望。

关键字: 钛合金,性能,应用,发展趋势 引言

金属元素钛在地壳中的分布范围比较广泛,据估计和推算,其含量是地壳质量的%还要多一点,世界储量约34亿吨,在所有元素中含量居第10位(氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛)[1]。其丰富的储量,为金属钛及钛合金的生产和发展提供了主要的原料来源。

自20世纪50年代以来,钛及钛合金的发展已经历了半个多世纪的历程,钛合金的种类已从1954年的Ti-6Al-4V合金[2]发展到数百种。因为具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点,钛合金被广泛用于各个领域,包括航空航天、汽车制造、医药卫生以及其他日常生活领域。世界上的许多国家如美国、日本、俄罗斯以及中国等都认识到钛合金材料的重要性,并相继对其进行了研究开发,得到了实际应用[2,3]。 钛合金的性能

钛合金的高温性能

在高温下,钛合金仍能保持良好的机械性能,其耐热性远高于铝合金,且工作温度范围较宽。高温钛合金不仅具有良好的室温性能和高温强度,并且在蠕变性能、热稳定性、疲劳性能和断裂韧性等方面具有良好的匹配。世界上第一个研制成功的高温钛合金使用温度仅为 300~350℃,经历了40多年的发展,目前新型耐热钛合金的工作温度可达550~600℃,而Ti-Al金属间化合物的崛起,打破了600℃的使用温度界限,将使用温度升至700℃以上。

[4] 钛合金的腐蚀性能

钛的抗腐蚀性强,在550℃以下的空气中,表面会迅速氧化形成薄而致密的TiO2钝化膜,故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及碱性溶液中,其耐蚀性优于大多数不锈钢。由于合金可以调整成分、改变组织,因而钛合金在多数情况下具有比纯钛更好的耐蚀性和其他性能,更能在某些苛刻的腐蚀环境中工作。

钛合金的加工性能

切削加工性能

钛合金强度高、硬度大,所以要求加工设备功率大,模具、刀具应有较高的强度和硬度。切削加工时,切屑与前刀面接触面积小,刀尖应力大,所以刀具切削刃承受的应力更大,刀尖或切削刃容易磨损。钛合金摩擦因数大,而热导率低,切削热积聚于切削刃附近的小面积内而不易散发,这些因素使得钛合金的切削温度很高,造成刀具磨损加快并影响加工质量。钛合金在切削加工中,工件材料极易与刀具表面粘结,加上很高的切削温度,所以刀具易产生扩散磨损和粘结磨损。 磨削加工性能

钛合金化学性质活泼,在高温下易与磨料亲和并粘附,堵塞砂轮,导致砂轮磨损加剧,磨削性能降低,磨削精度不易保证。砂轮磨损的同时也增大了砂轮与工件之间的接触面积,致使散热条件恶化,磨削区温度急剧升高,在磨削表面层形成较大的热应力,造成工件的局部烧伤,产生磨削裂纹。钛合金强度高、韧性大,使磨削时磨屑不易分离、磨削力增大、磨削功耗相应增加。另外,钛合金热导率低、比热小,磨削时热传导慢,致使热量积聚在磨削弧区,造成磨削区温度急剧升高。

挤压加工性能

对钛及钛合金进行挤压加工时,要求挤压温度高,挤压速度快,以防温降过快,同时应尽量缩短高温坯锭与模具的接触时间[4,5]。因此挤压模具应选用新型耐热模具材料,坯锭由加热炉到挤压筒的输送速度也要快。鉴于在加热和挤压过程中金属易被气体污染,故还应采用适当的保护措施。挤压时应选择合适的润滑剂,以防粘结模具,如采用包套挤压和玻璃润滑挤压。因钛及钛合金的变形热效应较大,导热性较差,故在挤压变形时还要特别注意防止过热现象。钛合金的挤压过程比铝合金、铜合金、甚至钢的挤压过程更为复杂,这是由钛合金特殊物理化学性能所决定的。 钛合金的应用

在航空航天中的应用

从20世纪50年代开始, 钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。该应用主要是利用了钛合金优异的综合力学性能、低密度已及良好的耐蚀性,比如航空构架要求高抗拉强度并结合有良好的疲劳强度和断裂韧性。而钛合金的优异的高温抗拉强度、蠕变强度和高温稳定性也使之被应用于喷气式发动机上。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一, 应用它可以减轻飞机的重量, 提高结构效率[6~8]。

太空飞行器的有效载荷相对飞机较小,因此其结构的减重就显得更为重要。钛合金已在最早的阿波罗和水星计划中得到了应用,燃料箱和卫星舱体等都是钛合金的典型应用。钛合金质量轻、强度高、与燃料的长期化学稳定性好,因而比高强度钢更有优势。如合金[9]是作为低温应用而研制的,在太空的深冷条件下仍有良好的韧性和塑性。

在汽车制造中的应用

汽车工业是一个潜力巨大的钛制品市场,多年来发展缓慢,主要是因为钛合金产品价格太高。近年来钛合金技术的改进和发展,使得很多钛制品的生产成本逐年降低。在当前的汽车市场上,豪华轿车、跑车和赛车需求逐年增加,可望促进钛用量的增长[10,11]。

钛及其合金可用做发动机阀门、轴承座、阀簧、连杆以及半轴、螺栓、紧固件、悬簧和排气系统元件等。在轿车中使用钛,可达到节油、降低发动机噪声及振动、提高寿命的作用。目前,新的低成本原料、合金体系的开发与设计和先进的粉末冶金成形技术结合可望使钛大量进入汽车制造业。

在生物医药中的应用

钛合金具有高强度、低密度、无毒性以及良好的生物相容性和耐蚀性等特性,已被广泛用于医学领域中,成为人工关节、骨创伤、脊柱矫形内固定系统、牙种植体、人工心脏瓣膜、介入性心血管支架、手术器械等医用产品的首选材料[12~14]。在用于人体硬组织修复的金属材料中,钛的弹性模量与人体组织最接近,约为80~110GPa,这可以减轻金属种植体与骨组织之间的机械不适应性。

鉴于钛合金在医学领域优良的使用效果,人们对其也越来越重视。随着医疗事业的不断发展,钛作为已知生物学性能最好的金属材料,其医用领域的市场需求将不断扩大,应用前景广阔。

其他方面的应用

钛合金凭借其优异的性能,在运动器械上,如自行车、摩托艇、网球拍和马具上都获得了广泛的应用,但影响最大的还是高尔夫球头。钛合金密度小、强度高,与不锈钢相比,它可以制作打击面与容积更大的球头,因此它打得准、打得远。在日本第一杆球头90%为钛球头,其中铸钛的占70%以上。目前第二~第四杆也已推广使用精铸钛合金球头,精铸件的制造已经形成具有一定生产规模的产业。日本市场1991年铸钛高尔夫球头销售量为6万件,1995年则猛增至150万件,年销售额已达7000万美元。钛合金在体育领域的使用量不容小视。

另外,由于钛易于阳极化成各种颜色,这使其应用于建筑物、手表和珠宝行业[15]。 钛合金的发展趋势

目前 ,钛合金材料主要的应用领域是航空航天等军事工业部门 ,开发新的应用领域 ,特别是在汽车、火车、磁浮列车、钛自行车、高楼外墙装饰等民用领域的应用前景十分广阔。

近年来国内外结构钛合金、高温钛合金、耐蚀钛合金、高强钛合金、低温钛合金等均取得了很大的进展,一些合金也得到了实际的应用。但是,总的来看,钛合金研究的多、应用的少的现象仍然严重,另外钛合金的高成本也限制了钛合金更加广泛的应用。根据国内外钛合金的研究和开发的现状,钛合金将来的发展趋势是:

(1) 通过设备和工艺改进,改善现有钛合金的使用性能,扩大应用范围。 (2) 大力发展民用钛合金,如汽车用低成本钛合金,生物钛合金等。 (3) 采用先进的熔炼加工技术和设备,以提高生产效率,降低生产成本。 (4) 开发更先进的钛合金制备技术和钛的新产品。 (5) 采用提高材料利用率的净成型技术。 结语

钛合金因其优良的性能在航空航天和其他领域有着广泛的应用前景 ,但其应用受到加工效率和生产成本的制约。因此,现在急需改进和开发新的钛合金冶炼技术,降低生产成本,扩大应用。

随着钛合金的开发研制,钛材品种的不断增多,其在民用工业中的应用将成倍增加。与此同时,市场的需求的增长也将促进钛工业与钛合金加工技术的发展。

参考文献

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