机械材料科技创新不只是吸引

   近日，由北京机械工程学会主办的“第四届青年科技论坛”在北京理工大学举办。青年科技工作者及大学生是科技创新中*活跃和积极的力量。这是一次青年科技人员的聚会，为机械工程研究者提供了交流的平台。来自北京石油化工学院的陈飞教授发表了主题为“等离子体技术在金属材料表面强化的应用”的主题报告，让人受益匪浅。“放电等离子烧结技术与先进磁性材料研究”、“神奇的材料科学与发明创新”等演讲，得到了与会专家和广大学子的阵阵掌声。

　　据了解，机械工程材料涉及面很广，按用途分类有结构材料（结构钢）、工模具材料（工具钢）、耐蚀材料（不锈钢）、耐热材料（耐热钢）、耐磨材料（耐磨钢）和减摩材料等。由于材料与工艺紧密联系，也可结合工艺特点来进行分类，如铸造合金材料、超塑性材料、粉末冶金材料等。粉末冶金可以制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，也可直接制造各种精密机械零件，已发展成一类粉末冶金材料。

　　与会专家表示，机械产品的可靠性和先进性，除设计因素外，在很大程度上取决于所选用材料的质量和性能。新型材料的发展是发展新型产品和提高产品质量的物质基础。各种高强度材料的发展，为发展大型结构件和逐步提高材料的使用强度等级，减轻产品自重提供了条件。高性能的高温材料、耐腐蚀材料为开发和利用新能源开辟了新的途径。现代发展起来的新型材料有新型纤维材料、功能性高分子材料、非晶质材料、单晶体材料、精细陶瓷和新合金材料等，对于研制新一代的机械产品有重要意义。如碳纤维比玻璃纤维强度和弹性更高，用于制造飞机和汽车等结构件，能显著减轻自重而节约能源。精细陶瓷如热压氮化硅和部分稳定结晶氧化锆，有足够的强度，是绝热发动机的关键材料。不少与能源利用和转换密切有关的功能材料的突破，将会引起机电产品的变革。“等离子体技术在金属材料表面强化的应用”报告引起了与会人员的热议。等离子体是物质存在的第四种状态。它由电离的导电气体组成，其中包括六种典型的粒子，即电子、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以及光子。事实上，等离子体就是由上述大量正负带电粒子和中性粒子组成的，并表现出集体行为的一种准中性气体。产生等离子体的技术很多，如直流电弧等离子体、射频等离子体、微波等离子体等等。陈飞教授说，人造的等离子体越来越多地出现在我们的周围。日常生活中有日光灯、电弧、等离子体显示屏、臭氧发生器。典型的工业应用有等离子体刻蚀、镀膜、表面改性、喷涂、烧结、冶炼、加热、有害物处理。陈飞教授说，等离子体放电技术是一项应用非常广泛和成熟的技术。如何利用其优良的特性，解决生产实际问题，创造良好的经济和社会效益将是努力的方向。

　　北京机械工程学会材料分会秘书长、*工程师吕德隆先生说，一种新材料的出现，必将支持和促进文明的发展和技术的进步。现在，材料产品正在向智能化、多功能化、环保、复合化、低成本化发展。现在，人们越来越多地选用易加工的材料、低耗能少污染的材料、可回收再利用的材料、轻型可再生材料。以前的太阳能电池吸收一个光子的太阳能，只能产生一个自由移动的电子。将半导体材料制成纳米材料，一个光子的太阳能能够产生多个带电体，形成更高的电压，储存更多的电能。纳米材料将太阳能的利用率增加了一倍，从现在的24.7%%增加到50%%，至少会达到45%%。太阳能电池将会更多地进入每个人的生活中，太阳能也会拥有更加光明的未来。陶瓷也是一种受青睐的轻型材料。工程陶瓷主要用在发动机上面。工程陶瓷不是不堪一击的普通陶瓷，它具有良好的综合性能：高温强度高、耐磨性强、隔热性好、密度比低、弹性高。因此用它代替金属材料能大幅度提高热机效率，降低能源消耗。

　　与会专家认为，随着科学技术的发展，尤其是材料测试分析技术的不断提高，如电子显微技术、微区成分分析技术等的应用，材料的内部结构和性能间的关系不断被揭示，对于材料的认识也从宏观领域进入微观领域。在认识各种材料的共性基本规律的基础上，正在探索按指定性能来设计新材料的途径