1. Aukštos klasės metalo medžiagų klasifikacija
Naujos metalo medžiagos pagal jų funkcijas ir taikymo sritis gali būti skirstomos į aukštos kokybės metalines konstrukcines medžiagas ir metalines funkcines medžiagas. Didelio našumo metalo konstrukcinės medžiagos reiškia naujas metalines medžiagas, pasižyminčias didesniu atsparumu aukštai temperatūrai, atsparumu korozijai, dideliu lankstumu ir kitomis savybėmis, palyginti su tradicinėmis konstrukcinėmis medžiagomis, daugiausia įskaitant titaną, magnį, cirkonį ir jų lydinius, tantalo niobį, kietąsias medžiagas ir kt. , taip pat aukščiausios klasės specialus plienas, nauji aliuminio profiliai ir kt. Metalo funkcinės medžiagos – tai medžiagos, kurios gali padėti atlikti optines, elektrines, magnetines ar kitas specialias funkcijas, įskaitant magnetines medžiagas, metalo energetines medžiagas, katalizinio valymo medžiagas, informaciją medžiagos, superlaidžios medžiagos, funkcinės keraminės medžiagos ir kt.
Palyginti su kitomis medžiagomis, retųjų žemių metalai turi puikių fizinių savybių, tokių kaip šviesa, elektra, magnetizmas ir katalizė. Pastaraisiais metais jų pritaikymas besivystančiose srityse sparčiai išaugo. Tarp jų nuolatinių magnetų medžiagos yra svarbiausia retųjų žemių panaudojimo laukų dalis. 2009 m. nuolatinių magnetų medžiagos Tai sudaro 57% viso naujų retųjų žemių medžiagų suvartojimo. Dėl besiformuojančios nacionalinės pramonės politikos naujos energijos transporto priemonės, vėjo energijos gamyba, energiją taupanti buitinė technika ir kitos sritys paskatins sparčiai augti retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagų NdFeB magnetų paklausą.
Sprendžiant iš naujų medžiagų plėtros tendencijų pasaulyje, plieno medžiagų ir spalvotųjų metalų medžiagų gamyba vystėsi trumpo proceso, didelio efektyvumo, energijos taupymo, švaros, didelio našumo ir daugiafunkciškumo kryptimi. Konstrukcinės medžiagos, kurių pagrindinė funkcija yra vežti krovinius (pvz., traukiniai, automobiliai, lėktuvai). Pastaraisiais metais automobilių plienas iš bendrojo plieno išsivystė į didelio stiprumo legiruotą plieną, aliuminio lydinį arba specialų didelio stiprumo lydinį Mg pagrindu. Didelio stiprumo Ti lydinys vaidina svarbų vaidmenį didelio stiprumo pliene, o nerūdijantis plienas linkęs pakeisti anglinį plieną. Kariniuose orlaiviuose naudojami aliuminio lydiniai ir bendras plienas pakeičiami pažangiais Ti lydiniais ir polimerinės matricos kompozitais. Be to, būtina kurti anglies pluoštu sustiprintus kompozitus arba kompozitus Al pagrindu. Pagrindinė konstrukcinių medžiagų dalis yra:
(1) Plienas
Geležies ir plieno medžiagos, ypač aukštos kokybės plienas su daugiafaze struktūra ir sudėtinga sudėtimi, turi svarbių taikymo perspektyvų ir galimų pranašumų, todėl reikia atlikti atitinkamus pagrindinius tyrimus. Nano masto tarpsluoksnių struktūra, tekstūra ir grūdelių ribos bei sąsajos, jungiančios mikro ir nanotechnologijas, gali būti laikomos svarbiais būdais pagerinti plieno medžiagas.
(2) Aliuminio lydinys
Aliuminio pagrindu pagamintos medžiagos ir atitinkamas kritulių kietėjimo efektas lemia didelio stiprumo aliuminio lydinių atsiradimą. Susijęs techninis procesas buvo išplėtotas į „nusodinimo mokslą“, kuris apima „fazių“ kristalų struktūrų suderinimą ir lydinių stabilumą, ypač senstančių lydinių stabilumą. Savybės tiesiogiai veikia aviaciją ar kosmosą, todėl tai gali būti laikoma svarbia Al lydinių pagrindinių tyrimų problema.
(3) Magnio lydinys
Magnis ir magnio lydiniai plačiai naudojami metalurgijoje, automobiliuose, motocikluose, aviacijos ir kosmoso, optinių prietaisų, kompiuterių, elektronikos ir ryšių, elektros, pneumatinių įrankių ir medicinos įrangos bei kitose srityse. Magnio lydinys yra lengviausia inžinerinė konstrukcinė medžiaga. XXI amžiuje ji žinoma kaip naujos rūšies „žalioji inžinerinė medžiaga“ ir „žalioji inžinerinė medžiaga“ dėl savo puikaus šilumos laidumo, vibracijos mažinimo, perdirbamumo, anti-elektromagnetinių trukdžių ir puikių ekranavimo savybių. Amžiaus metalas“.
(4) Titano lydinys
Titano lydiniai vaidina svarbų vaidmenį plėtojant karinę ar civilinę aviacijos pramonę. Daugiafazės nanoskalės sluoksniuotos mikrostruktūros problema turi didelę reikšmę didelio stiprumo Ti lydinių charakteristikoms ir taps pagrindiniu veiksniu kuriant naujus Ti lydinius.