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《航空材料年报》

  • 来源专题:航材院监测服务
  • 编译类型:快报,简报类产品
  • 发布时间:2018-10-18
航空材料年报
  • 1. 欧盟将向人工智能投资200亿欧元
    万勇
    欧盟计划投资200亿欧元进行人工智能研究,希望各国政府和私营公司加大对人工智能的研究和创新支出。随着美国和中国在人工智能研究方面的支出增加,欧洲在中美人工智能竞赛中落后的风险不断增大。美国科技公司一直以六位数的薪水吸引英国顶尖博士研究人员。为了阻止人才外流,一些顶尖科学家已经为一个大型的跨国欧洲人工智能研究所制定了计划。欧洲学习和智能系统实验室(European Lab for Learning and Intelligent Systems)将在包括英国在内的许多国家设立中心。2017年发布的《欧洲人工智能公司生态报告》显示,英国成为欧洲人工智能的核心中枢,第二位是德国,拥有51家初创公司,法国排在第三位有39家,但是这些都不足以和中美相提并论。2016年,欧盟的企业投资额高达40亿美元,而亚洲的投资额为120亿美元,美国为230亿美元。 法国总统4月宣布2022年投入15亿欧元的人工智能公共资金,将法国转变为“创业国”。法国将重点结合医疗、汽车、能源、金融、航天等法国较有优势的行业来研发人工智能技术。法国国家工业委员会将制定具体路线图,以推动这些行业人工智能技术的研发。 为了达到200亿欧元的目标,欧盟承诺“地平线2020”计划下将2018至2020年的支出增加15亿欧元,还希望通过公私合作伙伴关系额外支出25亿欧元。英国5月宣布签署了一份声明,承诺采用欧洲的人工智能方法。人工智能可以解决关键的社会挑战,从可持续医疗到气候变化,从网络安全到可持续移民。

    发布时间: 2018-06-11

  • 2. 美NIST针对小型电子器件数据保护发起轻量级加密项目
    万勇
    美国国家标准与技术研究院(NIST)发起一项轻量级密码学计划,以保护诸如物联网等无数小型网络设备产生的数据。 在物联网中,许多传感器、执行器和其他微型机器借助微弱的电力工作,即使相比最简单的智能手机中的芯片,这类小型电子器件内部的电路规模也远远不及。类似的小型电子产品还包括诸如新型汽车的无钥匙进入系统,用于大型仓库货物定位的射频识别(RFID)标签等。所有这些小器件的制造成本低廉,在许多领域广泛应用,它们同样需要采取加密措施以防止网络攻击,但其电路简单、电源受限的特点使其不适用于普通加密方法。NIST制定的这项轻量级密码学计划,就针对这种在受限环境中的数据保护问题提出解决方案。目前NIST已提出“轻量级密码标准化过程的提交要求和评估标准草案”,面向公众征集这些解决方案的要求和准则。

    发布时间: 2018-06-11

  • 3. 用于结构工程的新型聚合物光纤传感器 |项目 |H2020 |心脏 |欧洲委员会
    于改红
    POFSensor。 项目 ID: 828008 资助下: H2020-欧盟. 2.1。-工业领导力-支持和工业技术 H2020-欧盟2.3。-工业领导力-中小企业创新 H2020-欧盟3。-优先的社会挑战结构工程的新型聚合物光纤传感器。 从2018-09-01 到 2019-02-28, 正在进行的项目项目详细信息。 总成本:。欧元 71 429 欧盟贡献:。50欧元000协调:。丹麦主题:。EIC-SMEIns..。

    发布时间: 2018-10-18

  • 4. 德勤报告称指数型技术将改变制造业未来
    万勇
    4月,德勤与奇点大学共同发布了一份题为《制造业中的指数型技术》(Exponential technologies in manufacturing)的研究报告。该报告探索了指数型技术如何改变制造业的未来,以及全球制造业公司如何最好地利用这种颠覆性转变来实现自身的发展、成长和壮大。指数型技术是指那些随着诸如计算能力,带宽和数据存储等领域取得重大进展以及成本的降低,能够给社会、经济、行业或技术带来快速加速、呈指数级变化的技术。 该报告旨在当前制造业数字与物理融合、软件与硬件融合、物联网与大数据结合的变革环境下,为决策者指明以下问题:最具前景的指数型技术有哪些?采用和部署这些指数型技术预期将带来多大影响?制造业如何以新的独特方式利用这些技术来解决当前的业务问题和/或改变未来?成为未来的数字化制造企业(DME)意味着什么?未来商业模式将如何演变?人们如何实现未来的愿景,而不会从根本上干扰当前工作?未来将面临哪些挑战?人们需要采取哪些激励措施来推动整个组织乃至更广泛生态系统的变革?对于这些问题,报告经过与多位制造业企业高管进行访谈,得到以下发现: (1)第四次工业革命正在带来前所未有的变革,这种变化不是渐进式的,而是指数型、破坏性和非线性的。制造商必须迅速应用指数型技术来顺应这种破坏性变化,其等待的时间越长,则可能落后得越多。 (2)能够实现制造业转型增长的指数型技术包括:3D打印(增材制造);先进分析技术;先进材料;先进机器人;人工智能(AI)(包括机器学习);生物技术/生物制造;区块链;网络安全;数字设计、仿真和集成能量存储;高性能计算;人机交互(增强现实/虚拟现实/混合现实、可穿戴设备、手势识别);物联网(IoT)等。 (3)利用指数型技术进行创新可以帮助制造商更快发展,更加灵活,并释放新的价值形式。但制造商采用这些技术的速度相对较慢。其中障碍包括结构和文化挑战、监管负担、人才约束和领导理念。 (4)人才仍然是制造业内的关键竞争优势。然而,人才短缺以及对新技能的需求仍然是全球的关键问题。吸引和留住顶尖人才,并探索获取人才的新途径将变得比以往更加重要。 (5)指数型技术正在显着改变制造行业跨组织工作“是什么”(技术和自动化),“谁来做”(人才和开放式人才连续体open talent continuum),以及“哪里做”(工作场所、物理位置)的问题。随着制造商希望加快改变和转型的步伐,他们不仅以新的不同方式利用内部资产,而且还更多地转向外部资源,进入更广泛的生态系统,因为越靠近创新所在地,越容易获得明显优势。 (6)商业和政府研发活动以及风险投资在公司和国家层面的创新渠道和生态系统中发挥关键作用。此外,越来越多的制造商正从外部寻求更多创新技术,缩短产品上市时间,在更广泛的创新生态系统中形成合作关系。 (7)在全球制造业竞争格局中,美国企业在研发支出方面处于领先地位,但其他国家(特别是中国)正在迅速赶上。 (8)制造商应该发展对变革更为包容,更加灵活的企业文化,从而保持在未来发展中的信心。这就意味着需要采用迭代渐进的改革方法,首先要从确定企业的战略愿景和需求开始。一旦这一过程开始,企业就能够利用投资组合方法,投资其资源,并对其业务的核心、邻近和转型领域进行跨越式创新。 (9)虽然有很多潜在的成功途径,但数字制造企业(DME)拥有更高的杠杆资产,能够专注于产品平台以吸引客户,这类企业能够非常成功地利用指数型技术。 (10)在如何建立指数级理念方面存在以下建议:深入了解所需解决的问题;委托小型团队进行前沿创新;打破传统壁垒,以创新思维进行运作;就系统竞争力和创新驱动力开展全国性交流对话。

    发布时间: 2018-06-11

  • 5. 英先进动力中心发布第十批低碳汽车项目资助
    万勇
    4月23日,英国先进动力中心宣布将耗资3000万英镑启动第十批低碳汽车项目资助。项目资助重点领域包括替代动力系统、电机和功率电子器件、能源储存和管理、轻型车辆和动力总成结构、热动力系统等五大领域。项目要求技术经过充分验证、有清晰的技术市场化路线、展示项目的经济影响及效益、展示该项目将如何支持英国的技术升级和知识共享、展示英国公司将如何从项目产生的识产权中受益。

    发布时间: 2018-06-11

  • 6. 一种将热能转化成电能的薄膜
    万勇
    美国每年70%的电能最后都变成热量而被浪费掉。为了提升能源效率,利用热释电薄膜将废热转化为电能是备选方案之一。相比其他形式的热释电能量转换技术,薄膜可以将不稳定的废热转化成能量密度、功率密度和效率更高的电能。但是热释电薄膜特性的精确测量仍然困难重重,对于热释电过程及物理认识的不足限制了热释电薄膜的大范围应用。 加州大学伯克利分校的研究人员合成了一种厚度仅为50-100纳米的热释电薄膜材料,并在此基础上制造了热释电薄膜器件并进行了测试。工程师利用这些结构来评估温度、电流和热源,从而衡量设备的发电能力——所有工作都是利用厚度为100纳米以下的薄膜来完成的。 测试结果显示,热电能量转换能密度每立方厘米1.06焦耳、功率密度每立方厘米526瓦特、卡诺效率19%(卡诺效率是热机效率测量的标准单位)。研究人员下一步将致力于特定废热流和温度下薄膜材料的优化,可以根据废热源的不同提供肺热回收最优材料及解决方案。 相关研究工作发表在Nature Materials (文章标题:Pyroelectric energy conversion with large energy and power density in relaxor ferroelectric thin films)。

    发布时间: 2018-06-11

  • 7. 锂锇氧化物推动下一代超级计算机发展
    万勇
    美国俄勒冈州立大学Mas Subramanian率领的研究团队开发出新材料锂锇氧化物,其晶体结构可以保持量子自旋液体,是量子计算研究领域的重要进展。 锂锇氧化物中的锇原子形成一种蜂窝状晶格,产生一种称为“磁阻挫”(magnetic frustration)的现象,如凝聚态物理理论家预测,这种现象可能导致量子自旋液体。 在永磁体中,电子以对齐的方式自旋,即它们都以相同的方向旋转。但在受挫的磁铁中,原子排列使得电子自旋不能实现有序排列,而处于不断波动的状态,类似于离子如何出现在液体中。 研究人员发现锇锂氧化物即使在冻结到接近绝对零度时也没有磁有序的证据,表明该化合物可能存在潜在的量子自旋液态。新发现扩大了量子自旋液体材料的范围,可能会改变处理和存储数据的方式。 量子自旋液体现象只在很少的无机材料中被检测到,如一些含有铱的材料。锇在元素周期表中与铱紧邻,并具有形成能够维持量子自旋液态化合物的所有合适特征。这种化合物是第一种含锇的蜂窝状结构材料,预计未来将受到更多关注。研究团队下一步将探索用锇创建各种完美有序的晶体结构。 相关研究工作发表在Scientific Reports(文章标题:Local Moment Instability of Os in Honeycomb Li2.15Os0.85O3)。

    发布时间: 2018-06-11

  • 8. 新算法加速材料的开发及优化
    万勇
    目前汽车的燃料效率最高约为40%,即有约60%的燃油能量通过排气管和散热器浪费掉。如果利用热电材料对汽车废热进行回收,可以提高约5%的燃油效率。但由于热电系统非常复杂,对半导体材料有特殊的性能要求(包括高导电、高热电势和低热导率等),因而热电材料成本较为昂贵。除此以外,热电材料开发耗时严重,例如由铪和锆(最常用于核反应堆的元素)组成的先进材料,从最初的发现到最优性能的确定,花费了15年的时间。 为了解决前述问题,哈佛大学工程与应用科学学院的研究人员开发了一种基于量子力学方程的算法,不需要进行任何实验辅助,就可以在几个月内发现并优化热电材料。该算法只根据晶体中的化学元素来预测材料的电子传输特性。其关键在于简化电子-声子散射的计算方法,与现有算法相比,其运算速度提高约1万倍。使用这种改进的算法,研究人员筛选出多种可能的晶体结构,其中有一些是从未合成过的。研究人员从中筛选了几个有趣的结构,做了进一步优化,将性能最优者交由实验团队合成。 实验人员通过合成计算优选出来的材料,发现了一种与以前的热电材料同样高效和稳定的材料,但价格却便宜了10倍。并且从最初的筛选到合成只用了15个月的时间。研究人员下一步希望改进这种新方法,并利用它来探索更广泛的新型特殊材料,如拓扑绝缘材料。 相关研究工作发表在Advanced Energy Materials(文章标题:Accelerated Screening of Thermoelectric Materials by First‐Principles Computations of Electron–Phonon Scattering)。

    发布时间: 2018-06-11

  • 9. 美America Makes公布MAMLS第三阶段资助清单
    万勇
    4月24日,美国制造业创新网络Manufacturing USA旗下的增材制造创新研究所(America Makes)公布了“提高适用于低成本维护的先进制造技术成熟度计划”(Maturation of Advanced Manufacturing for Low-Cost Sustainment,MAMLS)第三阶段资助清单。空军研究实验室和America Makes将提供约650万美元资助,项目承担方匹配至少330万美元,使得项目资助总资金约为980万美元。 MAMLS计划的目标是帮助扩展美国空军在飞机维护领域应用增材制造技术的范围,改进飞机老旧零部件的快速更换/维修,以便按需制造受损严重或淘汰的部件,并降低制造成本,缩短交付周期。第三阶段MAMLS计划具体资助情况如下。 一、基于特征的鉴定方法 项目由GE领导,合作伙伴包括爱迪生焊接研究所、雷神和扬斯敦州立大学等。项目将开发并演示定向能量沉积(directed energy deposition,DED)过程中的基于特征的3D打印验证方法。该项目将使用飞机引擎和导弹组件来进行开发试验,增材制造工艺将集中在使用Ti-6Al-4V材料的激光粉末沉积模式上,目标是大大减少定向能量沉积制造零件的验证时间和成本。该方法结合不确定性来预测与几何特征、工艺参数和构建方法有关的材料特性。 二、了解增材制造技术现状 2.1 加速MAMLS直接部件生产:激光粉末床熔融AlSi10Mg中缺陷的影响 项目由扬斯敦州立大学领导,合作伙伴包括3D系统公司、波音公司、凯斯西储大学、洛克希德马丁公司等。激光粉末床熔融技术(laser powder bed fusion,LPBF)为美国空军生产了曲柄系列零件、热交换器以及已停产的飞机铸件。但LPBF工艺过程中仍存在缺乏熔合(lack of fusion,LoF)缺陷和粉末污染等问题,可能导致强度和寿命显着降低。项目将通过各种检测方法对缺陷问题进行识别,以解决这些缺陷的后续影响,满足结构要求。 2.2 研究粉末床熔融增材制造缺陷对材料疲劳的影响 项目由宾夕法尼亚州立大学领导,合作伙伴包括3D系统公司、欧瑞康、联合技术研究中心等。项目将努力减少由LPBF产生的组件中看似随机和零星的随机缺陷。项目将通过建立大量的疲劳样本来量化缺陷的影响,从而形成统计学上的Ti-6Al-4V疲劳数据。所有制造和测试数据将使用增材制造数据管理系统收集和存储。此外,还将开展并行工作以提高对缺陷形成机制性质以及导致随机缺陷的因素的理解。 2.3 多激光器增材制造的缺陷评估 项目由俄亥俄州立大学领导,合作伙伴为通用电气。项目旨在了解多激光器粉末床熔融系统中的冶金缺陷,并应用无损检测(non-destructive examination,NDE)方法以识别潜在的缺陷。该项目将分析打印镍合金718中的缺陷,并提供测试工件,技术数据包和新标准作为最终用户克服现有技术障碍的基础,推动高效率多激光器增材制造技术的研发及推广。 三、关键零件的新兴工艺技术 3.1 非关键零件的3D复合材料增材制造工艺 项目由美国犹他州先进材料与制造协会领导,合作伙伴包括3D系统公司、波音公司、凯斯西储大学、洛克希德马丁公司、欧瑞康、宾州州立大学以及代顿大学等。项目目标是加速基于复合材料的增材制造(Composite Based AM,CBAM)技术的发展,并为当今非关键零件的更换积累大量的CBAM知识。当前美国空军关注的非关键部件包括电子连接器、仪表旋钮、线束、小支架等。CBAM也将被考虑如何制造其他具有相似尺寸、形状、功能和重要度的部件。 3.2 利用连续液体界面生产技术实现复合材料增材制造 项目由联合技术研究中心领导,合作伙伴包括犹他大学和Impossible Objects公司。项目将研究连续液体界面制造(Continuous Liquid Interface Production,CLIP)工艺和支持制造技术的能力,以提高制造技术成熟度用于航空航天应用的非关键复合材料零部件(特别是外罩、外壳和管道等)的增材制造。喷丸处理外罩、电气外壳和管道是航空航天系统中无处不在的低关键部件,该项目将极大地提高国防部对供应链要求的敏捷性。除了在制造非关键零件的能力方面探索连续液体界面制造工艺外,该项目还将展示一个完整的端到端数字工作流程,其中包括零件数字化、设计优化、打印工艺优化、材料表征和组件性能验证等。 3.3 通过数字化光处理(Digital Light Processing,DLP)实现快速零件更换 项目由戴顿大学领导,合作伙伴包括3D系统公司、洛克希德马丁公司、轨道科学公司以及诺斯罗普格鲁曼公司等。该项目将评估数字光处理技术的能力,为美国空军制造非关键部件(包括电连接器、旋钮、弹性索环和用于传统维护设备的垫片等)。与其他增材制造技术相比,数字化光处理可以一次固化整个零件切片,并实现高分辨率、表面光滑、新颖的材料化学成分和快速的打印速度。

    发布时间: 2018-06-11

  • 10. 首个可弯曲无机半导体材料
    万勇
    中国科学院上海硅酸盐研究所与德国马普学会的一项联合研究研制出首个可弯曲的无机半导体材料:α-Ag2S(硫化亚银)。在室温条件下,该半导体具有与金属类似的力学性能,特别是良好的延展性和可弯曲性,有望应用于近年来发展迅速的柔性电子领域。 当前的无机半导体多为脆性材料,遇到较大的弯曲、变形或拉伸时,极易发生断裂;而有机半导体则受到电子迁移率低、性能可调范围小等局限。此次获得的α-Ag2S具有非常奇异和独特的力学性能,在外力和大应变作用下,压缩变形可达50%以上,弯曲最大形变超过20%,拉伸形变达4.2%。这些数值均与一些金属的力学性能相近,而大大高于已知的陶瓷和半导体材料。同时,α-Ag2S电性能可调范围较宽,电子迁移率较大、带宽适宜,符合柔性电子应用需求。 相关研究工作发表在Nature Materials(文章标题:Room-temperature ductile inorganic semiconductor)。

    发布时间: 2018-06-11

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