On 15 December 2009, the world’s mo

On 15 December 2009, the world’s most fuel-efﬁ cient commercial jetliner—the Boeing 787 Dreamliner—completed its ﬁ rst ﬂ ight. The airliner is mostly made from carbon fiber–reinforced polymeric composites (50% by weight, up from 12% in the Boeing 777) ( 1). Traditional metals are substantially replaced by composites with higher strength/weight ratios; aluminum usage has dropped to 20% (versus 50% in the 777). Ever since the 1950s, when “engineering materials” mainly meant metals ( 2), the share of metals in engineering materials has been diminishing. What are the reasons behind this trend, and which applications are likely to stay in the domain of metals?The main property limitation of metals as structural materials is their low speciﬁ c strength (the strength/weight ratio). Most engineering designs call for structural materials that have high strength, fracture toughness (a measure of the energy required for propagating racks), and stiffness while minimizing weight. Most metals have high strength and stiffness, but because they are dense (steels are several times as dense as ceramics and polymers), their strength/weight and stiffness/weight ratios are low relative to competing materials (see the ﬁ gure). This is a key reason for replacing metals in aircraft and sporting goods, where weight is a primary concern. Some metals such as aluminum and magnesium are light, but they are too soft for many applications and have low toughness and stiffness. Titanium alloys partly overcome these problems: They are about half as dense as steels, have higher strength, and are very tough. Titanium was ﬁ rst used in airliners in the 1960s in the Boeing 707 and its use has increased to 15% in the Boeing 787 ( 1).Metals can be strengthened through controlled creation of internal defects and boundaries that obstruct dislocation motion ( 3). But such strategies compromise ductility and toughness, in contrast to the increasing toughness at higher strength seen with polymeric composites (see the figure). Strengthening may also compromise other metal properties, such as conductivity and corrosion resistance.
One method for strengthening metals without losing toughness is grain reﬁ nement (grain
size reduction), but when the grain sizes fall below ~1 µm, strengthening is usually accompanied by a drop in ductility and toughness ( 4). A recent study points the way to overcoming this problem: In a low-alloy steel containing ultraﬁ ne elongated ferrite grains strengthened with nanosized carbides, toughness and strength both rose when temperature was lowered from 60° to –60°C ( 5). In contrast, conventional metals become strong but brittle at lower temperatures. The authors attributed the
observed toughening to the unique hierarchical anisotropic nanostructures in their steels.Nanotwinned metals are another example of hierarchical nanostructured metals
with extraordinary mechanical properties ( 3). When a high density of twin boundaries
(highly symmetrical interfaces between two grains of the same lattice structure) is incorporated into polycrystalline copper grains, with boundary spacing in the nanometer scale, the material becomes stronger than coarsegrained copper by a factor of 10; it is also very ductile. The ultrastrong nanotwinned copper has an electrical conductivity comparable to that of high-conductivity copper ( 6) and a much enhanced resistance against electromigration ( 7). It has great potential for applications in microelectronics.Corrosion is another headache for metals ( 8). To protect metals from corrosion, they are commonly coated with a layer of corrosion-resistant material. The Hangzhou Bay Bridge in China is an outstanding example of this technique. This 36-km-long bridge—the world’s longest to date, with a design life of 100 years—is supported by several thousand pillars made of concrete-ﬁ lled steel tubes ~80 m in length. The tubes are protected against corrosion in the harsh ocean environment by a coating of novel polymeric composites combined with cathode attachments.
Metal corrosion can also be resisted by forming a continuous protective passivation layer on the metal surface. For example, Yamamoto et al. ( 9) have added 2.5% Al to
conventional austenitic stainless steels, resulting in the formation of a protective aluminum oxide layer that can resist further oxidation at elevated temperatures. Given their enhanced

On 15 December 2009, the world’s most fuel-efﬁ cient commercial jetliner—the Boeing 787 Dreamliner—completed its ﬁ rst ﬂ ight. The airliner is mostly made from carbon fiber–reinforced polymeric composites (50% by weight, up from 12% in the Boeing 777) ( 1). Traditional metals are substantially replaced by composites with higher strength/weight ratios; aluminum usage has dropped to 20% (versus 50% in the 777). Ever since the 1950s, when “engineering materials” mainly meant metals ( 2), the share of metals in engineering materials has been diminishing. What are the reasons behind this trend, and which applications are likely to stay in the domain of metals?The main property limitation of metals as structural materials is their low speciﬁ c strength (the strength/weight ratio). Most engineering designs call for structural materials that have high strength, fracture toughness (a measure of the energy required for propagating racks), and stiffness while minimizing weight. Most metals have high strength and stiffness, but because they are dense (steels are several times as dense as ceramics and polymers), their strength/weight and stiffness/weight ratios are low relative to competing materials (see the ﬁ gure). This is a key reason for replacing metals in aircraft and sporting goods, where weight is a primary concern. Some metals such as aluminum and magnesium are light, but they are too soft for many applications and have low toughness and stiffness. Titanium alloys partly overcome these problems: They are about half as dense as steels, have higher strength, and are very tough. Titanium was ﬁ rst used in airliners in the 1960s in the Boeing 707 and its use has increased to 15% in the Boeing 787 ( 1).Metals can be strengthened through controlled creation of internal defects and boundaries that obstruct dislocation motion ( 3). But such strategies compromise ductility and toughness, in contrast to the increasing toughness at higher strength seen with polymeric composites (see the figure). Strengthening may also compromise other metal properties, such as conductivity and corrosion resistance. 
One method for strengthening metals without losing toughness is grain reﬁ nement (grain 
size reduction), but when the grain sizes fall below ~1 µm, strengthening is usually accompanied by a drop in ductility and toughness ( 4). A recent study points the way to overcoming this problem: In a low-alloy steel containing ultraﬁ ne elongated ferrite grains strengthened with nanosized carbides, toughness and strength both rose when temperature was lowered from 60° to –60°C ( 5). In contrast, conventional metals become strong but brittle at lower temperatures. The authors attributed the 
observed toughening to the unique hierarchical anisotropic nanostructures in their steels.Nanotwinned metals are another example of hierarchical nanostructured metals 
with extraordinary mechanical properties ( 3). When a high density of twin boundaries 
(highly symmetrical interfaces between two grains of the same lattice structure) is incorporated into polycrystalline copper grains, with boundary spacing in the nanometer scale, the material becomes stronger than coarsegrained copper by a factor of 10; it is also very ductile. The ultrastrong nanotwinned copper has an electrical conductivity comparable to that of high-conductivity copper ( 6) and a much enhanced resistance against electromigration ( 7). It has great potential for applications in microelectronics.Corrosion is another headache for metals ( 8). To protect metals from corrosion, they are commonly coated with a layer of corrosion-resistant material. The Hangzhou Bay Bridge in China is an outstanding example of this technique. This 36-km-long bridge—the world’s longest to date, with a design life of 100 years—is supported by several thousand pillars made of concrete-ﬁ lled steel tubes ~80 m in length. The tubes are protected against corrosion in the harsh ocean environment by a coating of novel polymeric composites combined with cathode attachments.
Metal corrosion can also be resisted by forming a continuous protective passivation layer on the metal surface. For example, Yamamoto et al. ( 9) have added 2.5% Al to 
conventional austenitic stainless steels, resulting in the formation of a protective aluminum oxide layer that can resist further oxidation at elevated temperatures. Given their enhanced

0/5000

จาก: -

เป็น: -

ผลลัพธ์ (ไทย) 1: [สำเนา]

คัดลอก!

On 15 December 2009, the world’s most fuel-efﬁ cient commercial jetliner—the Boeing 787 Dreamliner—completed its ﬁ rst ﬂ ight. The airliner is mostly made from carbon fiber–reinforced polymeric composites (50% by weight, up from 12% in the Boeing 777) ( 1). Traditional metals are substantially replaced by composites with higher strength/weight ratios; aluminum usage has dropped to 20% (versus 50% in the 777). Ever since the 1950s, when “engineering materials” mainly meant metals ( 2), the share of metals in engineering materials has been diminishing. What are the reasons behind this trend, and which applications are likely to stay in the domain of metals?The main property limitation of metals as structural materials is their low speciﬁ c strength (the strength/weight ratio). Most engineering designs call for structural materials that have high strength, fracture toughness (a measure of the energy required for propagating racks), and stiffness while minimizing weight. Most metals have high strength and stiffness, but because they are dense (steels are several times as dense as ceramics and polymers), their strength/weight and stiffness/weight ratios are low relative to competing materials (see the ﬁ gure). This is a key reason for replacing metals in aircraft and sporting goods, where weight is a primary concern. Some metals such as aluminum and magnesium are light, but they are too soft for many applications and have low toughness and stiffness. Titanium alloys partly overcome these problems: They are about half as dense as steels, have higher strength, and are very tough. Titanium was ﬁ rst used in airliners in the 1960s in the Boeing 707 and its use has increased to 15% in the Boeing 787 ( 1).Metals can be strengthened through controlled creation of internal defects and boundaries that obstruct dislocation motion ( 3). But such strategies compromise ductility and toughness, in contrast to the increasing toughness at higher strength seen with polymeric composites (see the figure). Strengthening may also compromise other metal properties, such as conductivity and corrosion resistance. One method for strengthening metals without losing toughness is grain reﬁ nement (grain size reduction), but when the grain sizes fall below ~1 µm, strengthening is usually accompanied by a drop in ductility and toughness ( 4). A recent study points the way to overcoming this problem: In a low-alloy steel containing ultraﬁ ne elongated ferrite grains strengthened with nanosized carbides, toughness and strength both rose when temperature was lowered from 60° to –60°C ( 5). In contrast, conventional metals become strong but brittle at lower temperatures. The authors attributed the observed toughening to the unique hierarchical anisotropic nanostructures in their steels.Nanotwinned metals are another example of hierarchical nanostructured metals with extraordinary mechanical properties ( 3). When a high density of twin boundaries (highly symmetrical interfaces between two grains of the same lattice structure) is incorporated into polycrystalline copper grains, with boundary spacing in the nanometer scale, the material becomes stronger than coarsegrained copper by a factor of 10; it is also very ductile. The ultrastrong nanotwinned copper has an electrical conductivity comparable to that of high-conductivity copper ( 6) and a much enhanced resistance against electromigration ( 7). It has great potential for applications in microelectronics.Corrosion is another headache for metals ( 8). To protect metals from corrosion, they are commonly coated with a layer of corrosion-resistant material. The Hangzhou Bay Bridge in China is an outstanding example of this technique. This 36-km-long bridge—the world’s longest to date, with a design life of 100 years—is supported by several thousand pillars made of concrete-ﬁ lled steel tubes ~80 m in length. The tubes are protected against corrosion in the harsh ocean environment by a coating of novel polymeric composites combined with cathode attachments.Metal corrosion can also be resisted by forming a continuous protective passivation layer on the metal surface. For example, Yamamoto et al. ( 9) have added 2.5% Al to
conventional austenitic stainless steels, resulting in the formation of a protective aluminum oxide layer that can resist further oxidation at elevated temperatures. Given their enhanced

การแปล กรุณารอสักครู่..

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:[สำเนา]

คัดลอก!

การแปล กรุณารอสักครู่..

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:[สำเนา]

คัดลอก!

ในวันที่ 15 ธันวาคม 2009 , โลกมากที่สุดเชื้อเพลิง EF จึง cient พาณิชย์โบอิง 787 Dreamliner ดนเสร็จสิ้นจึงตัดสินใจเดินทางﬂ ight . โดยสายการบินส่วนใหญ่จะทำจากพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนคอมโพสิต ( และ 50% โดยน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจาก 12% ในโบอิ้ง 777 ) ( 1 ) โลหะแบบดั้งเดิมจะถูกแทนที่ด้วยพลังอย่างเต็มที่ โดยคอมโพสิตสูง / น้ำหนักอัตราส่วน ;การใช้อลูมิเนียมลดลงถึง 20 % ( เมื่อเทียบกับร้อยละ 50 ใน 777 ) ตั้งแต่ปี 1950 , เมื่อ " วิศวกรรมวัสดุ " ส่วนใหญ่หมายถึงโลหะ ( 2 ) , ร่วมกันของโลหะในวัสดุวิศวกรรมได้รับลดลง อะไรคือเหตุผลที่อยู่เบื้องหลังแนวโน้มนี้และโปรแกรมที่มีแนวโน้มที่จะอยู่ในโดเมนของโลหะคุณสมบัติหลักของโลหะเป็นวัสดุโครงสร้างมีความแข็งแรงจึงต่ำของพวกเขา ประเภท C ( อัตราส่วนกำลัง / น้ำหนัก ) การออกแบบวิศวกรรมส่วนใหญ่เรียกวัสดุโครงสร้างมีความแข็งแรงสูงการแตกหัก ( วัดพลังงานที่ใช้สำหรับการขยายพันธุ์ชั้น ) และความมั่นคงในขณะที่การลดน้ำหนัก โลหะส่วนใหญ่มีความแข็งสูงและความแข็งแรง ,แต่เนื่องจากพวกเขาจะหนาแน่น ( เหล็กหลายครั้งอย่างหนาแน่นเป็นเซรามิกและพอลิเมอร์ ) , น้ำหนักและความแข็งแรงของพวกเขา / อัตราส่วน / น้ำหนักน้อยเมื่อเทียบกับวัสดุการแข่งขัน ( เห็นจึง gure ) นี้คือเหตุผลที่สำคัญสำหรับการเปลี่ยนโลหะในอากาศยาน และอุปกรณ์กีฬา ที่น้ำหนักเป็นปัญหาหลัก โลหะเช่นอลูมิเนียมและแมกนีเซียม มีแสงแต่พวกเขาจะอ่อนเกินไปสำหรับการใช้งานมาก และมีความเหนียวต่ำและตึง โลหะผสมไทเทเนียมจึงเอาชนะปัญหาเหล่านี้ : พวกเขาจะประมาณครึ่งหนึ่งเป็นหนาแน่นเป็นเหล็กกล้า มีความแข็งแกร่งสูง และเหนียวมาก ไทเทเนียมคือจึงตัดสินใจเดินทางไปที่ใช้ในสายการบินในปี 1960 ในโบอิง 707 และการใช้งานได้เพิ่มขึ้นถึง 15 % ในโบอิ้ง 787 ( 1 )โลหะสามารถควบคุมการสร้างความเข้มแข็งจากภายใน ข้อบกพร่องและขอบเขตที่กั้น เคลื่อนการเคลื่อนไหว ( 3 ) แต่การประนีประนอมความเหนียวและความทนทาน ในทางตรงกันข้ามกับการเพิ่มความเหนียวสูงกว่าพอลิเมอร์คอมโพสิตที่กำลังเห็นด้วย ( ดูรูป ) เพิ่มอาจประนีประนอมคุณสมบัติของโลหะอื่น ๆเช่น ความต้านทานการกัดกร่อน .
วิธี หนึ่ง สำหรับ การเพิ่มโลหะโดยไม่สูญเสียความเหนียว ข้าว ( ข้าว
nement อีกครั้งจึงลดขนาด ) แต่เมื่อเม็ดขนาดตกอยู่ด้านล่าง ~ 1 µ M เพิ่มโดยปกติมักจะลดความเหนียวและความทนทาน ( 4 ) จุดวิธีเพื่อเอาชนะปัญหานี้ การศึกษาล่าสุดในเหล็กกล้าผสมต่ําประกอบด้วย อัลตร้า จึงไม่ทำให้เหล็กเฟอร์ไรต์กับ nanosized คาร์ไบด์เม็ดแข็ง ,ความเหนียว และความแข็งแกร่ง ทั้งกุหลาบ เมื่ออุณหภูมิลดลงจาก 60 °ถึง 60 ° C และ ( 5 ) ในทางตรงกันข้าม , โลหะทั่วไปแข็งแรงแต่เปราะที่อุณหภูมิต่ำ เขียนโดย
สังเกต toughening กับเอกลักษณ์แบบ Anisotropic นาโนในเหล็กของพวกเขา nanotwinned โลหะเป็นอีกตัวอย่างของการ nanostructured โลหะ
ด้วยคุณสมบัติที่พิเศษ ( 3 ) เมื่อความหนาแน่นสูงของแฝดขอบเขต
( การเชื่อมต่อสูงสมมาตรระหว่างสองเม็ดของโครงสร้างตาข่ายเดียวกัน ) จะรวมอยู่ในรูปผลึกทองแดง ธัญพืช ที่มีขอบเขตระยะห่างในระดับนาโนเมตร วัสดุจะแข็งแกร่งกว่า coarsegrained ทองแดงโดยปัจจัยที่ 10 ; มันยังเหนียวมาก .การ ultrastrong nanotwinned ทองแดงมีการนำไฟฟ้าเทียบเท่ากับความสูงของทองแดง ( 6 ) และมากเพิ่มความต้านทานต่อ electromigration ( 7 ) มันมีศักยภาพที่ดีสำหรับการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีการกัดกร่อนสำหรับโลหะ ปวดหัวอีก ( 8 ) เพื่อปกป้องโลหะจากสนิม พวกเขามักเคลือบด้วยชั้นป้องกันการกัดกร่อนวัสดุสะพานอ่าวหางโจวในประเทศจีนเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของเทคนิคนี้ 36 กิโลเมตร สะพานที่ยาวที่สุดในโลกยาวถึงวันที่ , ด้วยการออกแบบชีวิต 100 ปี ได้รับการสนับสนุนจากหลายพันทำเสาคอนกรีตท่อเหล็ก - จึงฆ่า ~ 80 เมตรในความยาวท่อป้องกันการกัดกร่อนในบรรยากาศทะเลที่รุนแรง โดยการเคลือบพอลิเมอร์คอมโพสิตใหม่รวมกับสิ่งที่แนบแคโทด กัดกร่อน
โลหะยังสามารถต่อต้านโดยการสร้างชั้นป้องกัน passivation อย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวโลหะ ตัวอย่างเช่น ยามาโมโตะ et al . ( 9 ) ได้เพิ่ม 2.5 % ล

ปกติสเตนเลสเหล็กส่งผลให้เกิดการก่อตัวของอลูมิเนียมออกไซด์ชั้นป้องกันที่สามารถต้านทานต่อการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ให้พวกเขาเพิ่ม

การแปล กรุณารอสักครู่..

ภาษาอื่น ๆ

การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.