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本期新书推荐为您精选了Materials 期刊特刊书——聚合物、金属和复合材料的机械性能 (Mechanical Properties of Polymeric, Metallic, and Composite Materials) 中的5篇文章。本特刊书涵盖聚合物、金属和复合材料机械性能、微观结构、动态力学性能分析，以及各种材料铣削、铸造、成型、车削等传统加工方法和增材制造等非传统制造技术，希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。

客座编辑

Janusz Kluczyński 博士

Military University of Technology, Poland

研究兴趣：增材制造，选择性激光熔化，熔融沉积造型，聚合物和金属的机械性能，疲劳性能。

Marcin Małek 博士

Military University of Technology, Poland

研究兴趣：混凝土，组合结构，机械性能，回收利用，废料。

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https://www.mdpi.com/books/book/7559

精选文章

01

Annual Plants and Thermoplastics in the Production of Polymer and Lignocellulose Boards

一年生植物和热固性塑料在聚合物和木质纤维素板制备中的应用

Aleksandra Banaszak et al.

https://www.mdpi.com/2343208

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本文研究了以一年生植物秸秆和三种聚合物：聚丙烯 (PP)、高密度聚乙烯 (HDPE)、聚乳酸 (PLA) 为原料制备的三层结构刨花板力学、物理和热学性能。用油菜杆作为内层，黑麦或黑小麦秸秆作为外层。测试了板材的密度、厚度膨胀率、静曲强度、弹性模量和热降解特性。此外，通过红外光谱技术确定了复合材料结构的变化。在添加了测试聚合物的秸秆人造板中，使用HDPE的人造板性能令人满意，使用PP的人造板性能适中，以PLA基体的板材无论是在力学性能还是物理性能方面都没有表现出明显的优势。以黑小麦秸秆为原料生产的秸秆-聚合物板材的性能略优于黑麦秸秆基板材，这可能是由于黑小麦秸秆的几何形状更有利。研究结果表明一年生植物纤维小黑麦可用作生产生物复合材料的木材替代品。此外，聚合物的添加允许在湿度增加的条件下使用所获得的板材。

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原文出自Materials 期刊

Banaszak, A.; Woźniak, M.; Dziurka, D.; Mirski, R. Annual Plants and Thermoplastics in the Production of Polymer and Lignocellulose Boards. Materials 2023, 16, 4400.

02

Static and Dynamic Mechanical Behaviour of Hybrid-PBF-LB/M-Built and Hot Isostatic Pressed Lattice Structures

混合激光粉末床熔融和热等静压技术对点阵结构的静动态力学行为影响

David Sommer, Cemal Esen and Ralf Hellmann

https://www.mdpi.com/2280752

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这项工作分析了激光粉末床熔融与原位高速铣削相结合的混合增材制造技术制备的马氏体时效钢体心立方点阵结构的力学性能。为了提高增材制造部件的机械性，研究了机械加工表面质量改进措施，采用增减材复合制造技术设计，提高工艺质量。在此基础上，进行了静态拉伸性能和动态应力、硬度和孔隙率的力学测试，并将激光粉末床熔合制备的试样与混合方法制备的试样进行了比较。研究了溶液处理和时效处理、热等静压工艺对点阵结构力学行为的影响。评估了混合制造技术表面质量改善效果，对于HIP点阵结构的静态测试，其偏移约为14—16%。此外，在混合增材制造技术制造部件的试验中，通过精加工表面可以改善动态载荷行为，从而改变不同区域的疲劳性能。

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原文出自Materials 期刊

Sommer, D.; Esen, C.; Hellmann, R. Static and Dynamic Mechanical Behaviour of Hybrid-PBF-LB/M-Built and Hot Isostatic Pressed Lattice Structures. Materials 2023, 16, 3556.

03

Performance Properties of Cement–Glass Composite Bricks (CGCB) with Additively Manufactured (AM) Polymeric Scaffolding

增材制造 (AM) 聚合物支架的水泥玻璃复合砖 (CGCB) 性能

Marcin Małek et al.

https://www.mdpi.com/2160514

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本文介绍了一种传统砌体材料的替代品——水泥-玻璃复合砖 (CGCB)，具有打印的聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET-G) 内部支架 (回旋结构)。这种新设计的建筑材料由86%的废料 (78%的玻璃废料和8%的回收PET-G) 组成。它可以满足建筑市场的需求，提供比传统材料更廉价的替代品。测试结果表明，使用内部支架的复合砖，热性能有所改善，即热导率增加 (5%)，热扩散率 (8%) 和比热 (10%) 降低。所获得的CGCB力学性能的各向异性远低于无支架砖，表明在CGCB砖中使用PET-G支架具有非常出色的作用。

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原文出自Materials 期刊

Małek, M.; Kluczyński, J.; Łasica, W.; Jackowski, M.; Szachogłuchowicz, I.; Łuszczek, J.; Torzewski, J.; Grzelak, K. Performance Properties of Cement–Glass Composite Bricks (CGCB) with Additively Manufactured (AM) Polymeric Scaffolding. Materials 2023, 16, 1909.

04

Process Parameter Investigation and Torsional Strength Analysis of the Additively Manufactured 3D Structures Made of 20MnCr5 Steel

20MnCr5钢增材制造三维结构的工艺参数研究和扭转强度分析

Bartłomiej Sarzyński et al.

https://www.mdpi.com/2158672

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由于可用于增材制造 (AM) 的材料不断增多，极大地扩展了增材制造在诸多应用中的可能性。20MnCr5钢在传统的制造技术以及AM过程中表现出了良好的加工性。本文分析了增材制造细胞结构的工艺参数选择和扭转强度。研究结果表明，层间开裂与材料的层状结构显著相关。此外，本文引入了torque-to-mass系数，具有蜂窝状结构的试样具有最高的扭转强度，其torque-to-mass系数值比整体式结构试样小约10%。

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Sarzyński, B.; Kluczyński, J.; Łuszczek, J.; Grzelak, K.; Szachogłuchowicz, I.; Torzewski, J.; Śnieżek, L. Process Parameter Investigation and Torsional Strength Analysis of the Additively Manufactured 3D Structures Made of 20MnCr5 Steel. Materials 2023, 16, 1877. 

05

Processability of 21NiCrMo2 Steel Using the Laser Powder Bed Fusion: Selection of Process Parameters and Resulting Mechanical Properties

使用激光粉末床熔融21Nicrmo2钢的加工性能：工艺参数的选择和钢材机械性能

Jakub Łuszczek et al.

https://www.mdpi.com/2009698

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随着增材制造技术的发展和普及，人们尝试将该技术应用到包括齿轮在内的机械零件的生产过程中。在齿轮增材制造的应用中，该类型的专用材料的可用性较窄。21NiCrMo2低合金钢是PBF-LB/M工艺生产齿轮的常用原料。基于孔隙率测量、静态拉伸试验和硬度测量选择工艺参数。引入二次回归模型，根据自变量 (激光功率、扫描速度和扫描间距) 的假设值来估计材料中的空隙百分比，可生产出密度大于99.7%的21NiCrMo2钢。在PBF-LB/M领域，对比分析21NiCrMo2钢和常规钢材的力学和微观组织性能，结果表明，21NiCrMo2钢力学性能与其他渗碳钢20MnCr5和16MnCr5性能相近，可以作为这些材料的替代品。

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原文出自Materials 期刊

Łuszczek, J.; Śnieżek, L.; Grzelak, K.; Kluczyński, J.; Torzewski, J.; Szachogłuchowicz, I.; Wachowski, M.; Karpiński, M. Processability of 21NiCrMo2 Steel Using the Laser Powder Bed Fusion: Selection of Process Parameters and Resulting Mechanical Properties. Materials 2022, 15, 8972.

   Materials 期刊介绍

主编：Maryam Tabrizian, McGill University, Canada

主要关注材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料，能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征，建模等。

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