Oliver&Pharr压入硬度与材料单轴强度关系的研究

通过量纲分析和有限元数值计算,系统研究了Oliver&Pharr压入硬度与材料单轴强度间的关系,结果表明σE,y+σE,b与Oliver&Pharr压入硬度H以及压入比功We/W之间存在近似的函数关系,即材料屈服强度和拉伸强度之和与Oliver&Pharr压入硬度之比近似为压入弹性功与压入总功之比的函数。利用该关系,材料的屈服强度和拉伸强度之和可以由一次压入测试结果来获得,这使得利用压入技术对材料强度水平进行直接比较成为可能,因而克服了过去仅仅基于压入硬度值,只能对材料强度水平做相对比较的缺点和不足。

超薄单层复合材料缠绕压力容器承载性能研究

针对压力容器承载性能,基于经典层合板刚度等效理论,提出了一种可以考虑复合材料缠绕层单层厚度的压力容器承载性能分析方法;与实际铺层有限元模型进行对比,验证了分析方法的有效性;对不同单层厚度的复合材料进行了单向拉伸试验,获得材料强度与单层厚度的关系;分析了超薄单层复合材料缠绕压力容器的应力分布、失效系数分布及失效压力。结果表明,超薄单层复合材料缠绕压力容器的应力和损伤分布更为均匀,失效内压较常规单层厚度复合材料可提高54.5%。该研究成果可为超薄单层复合材料缠绕压力容器的结构设计提供可靠的理论参考。

搭接长度对复合材料单搭接胶接接头的影响

针对复合材料单搭接接头的拉伸性能进行有限元建模，分析搭接长度对单搭接接头的应力分布和破坏模式的影响。结果表明：当搭接长度在5～45mm变化时，最小剪切应力逐渐减小，当搭接长度大于20mm时，搭接长度对应力分布的影响减少；破坏载荷逐渐增大，当搭接长度大于20mm时，搭接长度对破坏载荷的影响减少；单搭接接头的破坏模式为胶层一复合材料界面的边缘发生部分损伤，导致胶层损伤，搭接长度的变化影响单搭接接头的损伤严重程度。

MOFs衍生镍单原子材料电催化还原化学镀镍废水中的亚磷酸盐

通过水热合成和高温煅烧制备了一种具有电催化还原活性的MOFs(金属有机骨架化合物)衍生镍单原子材料(标记为Ni@NC),将其负载于石墨毡上用作化学镀镍废水中亚磷酸盐电催化还原为次磷酸盐的阳极,以实现化学镀镍工艺中磷的循环。分析了所得Ni@NC催化材料的微观形貌、晶体结构、元素组成和电化学性能。通过电催化还原反应实验研究了反应器构型、电流密度、pH、反应时间和电极重复使用次数对Ni@NC电催化还原性能的影响。在采用阳离子交换膜的情况下,以电流密度10 mA/cm2反应120 min,pH为3的模拟废水中亚磷酸盐的还原率达到60%左右。

含磁单负材料一维光子晶体的隧穿模特性

构造了由磁单负材料A、普通材料B(SiO2)和C(TiO2)组成的(AB)NC(BA)N型一维光子晶体,数值计算结果表明在3100～3700 nm的波长范围内出现了6个隧穿模。这些隧穿模有不同于传统缺陷模的特征:入射角θ、C介质层的位置、光子晶体的周期数N和A、B两层介质的几何厚度都不影响各隧穿模的位置。在θ>46°时,长波段的隧穿模消失。磁单负材料的介电常数变化,不影响隧穿模的个数和透射率。A、B两层介质的几何厚度变化量小于5%时,不影响各隧穿模的透射率,而C介质层的几何厚度对隧穿模的位置有影响。C介质层移动的单元数相同,隧穿模的变化也相同。

在共面波导上加载集总电容电感制备单负材料

为了探索实现单负材料的方法,研究了在共面波导上加载集总电容和电感元件制备单负材料。首先通过理论分析和微波实验,证实了在共面波导上周期性地加载集总电容和电感元件能够实现两种单负材料(电单负材料和磁单负材料)。然后,针对该制备方法,进一步研究了加载电容电感周期性的破坏及加载电感对称性的破坏对单负带隙的影响。结果表明:周期性的破坏对单负带隙基本没有影响;对称性被破坏后,如果电感分布在共面波导中心导带的两侧,仍然能够获得单负材料。

单纤维复合材料断裂实验表征界面研究

对不同表面处理剂处理的4种单纤维增强环氧基复合材料进行了断裂实验,从临界纤维长度、界面剪切强度和单纤维断裂实验中纤维断点周围基体形貌三方面对纤维和基体之间的界面粘结性能进行了分析和评价。实验观察得到的结果是KH 5 5 0处理纤维与环氧的界面粘结最强,其次是KH 5 5 0和KH 5 70混合处理纤维与环氧的界面、KH 5 70处理纤维与环氧的界面。

单层均匀吸波材料电磁参数的匹配研究

用Steffensen加速法求出了单层均匀吸波材料对入射电磁波无限吸收时电磁参数所需满足的必要条件及其边界曲线 ,同时 。

单负材料异质结中电磁波的传播特性研究

利用在共面波导传输线上加载电容电感实现了单负材料,对由电单负材料和磁单负材料组成的异质结中电磁波的传播特性进行了研究。结果表明:由于电磁波能够在由两种单负材料组成的异质结中发生隧穿,利用基于共面波导传输线的单负材料异质结则可以实现具有亚波长特性的谐振腔,并且加载电容电感周期性的破坏对异质结中电磁波隧穿现象的发生及隧穿频率没有影响。

单材料双功函数栅MOSFET的电容模型

基于表面势理论和电荷平衡方程,建立了一种单材料双功函数栅(single materialdouble workfunction gate,SMDWG)MOSFET的电容模型,分别给出了SMDWG MOSFET的栅-源和栅-漏电容的解析表达式,物理概念清晰,且参数可调。通过与MEDICI模拟结果比较和分析,进一步验证了该物理模型的正确性和可行性。然后,基于上述模型设计了SMDWG MOSFET的电容等效电路,发现在考虑总电容的时候,只需要考虑其中的一个分电容,有效简化了对该器件的计算和分析,对器件的设计和应用具有一定的参考意义。

聚丙烯单聚合物复合材料嵌件式注射成型过程的数值模拟

单聚合物复合材料(SPC)是基体和增强体来自同种聚合物的复合材料,具有密度小、界面粘接性好和回收成本低等优点。嵌件式注射成型可实现SPC的快速制备。为了检验加工温度窗口的大小,掌握型腔内部温度分布情况,文中使用Moldex3D软件模拟分析了聚丙烯单聚合物复合材料(PP SPC)嵌件式注射成型过程,比较了PP SPC嵌件式注射成型与PP注射成型的模拟结果,讨论了温度、黏度和翘曲变形情况。将不同熔融温度下数值计算得到的温度分布结果与实验样品照片进行了对比分析。研究结果表明,在180℃条件下嵌件式注射成型PP SPC,纤维不会熔融而能保持增强效果。

块体单准晶材料制备的进展及展望

概述了近年来单准晶制备技术方面的发展状况;介绍了籽晶提拉法、尖端形核法、浮区法、自熔体法、深过冷快速凝固法等技术原理和控制参数;指出了制备大尺寸单准晶的可能途径。

PEN单聚合物复合材料的热压制备工艺与性能

为了实现聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)单聚合物复合材料(SPCs)的制备,使用DSC热分析法确定了制备PEN SPCs的加工温度范围,根据PEN的过冷性质热压制备了PEN SPCs.通过SEM研究了PEN SPCs的界面粘结性,使用万能试验机比较了PEN SPCs与未增强PEN的力学性能.研究结果表明:PEN SPCs中的基体PEN树脂与增强体PEN纤维之间具有良好的界面粘结性;制备的PEN SPCs的拉伸强度为224 MPa,是未增强的PEN拉伸强度的3.6倍.

喷涂法制Mo丝增强NiAl单层复合材料的研究

采用等离子喷涂工艺,制备了Mo丝增强的NiAl基单层复合材料。系统地研究了该复合材料的显微组织,Mo丝/NiAl界面的结合特性以及在不同热处理状态下复合材料的界面行为。研究表明:制备态单层复合材料的基体由强烈变形(扁平化)和高速结晶的NiAl熔滴颗粒形成的层状结构构成,颗粒间有较多的分界面,Mo丝/基体的界面结合强度不高,其结合为非冶金结合。800℃,3h退火后,Mo丝/基体界面的结合情况得到改善,复合材料的性能提高。更高温长时处理后,基体元素Ni在Mo丝中形成扩散层,在界面处基体一侧和基体中结晶的熔滴颗粒分界面处的铝的氧化物层明显增厚。

等离子喷涂制备W丝增强NiAl单层复合材料的界面研究

采用等离子喷涂法制备了W丝增强NiAl单层复合材料并研究了该材料内部与界面相关的问题。研究表明:作为增强体的W丝与NiAl基体具有较好的稳定性,制备态的W/NiAl界面为非冶金结合,其界面处无元素的互扩散及界面反应发生;在模拟热压工艺的两种退火热处理(800℃/3h,1200℃/48h)状态下,W丝/NiAl界面的结合强度增加,但界面处未出现可见的元素的互扩散层,只是W丝与结晶后NiAl熔滴颗粒之间的氧化物层明显增厚。另一方面,等离子喷涂工艺会给NiAl基体内部带来氧化物的内分界面,该界面的存在会导致NiAl基体的脆断。

单材料V型缺口尖端振荡性奇异应力场产生的条件

单材料V型缺口附近应力场存在奇异性 ,Williams在 1 952年针对不同边界条件下所产生的奇异性进行了讨论 ,结论表明 ,边界条件和材料的泊松比对奇异性均有影响。本文对Williams所提出的第三种边界条件 (一边自由 ,一边固支 )研究后发现 ,缺口尖端附近应力不仅存在幂次奇异 ,而且还会出现振荡性 。

冷却方式对过冷压制PEN单聚合物复合材料的影响

为研究冷却方式对聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)单聚合物复合材料(SPC)的影响,分别采用了随机冷却、骤冷和自然冷却的方式,过冷压制成型了PEN SPC样品;使用DSC热分析法确定了冷却速度对PEN基体的影响;使用万能试验机比较了PEN SPC样品的力学性能.研究结果表明:随机冷却的方式得到的PEN SPC的拉伸强度最小,拉伸模量最高,是由冷却速度慢导致结晶引起的;骤冷的方式得到的拉伸模量最低,是由冷却速度过快导致无定形引起的;自然冷却方式得到的拉伸强度最高,是由于适中的冷却速度有利于基体渗透.

热压法制备聚丙烯单聚合物复合材料

用聚丙烯的过冷性质,热压成型制备聚丙烯单聚合物复合材料(PP SPCs)。研究加工温度对PP SPCs拉伸强度的影响。用金相显微镜观察了PP SPCs的微观结构,用扫描电子显微镜观察了纤维从树脂拔出的表面结构。研究结果表明,PP SPCs拉伸强度随着加工温度升高而增大。当加工温度为150℃时,PP SPCs的拉伸强度比没有增强的PP提高了5倍以上。PP SPCs中的纤维与树脂基有着良好的界面粘接性。

聚乙烯单聚合物复合材料研究进展

聚乙烯(PE)单聚合物复合材料(SPC)是基体和增强体同为PE的复合材料,具有密度小、易回收、界面黏结性好的优点。简要介绍了SPC的成型机理,综述了PE SPC的研究进展,主要包括热压纤维法、溶液浸渍热压法、膜层热压法等制备方法和制备得到的PE SPC的性能,同时指出了这些方法中存在的问题和缺陷,为PE SPC的进一步发展奠定了基础。最后展望了PE SPC的发展趋势。

单聚合物复合材料制备研究进展

简要介绍了生物降解高分子材料及其分类,综述了聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯类等不同单聚合物复合材料的制备研究进展和制备过程中存在的问题。指出了高性能单聚合物复合材料制备方法研究的核心问题和方向。