Cu纳米线的制备及其力学性能的研究

采用购买的直径为40～50 nm的AAO模板,利用直流电沉积方法在AAO模板上制备了Cu纳米线。TEM观察发现,Cu纳米线的直径为(45±5)nm,与AAO模板的内孔直径一致。利用碳膜卷曲的方法,在JEOL 2010F型场发射透射电子显微镜中对单根Cu纳米线进行了原位弯曲变形实验。实验发现,存在于纳米线内部的孪晶界作为位错源向外发射位错,该尺寸纳米线的塑性行为主要是以偏位错主导的位错行为。

实践教学中本科生创新能力的培养

提高本科生实践能力是培养大学生创新精神和创新能力的基本途径,是让本科生能够更快更好地适应未来工作、科研的基础能力和素质。本文提出了一种由学术带头人对青年教师指导学生的过程全程把控,多层次、多梯度的实践教学模式。导师和学生有选择地、递进地、全过程参加各层次的实践教学和演示训练,从而培养和提高本科生的实践能力、分析问题和解决问题的能力及科技创新能力。为提高应化专业本科生的实践能力提供了科学依据。

纳米材料拉伸装置的设计及定量化分析

以压电陶瓷为主体设计了一种用于单体纳米材料原位拉伸变形实验的装置,为了实现力学性能的定量化测量,在该装置中加装了用于测量力的悬臂梁针尖,通过悬臂梁针尖的变形可实现纳米材料力学性能测试中的定量化性能测试.利用该自主设计的纳米材料拉伸仪,以利用热蒸发法制备的非晶氧化硅纳米线为实例,在光学显微镜和扫描电子显微镜下进行了原位力学性能测试实验.实验结果显示:该原位纳米材料拉伸装置可以有效地实现纳米材料的拉伸变形操作,同时对施加在材料样品本身上的力学信号给出定量化的结果.

“绽放在纳米世界的玫瑰”

在NaCl单晶衬底上利用磁控溅射方法制备Cu纳米薄膜,样品厚度约为15 nm。电压为500 V,氩气保护,气压值为5×10-1 Pa。利用去离子水将溅射在NaCl单晶衬底上的Cu纳米薄膜剥离并放到自制的3mmTEM拉伸台上，放入透射电镜进行原位变形实验观察（图片在JEOL-2010F型透射电镜2000X下拍摄获得）

二元协同增强、增韧仿珍珠母层状氧化石墨烯/海藻酸钠(GO/SA)复合薄膜材料的构建

为了构建兼具高强度、高韧性的优秀力学性能的结构材料,通过引入硬质的氧化石墨烯片（GO）和软质的海藻酸钠盐（SA）大分子生物共聚物,基于氢键、范德华力等分子间作用力,形成GO/SA异质结构单元,采用真空抽滤法制备了仿珍珠母层状结构的GO/SA复合薄膜材料。测试结果表明：由于系统增强增韧机制的作用,该薄膜呈现出了非常优异的力学性能,实现了高强度（σ=（272.3±13.9）MPa）和高韧性（W=（18.1±0.6）MJ/m3）的有机结合,其拉伸强度是天然贝壳材料（σ=80~135MPa）的2~3倍,断裂韧性是贝壳材料的8~10倍。

仿生层状骨架结构的可控构筑及其显微结构表征

发展兼具轻质、高强、高韧的高性能新材料始终是工程材料领域长期追求的目标之一。然而,高强和高韧、高强和轻质之间通常是相悖的。自然界中很多天然材料巧妙地解决了这一问题,受此启发,采用冰模板法实现了一系列仿生层状骨架结构的可控制备,并利用扫描电子显微镜对其显微结构进行了系统的结构表征,这些骨架结构有望成为新的结构增强基元,实现复合材料力学性能的提升。实验结果表明:与单向冰模板法相比,双向冰模板法制备的层状结构具有更高的有序度;通过精准调控浆料中氧化铝的含量,实现了层间次级结构从凸起、半连接到完全桥连的可控制备;同时,氧化铝层厚度可实现由8μm~20μm,层间距由65μm~50μm的连续可控调节;值得注意的是,双向冰模板法制备层状骨架的实验方法具有普适性,成功实现了多种层状陶瓷基、金属基骨架结构的可控制备。

磁浮车辆内装材料通用安全类要求概述及选择

本文指出在对磁浮车辆内装材料进行选择时,安全性应放在首位,防火和环保是涉及安全的重要特性,重点归纳汇总了国内外内装材料防火、环保的通用安全类要求,以德国标准DIN 5510为例给出了内装材料防火的具体等级要求,并提出了如下建议:磁浮车辆内装材料需符合的防火性要求选择德国标准DIN 5510-2:2009,环保性要求应同时满足欧盟REACH法规(EC) No1907/2006、铁总科技﹝2014﹞50号、TB/T 3139-2006等要求。

慕课在大型科教仪器教学工作中的应用探索

大型科教仪器在高校科研及本科生综合素质教育方面具有重要地位。然而,大型仪器在本科生教学中利用率低,不利于本科生科研创新能力的培养,这一问题变得越来越突出。鉴于不同高校、不同院系等的实验室管理制度以及不同大型仪器的设备属性等问题,本文提出了一种新方法,即以大型开放式网络课程(慕课)的形式开设大型仪器设备学习课程。通过构建大型仪器设备共享学习模式,从而提高大型仪器在本科教学中的使用率,并保障促进本科生科研创新能力的培养。

科学短视频在大型科学仪器教学应用中的新机遇

本文介绍了大型科学仪器在日常教学中的重要意义和目前的一些限制,并探讨了大型科学仪器在科学短视频中的新机遇。通过科学短视频,大型科学仪器的神秘之处得以展现,以便让观众近距离感受其工作原理和科学成果。随后,探讨大型科学仪器与短视频相结合的方法和策略,并展望其在科学传播和教育中的潜力。最后,呼吁更多的科学研究机构和科学传播者加入这一领域,共同推动大型科学仪器与短视频的融合。

Cross-over of the Plasticity Mechanism in Nanocrystalline Cu

Via in situ uniaxial tensile tests in a high-resolution transmission electron microscope,we directly observed a cross-over of plastic deformation mechanisms in a nanocrystalline (nc) Cu thin film containing nano-twin lamellae.For a certain twin lamellae length,the twin lamellae with a larger thickness emit dislocations inclined (Schmidt-factor dislocations,i.e.,S-dislocations) toward the twin boundaries.Upon decreasing the twin lamellae thickness to a critical value,such as approximately 15nm,the plasticity switches toward emission of twinning partial dislocations (T-dislocations) parallel to the twin planes that cause migration of the twin boundaries.The critical twin thickness value also depends on the length of the twin.These results provide direct evidence for thestrengthening and softening mechanisms in nano-twinning structured metals.

一维单体纳米材料弹塑性变形机理的原位研究进展

近年来,随着研究技术手段的发展,纳米线表现出了大量具有潜在应用价值的新现象。清晰描绘纳米线结构与力学性能的构效关系对纳米器件的设计、服役以及性能优化具有重要的指导意义。本文首先归纳了纳米线力学性能几种常用的原位测试方法,其次介绍了各类纳米线在拉伸实验中的弹性和强度等力学性能,阐述了纳米线与尺寸相关的塑性变形,此外简述了纳米线在原位测试中所表现出的奇特力学行为。今后,系统地研究原位电镜表征过程中电子束辐照对纳米线变形行为的影响,探究纳米线在复杂外场环境下所展现的力学性能,从而建立一套完备的理论指导体系,是纳米材料性能原位表征领域的重要发展方向。

磁浮车辆内装材料选用初步研究

为提高磁浮车辆内装质量,整理多种内装材料,按其标准、性能、工艺、应用等进行分类归纳。总结出内装材料的选用原则,并强调磁浮内装要以轻量化为关键选材原则。以此原则,按不同部位研究其材料的选用方法,应用到所研制的样车上:面罩、客室内装大件等采用碳纤维泡沫夹芯复材,侧窗选用PC与玻璃相结合的方案,相对于传统内装其总计减重467.3kg,效果较明显。在关键承载件上选用了新材料、新技术,为保证安全性,通过模拟分析、样件试验、整车路试的方式,验证其强度、刚度等符合各成品的标准要求。

非晶二氧化硅纳米线高弹性应变的起源（英文）

对弹性应变起源的理解对于晶体材料或非晶材料来说都非常重要.然而人们对非晶变形的认知远远落后于对晶体的认知.本文采用在透射电镜中实施非晶氧化硅纳米线的原位单轴弹性拉伸,获得一系列拉伸过程中的电子衍射谱,通过计算它们的径向分布函数,结合逆蒙塔卡罗方法实现结构的重构,从中提取出原子尺度的结构变化信息.结果显示,氧化硅非晶纳米线的弹性应变主要来源于键长的弹性伸长和键角分布的变化,并且后者的贡献更大.本工作将对我们正确理解非晶材料的高强度提供非常重要的帮助.