｛123｝〈111〉多滑移的屈服顶点

从Taylor-Bishop-Hill理论出发，系统分析和计算了bcc金属在{123}<111>滑移系上滑移的单晶屈服面，发现共有338种应力状态（考虑正负，各为169种），并将它们按晶体结构的对称性（即结晶学上等价组）加以分类，结果表明，所有的屈服顶点共可分为14组，它们分别活化5，6或8个滑移系，依赖于结晶学上不等价的滑移系组拓展了Chin等人所没有考虑的4组屈眼顶点（考虑正负共有126种应力状态）．与｛110｝<111>的都为0不同，只有极少数｛123｝<111>的屈服顶点在某些非活化滑移系上分解切应力值为0，且引起滑移系模糊性问题（多于5个滑移系）的屈服顶点百分数相应地也大大减小到146／338（≈43％）．

不同电极数石英谐振器集群力敏特性分析

为了提高石英力敏谐振器的力-频转换系数,根据石英晶体压电效应及各向异性特性,利用Matlab数值计算方法,研究了径向力作用时AT切石英晶体薄圆片内各点的应力分布特点,设计了不同基频及不同电极数的石英力敏谐振器集群,并对其力敏特性进行了测试。结果表明:谐振器的力敏特性与谐振器的谐振频率、电极位置及力作用方位有关;集成于同一晶体基片不同位置的谐振器谐振频率作差频处理,得到的差频信号仍具有显著的力敏特性,同时差频信号中材料自身干扰因素的影响得到了抑制;在非耦合状态下,同一晶体基片上电极集成数越多,差频组合形式越多,得到的叠加信号的力敏特性越显著;经差频及叠加处理,集成式石英六电极谐振器的力-频转换系数可达8655.8 Hz/N。这种结构的力敏谐振器可用于高稳定的数字式力传感器及相关姿态检测控制系统。

短波长X射线衍射无损测定铝板内部残余应力

利用重金属靶短波长特征X射线WKα1对轻质材料的强穿透性,自主研发了1台用于工件内部晶体物质衍射分析的短波长X射线衍射仪(SWXRD)。介绍了短波长X射线衍射仪无损测定工件内部应力的原理和方法,在国内首次无损地测定了30 mm厚7075铝合金淬火板内部残余应力及其分布,并与中子衍射和高能同步辐射的短波长X射线衍射测定内部应力进行了比较分析,表明该新方法具有设备体积小,投资少,使用维护方便等优势。

单晶体SOD力学性能的实验及数值模拟

采用纳米压痕硬度计,测量了沸石分子筛方钠石SOD大单晶的力学性能,得到了载荷 位移曲线图和硬度、弹性模量随压痕深度变化的值。并利用ANSYS有限元程序对沸石单晶体SOD的弹性阶段进行了二维数值模拟,考察了摩擦、压头尖端半径对模拟结果的影响,得到了压痕过程中加卸载时的载荷 位移曲线,模拟结果在趋势上与实验结果有较好的吻合,与理论分析的载荷 位移关系基本一致,较好地反应了弹性纳米压痕的实验过程。

灵芝孢子孢壁的弹性模量和硬度研究

采用纳米压痕技术和数值模拟研究灵芝孢子孢壁的弹性模量和硬度。利用原位纳米力学测试与分析系统,测试灵芝孢子孢壁的弹性模量和硬度。得到了载荷——位移曲线图和硬度、弹性模量随压痕深度变化的值。并用有限元方法模拟压痕过程,利用ANSYS软件,按照灵芝孢子孢壁和Berkovich压头的结构,建立了二维计算模型,得到纳米压痕的等效应力分布以及压痕过程中加载和卸载时的载荷——位移曲线。考察了摩擦、压头尖端半径对模拟结果的影响。结果显示:灵芝孢子孢壁的平均弹性模量为2.0GPa,硬度为0.13GPa。模拟结果在趋势上与实验结果有较好的吻合,与理论分析的载荷——位移关系基本一致。摩擦、压头尖端半径小于100nm时对模拟结果不会造成明显影响。研究结果为分析孢子的破壁机理提供必要参数。

固体废物浸出液中金属元素铜的不确定度评定

建立了电感耦合等离子体发射光谱法测定固体废物毒性浸出液中铜不确定度的评定方法,分析了测定过程中的主要影响因素,评定测定过程中引入不确定度的来源。

微应变诱导各向异性硅纳米晶形成及其光学特性

通过磁控溅射技术制备了非晶态富硅的碳化硅锗(Si_(1-x-y)Ge_xC_y)薄膜,经过后续高温热处理,形成各向异性硅纳米晶,其微结构和光学特性由高分辨电镜、光致发光及光吸收实验进行表征,研究了各向异性应变对硅纳米晶形态和光学特性的影响,阐述了各向异性硅纳米晶的形成机理。研究表明,在各向异性应变能的诱导下硅纳米晶沿着〈002〉、〈113〉和〈220〉取向择优生长,形成具有多形态的硅纳米晶,显著改变了其能级结构,在2.57eV和2.64eV的位置硅纳米晶存在PL发射光谱,光吸收波段明显增加,可以同时吸收从红外到紫外(2.57eV,1.89eV,1.2eV和0.96eV)的光子,且光吸收范围随硅锗(RS/G)比例可调,故有望提高光伏电池的光量子产额。

图形化SOI衬底上侧向外延生长GaN研究

采用MOCVD系统,在图形化的绝缘体上硅(SOI:silicon-on-insulator)衬底上侧向外延生长了GaN薄膜。利用SEM、TEM和Raman光谱对生长的GaN薄膜的质量进行了分析研究。研究发现,在GaN的侧向外延生长区域,侧向生长的GaN能够完全合并,GaN薄膜内的残余应力减小,穿透位错密度大幅度降低。

沸石分子筛纳米压痕实验影响因素的数值研究

以方沸石ANA为例,采用二维轴对称有限元模型,对其纳米压痕实验进行有限元模拟,考察摩擦、压深和压头尖端半径对模拟结果的影响。摩擦因数除了对卸载后Von-Mises应力分布有很大的影响外,对模拟结果的影响较小;压深对弹性能、塑性能、硬度、弹性恢复、应力,以及压痕接触面轮廓有明显的影响;尖端半径小于150nm时对模拟结果无影响。

面心立方金属平面变形的屈服应力状态分析

将fcc金属滑移和孪生 2种机制综合起来进行考虑 ,应用Bishop Hill最大功原理 ,计算和分析了临界剪切应力之比 ζ不同时各理想取向平面共生变形时的屈服应力状态、相应活化系及Taylor因子M .结果表明 :当 ζ >1 /3时 ,随着 ζ的减小 ,C ,G ,RCu3种取向时的M值不变 ,共同的活化系均为滑移系 ,不易孪生 ;其它取向的M值越来越小 ,共同的活化系均包括滑移系和孪生系 ,具有孪生倾向 .ξ取不同值时 ,最强和最弱的M值的取向位置均没有改变 ,分别位于RG 取向处和C ,G取向处 .

镁碱沸石FER单晶弹塑性双线性本构关系的实验研究与有限元确定

为研究镁碱沸石大单晶FER的力学性能,采用纳米压痕技术,测得随载荷连续变化的位移,得到载荷-位移曲线图。根据W.C.Olive算法,利用接触刚度连续测量(CSM)技术,得到FER沸石分子筛硬度及弹性模量。基于弹塑性双线性本构关系假定,用ANSYS有限元程序模拟纳米压痕试验过程,利用搜索法得到沸石大单晶FER的双线性本构关系。本文还讨论了摩擦、温度及压头尖端曲率半径对纳米压痕计算结果的影响。

石英晶体谐振器的应力变化及力敏特性的关系

将半无限各向异性介质薄片在受集中力时介质内应力的分布结果,延推到薄圆形石英晶体谐振器,得到谐振器在受径向集中力作用时,其频率的相对变化与加力方位角及加力强度的关系,并与电极置于几何中心时谐振器的相对频率变化进行比对。用有限元方法对薄圆形石英晶片受径向力作用时不同位置的应力变化进行了分析,并在相应位置蒸镀电极,以形成谐振器,测试了不同位置谐振器的力频敏感特性,结果表明,理论计算及分析值与实验结果基本一致。

9类生态纺织品中24种禁用偶氮染料残留的测定

建立了气相色谱-串联质谱法快速测定全棉织物、聚酯织物、羊毛织物、腈纶织物、合成革织物、棉和氨纶复合织物、羊毛和腈纶复合织物、棉和聚酯复合织物、羊毛和聚酯复合织物9类生态纺织品织物中24种禁用偶氮染料的检测方法。不同种类的纺织品根据成分的不同进行了不同的前处理过程,然后用甲醇进行定容。考察了不同样品基质对回收率的影响,方法的定量限为0.05~0.20 mg/kg,不同基质不同浓度的加标回收率在29.4%~102.8%之间(添加水平为0.20、0.40、1.0 mg/kg,n=6),相对标准偏差<6.8%,该方法的检出限小于我国和欧盟检测标准中对24种禁用偶氮染料的限量要求。

掺杂导致的Al_2O_3:Er^(3+)的荧光发射的增强效应

通过先沉淀后退火法合成了Al2O3:Er3+荧光粉,研究了980nm激光激发下Al2O3:Er3+荧光粉的光致发光性质。为了增强Al2O3:Er3+荧光粉的荧光强度,Ba2+,Ca2+,Sr2+,Mg2+四种离子被掺杂进入了这种荧光粉中。结果了发现,掺杂后的Al2O3:Er3+荧光粉的荧光强度大幅度增加。

方沸石大单晶及多晶粉饼力学性能的实验研究

报道了采用纳米压痕硬度计和Instron仪器分别对方沸石ANA大单晶和方沸石ANA多晶粉饼进行的力学性能测试工作。在纳米压痕实验中可实时测得连续载荷和随载荷连续变化而变化的位移,得到载荷-位移曲线图。根据W.C.O live算法,利用接触刚度连续测量(CSM)技术,实现了ANA沸石的硬度、弹性模量随压痕深度变化的连续测量,得到了ANA沸石单晶的硬度、弹性模量分别为0.25GPa和4GPa。用Instron仪器测得ANA多晶粉饼的弹性模量值为125MPa。对ANA沸石大单晶和ANA沸石多晶粉饼的力学性能进行了比较。

碳化硅单晶材料残余应力检测技术研究进展

SiC单晶材料被称为第三代宽带隙半导体材料,凭借强度高、化学性质稳定、抗干扰能力强等优势被广泛应用于军工、核能和电子等领域。然而SiC单晶在制备、加工和使用过程中,往往会存在残余应力,这严重影响着单晶材料的质量和使用寿命。为准确评估晶体质量、服役过程中的可靠性和材料寿命,有必要对单晶材料的残余应力及分布规律进行深入研究。本文分析了SiC单晶中残余应力的来源,归纳总结了单晶材料应力检测技术的研究现状,并对SiC单晶材料应力检测方面的未来发展趋势进行了展望。

薄圆片石英晶体应力分布及谐振器力频实验

利用ANSYS有限元理论模型分析AT切石英晶体受沿x轴方向的对径力作用时晶片内的应力分布情况,并计算三电极位置处的应力变化比值。测试了三电极谐振器的基频振荡频率,并计算其相应的力频系数。通过比较ANSYS仿真分析的结果和实验所得结果,表明ANSYS仿真分析计算结果与实验结果基本一致,从而证明ANSYS仿真分析是可行的。因此,在同一晶体基片上设计谐振器时,可借助有限元分析手段,根据晶片内的应力分布情况,在有限空间范围内初步选择应力变化差异较大的位置设置电极,以此获得力频敏感特性显著的集成式石英晶体谐振器。

基于二吡咯甲烷的双腙类阴离子受体性质研究

设计合成了一种含腙基单元的二吡咯甲烷类阴离子受体1,通过UV-vis和1H NMR滴定波谱研究了1对不同阴离子的识别作用。测试结果表明1在DMSO中对Ac O-和F-表现出很好的选择性识别作用,对它们的结合常数分别为(1.19±0.14)×104和(5.31±0.33)×103L·mol–1。Job法证明1与Ac O-形成了1∶1型配合物,1H NMR滴定实验则表明1与Ac O-之间建立了分子间氢键作用。

多晶材料的晶界应力分析

许多有关多晶材料的研究表明:溶质原子偏聚到晶界上是引起材料性能变化的重要原因之一,而晶界张应力或压应力会引发溶质非平衡晶界偏聚或贫化。目前,材料内的宏观应力分析还不能准确描述晶界处的应力情况。本文建立了简化的奥氏体钢晶粒晶界模型,用有限元方法计算了拉伸载荷作用下材料微观结构上晶界处的应力情况。分析表明:(1)晶界与拉伸载荷方向的夹角发生改变时,晶界上应力分布情况也发生改变,晶界上最大拉应力可达到宏观拉伸应力的1.26倍;(2)随着晶界厚度增大,晶界上最大应力增大,最小应力减小。

Er^(3+)及Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂ZrO_2-Al_2O_3的制备及发光性质

采用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2-Al2O3∶Er3+发光粉体.所制备的粉体室温下具有Er3+离子特征荧光发射,主发射在绿光,其中位于547nm、560nm的绿光最强,并得出稀土离子与基质之间有能量传递.对不同煅烧温度下的样品研究表明:因不同温度下所制得的样品晶相不同.研究了纳米晶ZrO2-Al2O3∶Er3+及ZrO2-Al2O3∶Er3+/Yb3+的上转换发光,并分析了上转换的跃迁机制.发现ZrO2-Al2O3∶Er3+的绿光为双光子过程,而ZrO2-Al2O3∶Er3+、Yb3+的上转换光谱中,红光和绿光也为双光子过程,而极弱的蓝光为三光子过程.讨论了Er3+的浓度猝灭现象.最适宜掺杂浓度的原子分数为2%(Er3+/Zr4+).