A new generalized fractional Dirac soliton hierarchy and its fractional Hamiltonian structure

Based on the differential forms and exterior derivatives of fractional orders, Wu first presented the generalized Tu formula to construct the generalized Hamiltonian structure of the fractional soliton equation. We apply the generalized Tu formula to calculate the fractional Dirac soliton equation hierarchy and its Hamiltonian structure. The method can be generalized to the other fractional soliton hierarchy.

Enhanced ferroelectricity and ferromagnetism in Bi_(0.9)Ba_(0.1)FeO_3/La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3 heterostructure grown by pulsed laser deposition

Bi0.9Ba0.lFeO3 （BBFO）/La2/3Srl/3MnO3 （LSMO） heterostructures are fabricated on LaA103 （100） substrates by pulsed laser deposition. Giant remnant polarization value （~ 85 μC/cm2） and large saturated magnetization value （~ 12.4 emu/cm3） for BBFO/LSMO heterostructures are demonstrated at room temperature. Mixed ferroelectric domain structures and low leakage current are observed and in favor of enhanced ferroelectrie properties in the BBFO/LSMO het- erostructures. The magnetic field-dependent magnetization measurements reveal the enhancement in the magnetic moment and improved magnetic hysteresis loop originating from the BBFO/LSMO interface. The heterostructure is proved to be effective in enhancing the ferroelectric and ferromagnetic performances in multiferroic BFO films at room temperature.

环境温度对二维编织SiC/SiC复合材料拉伸性能的影响研究

为了研究环境温度对陶瓷基复合材料拉伸性能的影响,在室温和800℃,1000℃,1200℃惰性气体保护环境下开展了二维编织SiC/SiC复合材料的拉伸试验。采用数字图像相关技术采集了高温环境下试件的变形数据。通过光学显微镜和扫描电子显微镜拍摄了试件的断口形貌。结果表明:800~1200℃内,二维编织SiC/SiC复合材料的拉伸应力-应变响应同样具有明显的双线性特征,初始线性段的弹性模量与室温测试结果相近,高温环境下第二线性段弹性模量低于室温环境;800~1200℃惰性气体环境下材料拉伸强度较室温环境低20%左右;温度主要影响材料中纤维与基体的结合状态和SiC纤维的强度。一方面,温度越高断口纤维拔出情况越严重;另一方面,温度越高SiC纤维强度越低,二维编织SiC/SiC复合材料强度也有所下降。

防热复合材料湿热老化行为与贮存寿命研究

目的研究装备用防热复合材料在贮存条件下的性能变化规律和寿命评估。方法在90℃/90%RH、80℃/90%RH、70℃/90%RH和80℃/80%RH共4个试验条件下,对玻璃纤维增强酚醛树脂防热复合材料开展加速湿热老化试验,借助红外光谱分析、扫描电镜、导热系数和力学性能测试研究老化过程中材料的质量、导热系数、力学性能、化学组分、微观形貌的变化规律,使用Peck模型对材料的贮存寿命进行计算。结果材料在老化初期吸湿后,质量快速增加,吸湿趋于饱和后,质量达到最大值。随着老化时间的延长,材料的质量呈缓慢下降趋势。不同湿热条件下,材料的导热系数未出现性能退化现象,材料的拉伸强度均出现退化现象,老化温度越高,性能下降越明显。在90℃/90%RH条件下,老化时间为80d时,材料强度大约下降到初始性能的53.4%。湿热老化过程中,红外光谱中960cm^(‒1)处特征峰逐渐减弱,直至完全消失,1098cm^(‒1)处特征峰相对强度逐渐变强。湿热老化后,材料部分玻璃纤维与基体间界面有微裂纹产生,拉伸断裂后,大部分纤维从树脂基体中拔出,表面平整光滑,黏连树脂较少。结论防热复合材料的老化是由氧化反应的化学老化与湿热条件导致界面脱黏、基体开裂、微裂纹等物理老化综合作用的结果。防热复合材料在20℃/60%RH条件的贮存寿命为36.3a,满足实际构件的设计寿命。

高氮不锈钢光丝同轴激光增材组织与性能研究

为研究光丝同轴激光增材技术在制备高氮不锈钢块体材料中的应用潜力,采用直径1.2 mm、氮含量为0.71 wt.%的高氮钢丝材,通过光丝同轴激光增材技术进行多道多层增材试验。利用工业CT扫描、氮含量分析、组织形貌观察、物相分析及力学性能测试等方法,对增材块体的内部质量、氮含量、微观组织及力学性能进行了系统研究。结果表明,增材块体中存在少量未熔合缺陷,主要分布在底部,且一般出现于每一层的前两道附近,等效直径主要分布于200~300μm。内部存在大量细小孔洞状低密度缺陷,其体积占比为0.073%,其中约90%的等效直径区间为1.5~7.5μm。中部和顶部的氮含量都在0.66 wt.%以上,氮损失均低于7.5%;底部氮含量降至0.58 wt.%,氮损失为19%。物相分析表明,增材块体主要为奥氏体γ-Fe相,通过SEM和EDS可发现基体材料中存在少量α-Fe枝晶和Mn的氧化物。金相观察发现,增材块体主要由细小的柱状晶和等轴晶组成。增材块体底部力学性能较好,中部各向异性较小。其增材方向上的硬度分布为315~355 HV,且底部明显高于中部和顶部。块体中部增材方向抗拉强度875 MPa,屈服强度为679 MPa,延伸率为50%;行进方向抗拉强度为908 MPa,屈服强度为685 MPa,延伸率为34%。此外,块体底部行进方向的抗拉强度为997 MPa,屈服强度为770 MPa,延伸率为43%。本研究证实了光丝同轴激光增材技术制备高氮不锈钢块体材料的可行性,为高氮不锈钢增材制造技术的开发和应用提供了重要的理论依据和技术支持。

过渡金属X(X=Cr、Mn、Fe、Tc、Re)掺杂Janus Ga_(2)SSe的第一性原理研究

利用密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究过渡金属X(X=Cr、Mn、Fe、Tc、Re)原子掺杂Janus Ga_(2)SSe的磁性、电子性质及光学性质.研究表明:过渡金属掺杂Janus Ga_(2)SSe体系在Chalcogen-rich条件下有着比Ga-rich条件下更好的稳定性.其中Mn掺杂体系形成能在两种条件下皆为最低.本征Ga_(2)SSe是具有2.02 eV带隙的间接带隙半导体,在紫外区域有着很好的光伏吸收能力.与本征Ga_(2)SSe相比,Cr掺杂体系自旋向上通道出现杂质能级,自旋向上与向下通道不对称,呈磁矩为2.797μB铁磁性半金属.Mn掺杂体系在其自旋向上通道产生的杂质能级,呈磁矩为3.645μB的磁性P型半导体.Fe掺杂体系自旋向下通道产生的杂质能级,呈磁矩为3.748μB磁性P型半导体.在Tc与Re掺杂后,带隙皆由间接变直接带隙,呈无磁性的P型半导体.从光学性质来看,各掺杂体系与未掺杂Ga_(2)SSe在介电常数和折射系数上相比有着明显的增强,吸收系数在高能量区(3~10 eV)出现蓝移现象.有着在紫外探测器和光伏吸收领域潜在的应用前景.

不同离子注入工艺对45CrMoVE结构钢性能影响研究

目的通过分析不同元素离子注入对结构钢耐腐蚀能力及力学性能的影响,筛选出最佳注入元素,以改善45CrMoVE结构钢的表面组成,提高其耐腐蚀性能。方法基于前期研究工艺,开展Mo、Co、Ta、Ti等离子注入技术研究。将注入离子后的结构钢试样放入Na Cl溶液中,分析不同元素离子注入对结构钢腐蚀电位的影响,结合盐雾腐蚀试验,研究不同离子注入对结构钢耐腐蚀性能的影响,同时结合X射线衍射技术和力学性能测试,对结构钢试样表面层的物相进行分析,研究离子注入对结构钢力学性能的影响。结果氯化钠溶液在注入Mo离子后的自然腐蚀电位最高、最正,当基体材料中注入的Mo剂量为3×10^(17)atoms/cm^(2)时,腐蚀电位接近0.5 V,腐蚀电流最小。注入Mo离子后,试片的耐盐雾腐蚀性能最好。Mo离子与结构钢中的C原子相结合,在结构钢表面层形成较多的MoC和Mo_(2)C等碳化物,提高了结构钢的耐腐蚀性能。离子注入层厚度尺寸小,注入离子后基本不改变基体材料的表面形貌和宏观力学性能。结论离子注入能够有效改善结构钢的耐腐蚀性能,对于45CrMoVE结构钢试样,当注入3×10^(17)atoms/cm^(2)剂量的Mo离子、注入能量为130 keV时,离子注入对45CrMoVE结构钢耐腐蚀能力的改善效果最佳。

冷轧及退火工艺对5083铝合金薄板组织性能的影响

利用金相显微镜、拉伸试验机、弯曲试验机对5083O铝合金板材在不同冷轧加工率(5%~40%)和不同退火温度(120~280℃)下的微观组织、拉伸力学性能、弯曲性能进行了系统研究。研究结果表明,5083O铝合金板材晶粒为细小均匀的等轴晶。随着冷轧加工率从5%增加至40%,晶粒逐渐被压扁、拉长。冷轧加工率不大于10%的板材折弯性能良好;当冷轧加工率为20%时,弯曲样品外侧出现凹凸不平的颈缩区域;当冷轧加工率增加到30%时,折弯样品出现微裂纹;当加工率增加到40%时,裂纹数量增多、尺寸增大。随着退火温度从120℃增加到280℃,不同冷轧加工率的板材屈服强度和抗拉强度呈单调下降趋势,而且屈服强度的降幅大于抗拉强度的降幅,断后伸长率呈单调增加趋势。当冷轧加工率为20%时,需对板材进行200℃以上的退火处理才能满足折弯性能要求;当冷轧加工率增加至30%和40%时,需要对板材进行240℃以上的退火处理才能满足折弯性能要求。

魔芋胶对莲藕淀粉糊化和流变特性的影响

为考察亲水性胶体对淀粉性质的影响,以莲藕淀粉为原料,加入不同比例的魔芋胶,研究两者复配后莲藕淀粉的糊化、流变、质构特性及微观结构的变化。结果表明,魔芋胶提高了莲藕淀粉的黏度、回生值、崩解值,降低了糊化温度。莲藕淀粉/魔芋胶复配体系为假塑性流体,并且随着魔芋胶添加量的增加,稠度系数K增加,流体指数n减小,复配体系有更好的增稠性;魔芋胶的加入使体系黏性比例提高,具有优越的黏弹性;同时加速了莲藕淀粉凝胶体系的回生。淀粉复配体系的硬度、弹性、内聚性降低,黏着性升高,其中莲藕淀粉与魔芋胶质量配比为8.5∶1.5时,形成的凝胶质地最柔软。同时通过扫描电镜观察到魔芋胶的添加使淀粉内部形成更加均匀紧凑的网络结构。

铸铁合金的遗传效应及其利用

研究了亚共晶、过共晶铸铁合金液在不同热状态下的凝固组织，以及组织对力学性能的影响等。发现，炉料对铸件产生明显的组织遗传效应；随合金液过热温度的升高，铸件中石墨相的数量减少且变细、碳化物增多、组织趋于均匀、合金的硬度提高、冲击韧性下降；随合金液保温时间延长，组织遗传性衰退、石墨相球化、碳化物变细。设计的热速处理新工艺能显著提高合金的力学性能。根据遗传观点，分析了试验结果及其意义，探讨了热速处理的作用机理。

CL-20/HMX共晶与共混物的分子动力学模拟

为比较六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)/环四亚甲基四硝胺(HMX)的共晶与共混物的性能,分别构建了CL-20∶HMX摩尔比为2∶1的共晶结构及共混物结构。用分子动力学(MD)方法模拟了CL-20/HMX的共晶体系及共混体系的力学性能、结构稳定性及径向分布函数。模拟及计算结果表明:CL-20/HMX共晶工艺能显著改善体系的抗形变能力及延展性。共晶结构的弹性模量要显著大于共混结构。最大键长(L_(max))的排序为:CL-20/HMX共混>ε-CL-20>β-HMX>CL-20/HMX共晶。以范德华力为主的作用力"敏化"了CL-20/HMX共混体系的结构。CL-20/HMX共晶结构的内聚能密度(CED)值要远远大于CL-20/HMX共混结构的CED值。CL-20/HMX共晶体系中存在着长度相对较短CH…O氢键导致其感度较低。

纳米硬度技术的发展和应用

摘 要 近二十年来,主要用于检测材料表面微米和亚微米尺度力学性质的纳米硬度技术发展迅速.首先,概述硬度的定义、分类及其适用范围.然后,系统地总结纳米硬度技术的发展,重点介绍纳米压痕硬度的测量原理及其影响因素,连续刚度测量原理,高分辨率的载荷位移测量原理,几种常用压头的几何形状,试样表面的准备和确定,相关的测试方法,仪器校准和显微观察等问题.通过压痕实验可获得硬度、弹性模量、断裂韧性、存储模量和损耗模量、蠕变应力指数等.最后,简要介绍纳米划痕硬度测量技术的发展和应用.

室温ECAP和冷轧复合变形工业纯钛的组织和性能

采用ECAP技术和常规冷轧复合变形工艺制备了高强度工业纯钛,研究了复合变形后试样的力学性能与显微组织的关系.结果表明,工业纯钛经室温单道次ECAP和冷轧复合变形后,晶粒被严重拉长,形成了明显的纤维状组织,试样的抗拉强度高达805 MPa;随着冷轧变形量的增大,变形组织的细化程度和均匀性提高,使试样的强度和塑性进一步提高.位错滑移和孪生是工业纯钛室温ECAP和冷轧复合变形的主要变形机制.

我国非调质钢的发展与应用

本文综述了我国非调质钢的研究与应用情况，内容包括显微组织参数、化学成分和热加工参数等对性能的影响及非调质钢的断裂行为、疲劳性能和可切削性。文中比较了非调质钢与调质钢在上述性能方面的差异。

退火和缓冷工艺对双相钢组织性能的影响

应用光亮连续退火模拟实验机,研究了热处理双相钢生产中退火和缓冷工艺对钢组织和性能的影响。结果表明,γ+α两相区退火温度越高,组织中第2相数量越多,强度越高;在相同退火温度下,缓冷温度越低,越有利于取向附生铁素体生成,未相变的奥氏体富碳越多,淬火后越有利于获得马氏体组织,强度越高;低温退火、低温缓冷,有利于获得多边形铁素体+岛状马氏体双相组织,综合性能更好。

气膜孔分布对DD6单晶高温合金持久性能及断裂行为的影响

研究在980℃/300MPa条件下不同气膜孔分布对DD6单晶气冷叶片模拟试样持久性能及断裂行为的影响。结果表明:在相同的温度和应力条件下,气膜孔的分布是影响模拟试样持久寿命的主要因素;随着气膜孔排数的增加,持久寿命呈规律性下降,而带1排孔、2排孔试样的持久寿命与不带孔的持久寿命略长。通过断口微观和金相组织观察发现,不带孔试样的断裂方式为微孔聚集型断裂,断口上分布着大量方形小平面特征,断口附近纵剖面上可见明显的心部裂纹;而带气膜孔试样的持久变形主要出现在气膜孔区域,断口整体氧化较严重,方形小平面特征减少,韧窝特征明显增加,断口附近纵剖面上气膜孔处均可见裂纹及氧化形貌。基于晶体塑性理论分析了不同孔分布下孔边应力的分布规律,模拟结果显示在气膜孔周边存在应力集中和应力重分布,数值模拟分析结果与试样的断裂位置及形貌吻合。

悬索桥主缆锚具选材研究

为确定某悬索桥主缆锚具用材,选取ZG310-570和ZG20Mn两种铸钢材料,采用光学显微镜观察法、拉伸试验、冲击试验及化学成份分析对2种材料的显微组织、力学性能和焊接性能进行对比分析。研究结果表明:ZG310-570正火及回火组织由铁素体+珠光体构成,ZG20Mn调质后的组织为回火索氏体组织;ZG20Mn的抗拉强度略低于ZG310-570,但屈服强度和塑性均高于ZG310-570;ZG20Mn的室温及低温冲击性能明显优于ZG310-570;ZG20Mn的焊接性能优于ZG310-570。综合比较,某悬索桥主缆锚具选ZG20Mn铸钢制作。

EPM处理Q235钢方坯热加工后组织与性能

通过对电脉冲孕育（ＥＰＭ）处理和未经处理的Ｑ２３５钢连铸小方坯热加工后组织及性能的比较，研究了经ＥＰＭ处理后改善和细化了的凝固组织对热加工后组织和性能的影响。研究结果表明，经ＥＰＭ处理后的Ｑ２３５钢连铸小方坯锻造、热处理后的组织均匀，比未经处理钢的晶粒更为细小，晶粒尺寸由４０μｍ减小到２０μｍ；提高了６．９％，值提高了１０％。

溶聚丁苯橡胶2557-A的基本性能

对中国石油独山子石化公司生产的溶聚丁苯橡胶(SSBR)2557-A的基本性能进行了研究,并与SSBR T 2530、5025-1以及乳聚丁苯橡胶(ESBR)1712的性能进行了对比。结果表明,相对于ES-BR 1712和SSBR T 2530,SSBR 2557-A的分子量分布较窄,乙烯基含量高;2557-A与SSBR 5025-1的微观结构基本一致;2557-A的拉伸强度和定伸应力均比1712和5025-1低;同1712和T 2530相比,2557-A和5025-1的硬度较高,回弹性很低,压缩生热较低;2557-A的耐磨耗性能低于1712和T2530;相对于1712,2557-A的热氧老化性能较好;2557-A具有优良的抗湿滑性能,滚动阻力较小。

非调质塑料模具钢的组织与性能

研究了非调质塑料模具钢的组织与性能，此钢种无需经过任何热处理，只经锻、轧后空冷就能达到较好的强韧性，利用光学显微镜、电子显微镜以及电子探针等观察与分析了显微组织特征、微合金析出相以及易切削相，研究了它们对性能的影响。并得出最佳的成分与性能。