多晶体材料微观组织结构的计算机重构

介绍了用于多晶体材料微观组织结构重构的程序的算法。程序依据多晶体材料的电子背散射衍射(EBSD)分析所得数据,完成了多晶体材料微观组织结构的计算机重构,实现了多晶体材料微观组织的可视化,为采用数值化技术对多晶体材料微观组织结构进行定量分析创造了条件。

多晶体材料二维微观组织结构的计算机重构

介绍了用于多晶体材料微观组织结构重构的软件MSCopier(二维版)的设计思想.该软件能够对多晶体材料各个晶粒的几何形状进行识别,并运用了多边形裁剪算法,可将实际晶粒的几何形状处理成对应的凸多边形,完成了多晶体材料的微观组织结构的计算机重构,实现了多晶体材料微观组织的可视化,成功地实现了多晶体材料二维微观组织结构的计算机重构,为采用数值化技术对多晶体集合进行定量分析创造了条件.

金属材料铸造过程中晶体生长机理与微观组织结构控制研究

随着现代工业的发展,对于金属材料性能要求越来越高。为了满足这种需求,人们在不断地探索新技术、新工艺来提高金属材料的综合力学性能和使用寿命等方面作出努力。但是由于受到各种因素影响,目前还没有一种能够完全替代传统铸造方法生产优质铸件产品的先进制造技术。因此,深入开展金属材料铸造过程中晶体生长机理及其微观组织结构控制研究具有重要意义。本文以金属材料铸造过程中晶体生长机理及微观组织结构控制为主要内容进行研究。探索一种新的金属材料制备技术,拓展金属材料的应用领域,提高材料的热稳定性、力学性能和耐腐蚀性,为材料工程的发展做出更为重要的贡献。

层厚比对Cu-TiB2/Cu层状复合材料微观组织和力学性能的影响

铜基复合材料由于优异的综合性能在电子封装、电接触等领域具有重要应用价值。然而,克服材料的强-塑性倒置关系一直面临着极大的挑战,层状构型设计被认为是解决该倒置难题的有效策略。本文采用粉末冶金并结合原位反应法,通过控制铺粉工艺,制备出Cu层与TiB2/Cu复合层交叠分布的Cu-TiB2/Cu层状复合材料。研究了Cu-TiB2/Cu层状复合材料的力学性能及断裂特征,并讨论了层状结构参数对材料综合性能的影响。当Cu层与TiB2/Cu复合层的层厚比为1∶3时,Cu-TiB2/Cu层状复合材料的极限抗拉强度(UTS)为315 MPa,断裂伸长率为18%,实现了良好的强塑性匹配。基于复合材料裂纹扩展路径表征与分析,揭示了层状构型设计在抑制裂纹扩展、促使裂纹偏转等方面的作用机制,为高强韧铜基复合材料的构型设计和性能优化提供新思路。

多晶体材料微观组织三维有限元建模方法

在总结分析现有多晶体材料微观组织三维有限元建模方法的基础上,提出了一种考虑真实晶粒与晶界形态的三维有限元建模方法,并以IMI834钛合金为例给出了详细的建模过程。通过连续切片方法与图像数值化方法构建了钛合金真实组织的三维有限元模型,并基于共用结点识别法生成了具有一定几何厚度的晶界单元,进而实现了IMI834钛合金真实组织及晶界形貌的高效表达。对获得的三维有限元模型赋予真实的晶粒取向,并通过施加边界条件实现了多晶体材料变形的仿真预测。可以发现,该多晶体材料微观组织三维有限元建模方法在模拟预测多晶体材料不均匀变形以及晶界损伤等方面具有适用性。

梯度结构金属材料的制备方法和力学性能研究进展

金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金属材料的相关研究和进展,首先介绍了梯度结构金属材料的制备方法和工艺原理,并总结了其优点与局限性;其次对梯度金属材料的微观组织结构进行了阐释,论述了梯度结构金属材料的服役性能特点,包括强度、塑性、摩擦磨损性能、疲劳损伤性能和耐腐蚀性能,提出了调控梯度结构金属材料服役性能的优化策略;最后对其未来研究方向和面临的挑战进行了展望。

热处理对Cu/Ti层状异质结构复合材料组织及力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和疲劳试验机研究了热处理对Cu/Ti层状异质结构复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明,在400℃×60 min热处理后,Cu/Ti界面处无扩散;在600℃×60 min热处理后生成2μm的扩散层,在800℃×60 min热处理后扩散层厚度增长至约12μm,分为Cu_(4)Ti、Cu_(4)Ti_(3)和CuTi_(3)共3层结构。400℃×60 min热处理后,复合材料因Ti层而存在异质结构,在拉伸变形过程中,异质变形诱导强化导致其拥有良好的综合力学性能,其抗拉强度和断后伸长率分别为361.7 MPa和36.7%。随着热处理温度的升高,Ti层异质结构逐渐消失,异质变形诱导强化减弱,同时Cu/Ti界面间生成金属间化合物层,从而导致复合材料塑性下降。

喷射沉积Al-5.5Cu/TiAl_3自生复合材料的微观组织及界面结构

采用喷射沉积工艺制备了Ａｌ５．５Ｃｕ／ＴｉＡｌ３自生复合材料，并对该材料的微观组织及界面结构进行了研究。观察表明ＴｉＡｌ３与αＡｌ基体之间存在（０２０）Ａｌ／／（００２）ＴｉＡｌ３，［００１］Ａｌ／／［１１０］ＴｉＡｌ３的位向关系，力学性能测试结果表明喷射沉积Ａｌ５．５Ｃｕ／ＴｉＡｌ３自生复合材料的抗拉强度较铸态的抗拉强度提高约１２％，延伸率提高４５０％，耐磨性则提高１５０％。

二维多晶体材料微结构的力学响应计算

为了研究二维多晶体材料微结构细观尺度的力学性能和失效行为,将材料微结构细观力学响应的数值计算建立在材料微观组织结构的代表性体积单元(RVE)上。利用已开发的材料微观组织结构仿真软件Pro-Design构造出二维多晶体材料微结构模型,采用C程序设计和Python脚本语言混合编程的方法,开发出用于材料微结构有限元网格划分与细观应力响应计算的软件AutoRVE,这对评估微裂纹的启裂、扩展,预测复合材料微结构材料损伤后的材料性能,推演微结构"虚拟失效"行为具有指导意义。

三维多晶体材料微结构的力学响应计算

材料微结构细观力学响应的数值计算对于识别"材料结构弱点",评估微裂纹的启裂、扩展,预测微结构材料损伤后的材料性能,推演"微结构虚拟失效"行为具有重要的意义.利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言程序设计、Python脚本语言混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,从而有效地实现三维多晶体材料微结构的细观应力响应计算.

Ce对铝青铜合金粉体材料涂层微观组织结构的影响

利用等离子喷焊技术,将自主研究开发的多元铜合金粉体(含Ce和不含Ce)涂覆在45#钢表面,通过SEM等对熔覆层表面微观组织观察,采用X射线衍射、表面EDS、EPMA等分析手段,研究Ce在多元铝青铜粉末熔覆层中的分布及其对微观组织结构的影响。结果表明:稀土Ce在多元铝青铜合金粉体材料涂层中以化合物的形式存在,主要富集在晶界,少量分布在晶粒内.

双层陶瓷复合材料与钢钎焊接头界面的微观组织结构

用自研制双层陶瓷复合材料与钢进行了大气中钎焊连接。采用声学显微镜、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等测试手段对双层陶瓷复合材料的声显微结构及钎焊接头的微观组织及形态、特征点的化学成分等进行了研究。结果显示 ,双层陶瓷复合材料与钢钎焊连接后的多层复合结构接头的三个界面均达到较好的结合。这为陶瓷

采用光纤作为传感神经的复合材料机敏结构微观组织研究

在复合材料构件中埋入光纤传感器形成一种光纤复合材料机敏结构可以实现对构件的自检测和自诊断。研究埋入传感光纤后的碳／环氧树脂基复合材料的微观组织，分析光纤与树脂基体的融合状况以及对复合材料结构的影响。

晶体学取向对多晶体材料微结构力学行为的影响

现代材料设计和制备,对材料性能的要求愈来愈高,对寿命估测准确程度的要求也日益严格。基于材料细观尺度层次的性能预测并以此控制材料的宏观性能,是解决这一问题的一个有效途径。利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言、Python脚本混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,使之用于多晶体材料微结构几何模型的建立、材料属性与晶粒取向的赋值、边界条件的定义以及有限元网格的划分,自主开发软件AutoORI对其生成的INP文件进行一系列修改实现晶体学取向的自动替换从而预测其晶体学取向对其微结构力学行为的影响。

材料微观组织结构资源库与网络平台建设

本文针对学生不熟悉常见材料微观组织结构、不能较好的运用现代分析检测设备研究材料微观组织结构的现状,探讨了材料微观组织结构资源库与网络平台建设的方法。

人发制备软组织填充材料微观结构及皮内填充效果观察

目的对人发制成填充材料的微观结构及小香猪皮内填充效果进行观察,寻求良好的软组织填充材料。方法取健康人黑发20g,经脱色后制成可注射性软组织填充材料。电镜下观察材料的微观结构。选取3个月龄的健康小香猪2只,将材料注入小香猪腹部左侧皮内(15个点/只),为实验组;以腹部右侧对应部位的正常皮肤为对照组。每只香猪分别于注射后第1、4、12、24周切取三组的皮肤,行对比观察。结果电镜下观察,人发制备的填充材料呈束状结构。注射后第24周,填充材料大部分被吸收,被自体成纤维细胞及胶原所取代,无局部及全身不良反应;第12、24周,实验组的真皮层较对照组的明显增厚,两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论人发制备的填充材料具有良好的组织相容性,并促进了局部真皮层增厚。其可能成为一种新型的软组织填充材料。

织物结构对2.5D-C_f/Al复合材料微观组织与力学性能的影响

选用浅交弯联、浅交直联、层联结构的M40碳纤维机织物为增强体材料,采用真空气压浸渗法制备纤维体积分数为48%,基体合金为ZL301的2.5D编织M40碳纤维增强铝基复合材料(2.5D-Cf/Al),研究织物结构对2.5D-Cf/Al复合材料微观组织与力学性能的影响。结果表明:复合材料的致密度随着织物结构的改变而变化,其中浅交直联结构的2.5D-Cf/Al复合材料的致密度最大为98.5%;织物结构对复合材料的经向拉伸强度有较大影响,浅交直联结构的2.5D-Cf/Al复合材料经向拉伸强度最高,为414.85 MPa,其拉伸断口参差不齐,呈现出适中的界面结合强度;织物结构对复合材料纬向拉伸强度的影响较小,拉伸断口形貌差异不明显。

金属材料微观组织结构演化的相场法研究

金属结构材料是国民经济的物质基础,在建筑、航天航空等领域应用非常广泛。随着我国经济的发展,各行业对于金属材料的性能要求越来越高,然而影响金属材料性能的主要因素就是微观结构组织。本文主要分析了金属材料的微观结构及其性能,应用相场法来对金属材料微观结构的演化进行研究。

乙醇检测用SnO_(2)材料的微观组织结构及灵敏度研究进展

SnO_(2)气敏传感器对乙醇气体的最小分辨率、灵敏度、可靠性与使用寿命,除与SnO_(2)半导体的自身性质相关外,还极大地受到了SnO_(2)微观形貌的影响。不同微观形貌的SnO_(2)对乙醇气体的灵敏度、工作温度、响应范围的差异可达十倍乃至几十倍。近年来,针对提升SnO_(2)材料的乙醇灵敏度和拓宽响应范围,研究人员的关注点主要集中在通过设计、制备不同的微观形貌,提高SnO_(2)材料对乙醇气体的检测能力。例如通过不同的制备工艺,制备出结构稳定、粗糙多孔、高比表面积、甚至具备介观周期性的SnO_(2)微结构以大幅提升该器件的灵敏度和响应范围。综述了乙醇敏感SnO_(2)材料的研究进展,按形貌维度分类,对其制备方法、多孔性与比表面积以及对乙醇的灵敏度等进行了介绍,讨论了微观组织结构对SnO_(2)材料灵敏度的影响,以期为设计制备高性能乙醇敏感SnO_(2)材料提供参考。

人发制备软组织填充材料的微观结构及皮内填充的实验观察

目的对人发材料制备中微观结构变化及皮内填充效果进行初步观察,为临床修复体表凹陷寻求良好的软组织填充材料。方法经漂白和机械加工制备可注射性人发材料,扫描电镜观察材料的微观结构。将制备的材料注射到小香猪皮内,分别在1周、4周、12周和24周取材,观察材料在体内的变化。结果经过漂白后的人发较好地保留了人发的结构,可注射性人发材料以角蛋白纤维束存在。材料填充后无局部及全身不良反应,24周时填充部位材料大部分被吸收,代之以自体成纤维细胞及其分泌的自身胶原,材料周围无明显纤维包膜形成。12周和24周时,填充部位真皮较对照组增厚,差别有统计学意义(p<0.05)。结论人发填充材料具有良好的体内生物相容性,并能促进局部真皮增厚;具有良好的填充效果,可能成为一种新型的填充材料。