冷却速率对La基非晶合金β弛豫行为和应力弛豫的影响

β弛豫行为及应力弛豫是探索非晶合金微观结构非均匀性的重要切入口.β弛豫行为及应力弛豫与非晶合金扩散、玻璃转变行为以及塑性变形等密切相关,探究它们之间关联有重要科学意义.本文以典型的La基非晶合金作为研究载体,系统地探究了通过不同冷却速率所得块体样品与条带样品的β弛豫特征及应力弛豫行为.结果表明,冷却速率是控制玻璃体系能量状态,进而影响其物理力学性能的重要参数.冷却速率越大,低温内耗更大,对应β弛豫激活能更小,β弛豫行为在温度谱中展宽更大,表明高冷却速率导致原子移动性更大,微观尺度结构非均匀程度更高.基于应力弛豫测量与分析,发现高冷却速率变形特征时间减小,归一化应力衰减幅度更大,在外加力场作用下更易变形,变形单元更易激活以容纳结构形变.本研究为进一步厘清非晶合金β弛豫、变形及微观结构非均匀性之间关联提供了思路.

硅橡胶密封垫的应力弛豫特性

利用材料的应力与应变的映射关系设计了适合密封垫层材料应力弛豫性能测试的实验装置。硅橡胶中加入白碳黑不仅可以使硅橡胶增强 ,且具有良好的应力弛豫性能 ,实验表明 :初期应力弛豫性能有较快下降的趋势 ,然后趋于一个较稳定的值 ,反映出硅橡胶的应力随时间的变化与滞弹性体应力弛豫的普遍规律一致。

低密度聚乙烯/三元乙丙橡胶热塑性硫化胶的压缩应力弛豫及其可逆回复

采用动态硫化法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)热塑性硫化胶(TPV),并对其力学性能、微观结构、压缩应力弛豫及其可逆回复进行了研究。结果表明,当LDPE/EPDM质量比为50/50时TPV的综合性能较佳,EPDM硫化胶粒子尺寸为3~5μm,均匀地分散在刻蚀试样表面。随着LDPE用量的增加或压缩应变的增大,应力弛豫现象趋于显著。随着热处理温度升高或热处理时间的延长,TPV压缩应力弛豫的可逆回复程度提高。

顺丁橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的拉伸应力-应变行为 Ⅱ.应力软化效应及应力弛豫

研究了蒙脱土、有机蒙脱土、白炭黑及炭黑增强顺丁橡胶的应力软化效应和应力弛豫特性,用并联的Maxwell模型模拟了这些硫化胶的应力弛豫行为。结果表明,与未改性蒙脱土、白炭黑及炭黑增强顺丁橡胶相比,有机蒙脱土增强顺丁橡胶具有更明显的应力软化现象,经过室温停放和热处理后,这种应力软化能够回复,有机蒙脱土增强顺丁橡胶的室温应力弛豫程度更大。用并联的Maxwell模型模拟的理论应力弛豫曲线与实验数据能够很好地吻合。

用甲基丙烯酸原位改性纳米碳酸钙填充三元乙丙橡胶 Ⅲ·应力软化效应和应力弛豫

用甲基丙烯酸(MAA)原位改性纳米碳酸钙填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备了纳米碳酸钙增强EPDM硫化胶。考察了MAA对纳米碳酸钙增强EPDM硫化胶的应力软化效应及应力弛豫行为,并与未改性纳米碳酸钙、炭黑及白炭黑增强EPDM硫化胶的应力软化效应和应力弛豫行为进行了比较;用并联的Maxwell模型对应力弛豫行为进行了数学模拟。结果表明,MAA加剧了纳米碳酸钙增强EPDM的应力软化效应和应力弛豫行为。与其他3种填料相比,MAA原位改性纳米碳酸钙增强EPDM的应力软化效应更为显著,且其应力在室温停放后不能像其他填料增强EPDM那样得到明显恢复;MAA原位改性纳米碳酸钙增强EPDM的应力弛豫速率更快,应力弛豫程度也更大;并联Maxwell模型可以模拟未改性纳米碳酸钙、MAA原位改性纳米碳酸钙、炭黑及白炭黑增强EPDM的应力弛豫行为。

Raman谱研究不同缓冲层结构对Si_(1-x)Ge_x应力弛豫的影响

应用 Raman散射谱研究超高真空化学气相淀积 ( UHV/CVD)生长的不同结构缓冲层对恒定组分上表层 Si1- x Gex 层应力弛豫的影响 .Raman散射的峰位不仅与 Ge组分有关 ,而且与其中的应力状态有关 .在完全应变和完全弛豫的情况下 ,Si1- x Gex 层中的 Si- Si振动模式相对于衬底的偏移都与 Ge组分成线性关系 .根据实测的 Raman峰位 ,估算了应力弛豫 .结果表明 :对组分渐变缓冲层结构而言 ,超晶格缓冲层中界面间应力更大 ,把位错弯曲成一个封闭的环 ,既减少了表面位错密度 。

几种胎面用橡胶及其混炼胶的应力弛豫特性

研究了4种胎面用胶[星形全偶联溶聚丁苯橡胶(S-SSBR)、偶联度为40%的SSBR 2305、乳聚丁苯橡胶(ESBR),顺丁橡胶(BR)]生胶及其混炼胶的应力弛豫特性,分析了弛豫机理,考察了混炼胶的应力弛豫和挤出膨胀性能间的关系。结果表明,4种生胶及其混炼胶的应力弛豫过程均表现出快速和缓慢弛豫2个阶段;生胶的应力弛豫机理:ESBR和BR为缠结分子链束和自由分子链解取向过程,2种SSBR为锡偶联分子链束和分子链的解取向过程;4种混炼胶的弛豫机理为橡胶-炭黑变形网络的回缩和分子链受阻解取向过程;2种SSBR生胶及混炼胶的快速弛豫阶段更显著;在实验温度范围,随着温度升高,2种SSBR的弛豫时间明显缩短,ESBR略有缩短,BR变化不大。2种SSBR生胶与混炼胶的应力弛豫时间比值远大于ESBR和BR;2种SSBR混炼胶的应力弛豫时间短,挤出膨胀比小。

聚碳酸酯归—化应力弛豫函数和蠕变函数

对聚碳酸酯的应力弛豫性能和应力蠕变性能进行了实验研究,获得了应力弛豫和应力蠕变曲线,得到了聚碳酸酯的归一化应力弛豫函数和蠕变函数。

高强钢热轧变形及应力弛豫对Ti-Nb碳氮化物析出的影响

利用Gleeble1500热模拟试验机进行了高强工程机械钢HG70(0.08%C-0.13%Ti-0.005%Nb)铸坯试样的压缩变形,研究了变形后试样不同温度等温弛豫过程中Ti-Nb碳氮化合物的析出行为。结果表明:高温大变形和等温弛豫过程会导致碳化物粒子弥散地析出在铁素体基体上,在热轧过程中应变诱导析出主要在离散位错胞和晶界上形核,变形弛豫后的析出粒子80%都在185 nm以下。弛豫时间延长,析出粒子长大。

应力弛豫法测定内燃机气缸盖残余应力的实验研究

为了解内燃机气缸盖气门处的漏气现象,对气缸盖的残余应力进行了实验研究。对不同热处理工艺进行时效处理的气缸盖分别采用切割法和钻孔法测定其残余应力,得到了如下的初步结果: 1.充分时效热处理可以大大降低残余应力; 2.即使是充分时效热处理,也不足以防止由于气门附近的不均匀变形而产生的畸变。这种畸变是导致漏气的主要原因。 因此,为解决漏气问题,除了应改进热处理时效工艺外,还需从气缸盖结构和铸造工艺上进一步探讨研究。

不同压力条件下氢化丁腈橡胶的应力弛豫及分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法构建了氢化丁腈橡胶的分子链结构并计算出不同压缩比下的均方回转半径,同时对应力弛豫进行了理论预测并与压缩应力弛豫实验结果进行了对比.研究发现,均方回转半径随着压力的增大而逐渐降低,随着温度的增大而逐渐增大;在不同压力下,应力均随着时间的增大而逐渐降低而且当时间达到一定程度后应力降低逐渐平缓;计算结果表明压力增大或低温下均方回转半径小、弛豫时间长,体系越表现出弹性特征,此结果表明可用均方回转半径的变化来定量描述橡胶材料体系的应力弛豫变化,分子模拟得到的应力弛豫规律与实验结果有较好吻合.

辐射感生应力弛豫对Al_mGa_(1-m)N/GaN HEMT电学特性的影响

基于电荷控制原理建立了辐射感生AlmGa1-mN势垒层应力弛豫对AlmGa1-mN/GaN HEMTs器件电学特性影响的解析模型,并进行了仿真分析.结果表明,对于高Al组分HEMTs器件,AlmGa1-mN势垒层中辐射感生的应力弛豫影响更为显著.辐射感生应力弛豫不但导致2DEG下降和阈值电压正向漂移,而且能够引起漏极输出电流的明显下降.辐射感生应力弛豫是赝配AlmGa1-mN/GaN HEMTs辐射损伤的重要机理之一.

Ti_(20)Zr_(20)Hf_(20)Cu_(20)Be_(20)高熵非晶合金应力弛豫行为研究

采用应力分析方法对Ti_(20)Zr_(20)Hf_(20)Cu_(20)Be_(20)高熵非晶合金条带进行了研究,旨在揭示高熵非晶合金应力弛豫行为。通过分析其在恒定应变下较宽时间窗口和温度窗口内的应力衰减过程,发现在低于T;的玻璃态下,高熵非晶合金中存在着弛豫解耦现象,分别是慢弛豫和快弛豫过程。其中慢弛豫呈现扩展指数衰减模式,弛豫时间存在对温度的Arrhenius动力学依赖关系,与长程原子重排运动有关,快弛豫过程对应于微观局部内应力的逐步消散过程。不论该高熵非晶合金变形处于弹性阶段还是发生了屈服,应力弛豫过程受应变的影响都较小。本研究揭示了高熵非晶合金中新的弛豫解耦现象和与之相关的独特动力学机制,拓宽了对高熵非晶合金弛豫动力学过程以及其本征特性的认知。

Fe-Ni-Nb-Ti-C合金变形后等温弛豫过程中位错与析出的相互作用

对Fe-Ni-Nb-Ti-C合金在850℃变形后的等温弛豫过程中位错组态的演变以及应变诱导析出过程进行了TEM观察分析.样品的应力弛豫曲线可以明显地区分为三个阶段,分别对应应变诱导析出的孕育、形核长大和粗化过程.变形过程中产生的高密度、相互缠结的位错在等温弛豫过程中密度降低,并逐渐形成胞状结构.应变诱导析出在离散位错与胞界的位错网络上均能形核,但离散位错上颗粒析出密度更大.析出对位错产生的钉扎作用减缓了位错组态演变的进程.一旦析出颗粒发生粗化,则其钉扎作用减弱,而位错则以绕过机制摆脱析出颗粒的钉扎.

氟橡胶/碳纳米管复合材料的拉伸应力-应变行为

以氟橡胶/炭黑复合材料作对比研究了氟橡胶/碳纳米管复合材料的拉伸应力-应变、拉伸应力弛豫和拉伸应力软化行为。结果表明,碳纳米管对氟橡胶有良好的增强效果,相同用量碳纳米管的增强效果要高于炭黑,低应变时碳纳米管的增强效果更明显;与氟橡胶/炭黑复合材料相比,氟橡胶/碳纳米管复合材料的应力弛豫现象更为明显,应力弛豫速率更快;随着碳纳米管和炭黑用量的增加,复合材料的应力软化效应增大,氟橡胶/碳纳米管复合材料的应力软化效应明显高于氟橡胶/炭黑复合材料。

SiN插入层对GaN外延膜应力和光学质量的影响(英文)

研究了MOCVD系统中原位SiN插入层对GaN薄膜应力和光学性质的影响。采用SiN插入层后,GaN薄膜的裂纹数量大大减少,薄膜所承受的张应力得到了一定的释放。同时,GaN薄膜的缺陷密度降低一倍,晶体质量得到了极大的改善。研究表明,位错密度的降低在GaN薄膜中留存较大的残余应力,补偿了降温过程中所引入的张应力。同样,随着SiN插入层的应用,低温PL谱的半峰宽降低,薄膜光学质量提高。最后研究了PL谱发光峰与应力的关系,得到了一个-13.8的线性系数。

多元微合金钢中的应变诱导复合析出

采用透射电子显微镜结合纳米束能谱技术,研究了含Nb,Ti,Mo等多种微合金元素的超低碳贝氏体钢在奥氏体非冉结晶区终轧后弛豫阶段的应变诱导析出行为.实验结果表明:经30％预变形后,在850℃和900℃等温弛豫时,钢中析出开始主要有纯Nb及Nb-Ti复合的两类,以后者为主.随弛豫时间延长,纯Nb型析出物消失,复合夹杂中铌钛比增加.弛豫阶段后期,Mo会以置换原子形式进入(Ti,Nb)(C,N)的面心立方晶格中,其量随弛豫时间的延长而增加.析出物形状以不规则外形为主,其密度及平均尺寸与变形温度和弛豫时间密切相关.

硅烷偶联剂对热空气老化过程中溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

研究了硅烷偶联剂双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(Si 69)、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si 75)及3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷(NXT)对丁苯橡胶/白炭黑复合材料的硫化胶在热空气老化过程中力学性能、应力弛豫、交联密度及喷霜现象的影响。结果表明,与未加偶联剂的胶料相比,加入Si 69、Si 75或NXT的溶聚丁苯橡胶/白炭黑硫化胶的力学性能、应力弛豫系数和交联密度都相应提高,其中在热空气老化过程中,应力弛豫系数随老化时间的延长而增大,并且随着老化时间的延长,NXT改性体系的应力弛豫行为逐渐弱于Si 69和Si 75改性体系。加入Si 69可以减小在热空气老化过程中复合材料交联密度的增长率,且增长率随Si 69用量的增加而减小。加入硅烷偶联剂可以减弱溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的喷霜现象,体系表面的喷出物主要为白炭黑。

纳米压痕形变过程的分子动力学模拟

根据EAM多体势,利用分子动力学方法模拟了Ni压头压入Al基体的纳米压痕全过程.包括压头接近和离开基体时的原子组态;压入和上升时的载荷-位移曲线以及位错的发射和形变带的产生和变化;同时模拟了纳米尺度的应力弛豫行为.结果表明,当压头尚未接触基体时就能吸引基体原子,通过缩颈而互相连接.当压入应力Ts为1.9 MPa时,基体Al开始发射位错;当分切应力Td=6.4 MPa时,出现形变带.压头上升过程出现反向的拉应力,使基体反向屈服,在卸载过程中基体残留位错的组态不断改变.当压头上升离开基体后能拉着基体通过缩颈而相连,当压头和基体分离后仍粘有基体原子.在纳米尺度也存在应力弛豫现象,其原因是热激活引起的位错发射和运动.

用甲基丙烯酸原位改性纳米碳酸钙填充三元乙丙橡胶 Ⅰ.交联剂和甲基丙烯酸用量的影响

用甲基丙烯酸(MAA)原位改性纳米碳酸钙填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备了纳米碳酸钙增强EPDM硫化胶。考察了过氧化二异丙苯(DCP)用量和MAA用量对EPDM硫化性能和物理机械性能的影响,研究了硫化胶的应力弛豫行为。结果表明,MAA的引入降低了EPDM的焦烧时间,但未对硫化速率产生明显影响;EPDM硫化胶具有较好的物理机械性能,当MAA用量为1.2质量份时,其拉伸强度可达25.6 MPa。此外,EPDM硫化胶的应力弛豫程度和速率都随着MAA的加入而增大。