虚拟仿真技术在材料实验教学中的应用探讨

虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设的重要内容,虚拟仿真技术在材料教学实验中的应用将极大地提高教学质量,节约教学资源。重点介绍了虚拟仿真技术在组织观察与定量分析实验、Pb-Sn二元相图测定、晶体结构堆垛等实验中的应用。

材料凝固与成型实验课程教学改革探讨

结合多年来从事西安交通大学材料凝固成型实验教学的经验,重点分析了目前材料凝固成型实验课程教学中存在的问题,根据实验室软硬件条件,从课程内容、教学模式、评价体系等方面提出了优化实验课程教学和考核思路,以促进和培养学生的实践和创新能力。

层状复合陶瓷材料的研究进展

层状复合陶瓷材料是目前陶瓷增韧的最有效途径之一，有着广泛的应用前景，是陶瓷增韧研究的热点，近年来发展很快．本文介绍了层状复合陶瓷材料的结构设计、制备、特点以及主要韧化机制，综述了几种不同体系层状复合陶瓷材料的国内外研究进展情况，并探讨了层状复合陶瓷材料的弱点及今后应进一步研究的若干问题．

熔渗反应法制备MoSi_(2-)SiC复合材料性能的影响因素

用熔渗反应无压烧结技术制备了MoSi2_-SiC复合材料,对制备过程的影响因素进行了分析。研究结果表明:在渗硅温度为1450℃时,反应生成颗粒细小、弥散分布的SiC相,从而使得材料具有较高的抗弯强度;当渗硅温度升高至1750℃时,生成的SiC相发生再结晶长大,使得材料强度下降。成型压力对熔渗硅样品强度影响不大。MoSi2_-SiC复合材料的抗弯强度随SiC相含量的增加在增强相含量为40%时存在一极大值,这是由于当SiC数量超过40%后,SiC粒子的团聚、长大使弥散强化作用降低,从而使材料的断裂强度降低;复合材料电阻率随第二相含量的增加而增加。

反应熔渗烧结法制备MoSi_2/SiC复合材料

采用反应熔渗烧结方法制备了弯曲强度达262 MPa的MoSi2/SiC复相材料,并研究了其烧结过程和烧结机理。结果表明:MoSi2/C坯体中熔渗硅的方法制备MoSi2/SiC复相材料,液态硅自然浸渗过程在1 450℃即可完成,而且在该温度下液态硅的浸渗速率大于或等于反应速率。在1 750℃时虽然C+Si→β-SiC反应全部完成,但生成的β-SiC发生再结晶,使复相材料的强度降低。成型压力对反应浸渗材料的强度影响不大。

由椴木木粉和酚醛树脂制备木材陶瓷的研究

以椴木木粉和酚醛树脂为原料制成一种新的木材陶瓷.用TGA、XRlD和SEM技术分别对木材陶瓷的形成机理、物相构成和微观结构进行了表征与研究.详细讨论了碳化温度和酚醛树脂用量对木材陶瓷显气孔率、体积电阻率和弯曲强度的影响.结果表明,木材陶瓷是由酚醛树脂生成的玻璃态的硬碳和由木粉生成的无定形的软碳组成的多孔性碳复合材料;随碳化温度升高或酚醛树脂用量的增加,木材陶瓷的显气孔率和弯曲强度增大,体积电阻率下降;碳化温度升高可以使(002)衍射峰逐渐变窄,强度增大,并且向高角度移动,晶面间距d(002)减小,而酚醛树脂用量的增加对(002)衍射峰和晶面间距d(002)基本没有影响;当碳化温度为1350℃,酚醛树脂用量为160wt％时,木材陶瓷的显气孔率、体积电阻率和弯曲强度分别达到了50％、2.0×10-2Ω·cm和25MPa.

木材陶瓷研究进展

回顾了一类新型环境材料—木材陶瓷的研究进展。木材陶瓷具有电磁屏蔽、温度-湿度传感和耐磨擦性能等优异性能,以及特殊的结构特征,使其在功能陶瓷方面具有美好的应用前景。介绍了碳木材陶瓷和SiC木材陶瓷的制备方法、结构和各种性能,以及制备机理。以制备β-SiC为例,详细介绍了Si在碳模板中的渗入和反应机理,并提供了相应的渗入-反应模型。对其他碳化物和氧化物木材陶瓷的研究进行了简要介绍。最后,探讨了木材陶瓷目前存在的问题与相应对策,并对其发展前景进行了展望。

氧化锆用于牙修复的研究进展

由于氧化锆陶瓷具有高强度、高韧性和优良的生物相容性使其在生物材料应用领域占有重要地位。近几年来将其用于牙修复方面的报道日益增多。本文总结了氧化锆作为牙修复材料相对于其它修复材料的优点 ,概括了近年来国内外在氧化锆用于牙修复方面的研究现状 ,提出了还需要进一步研究的问题 ,并对其应用前景进行了展望。

壳聚糖编织纤维体内外降解及生物相容性研究

目的了解编织壳聚糖纤维的表征、降解及生物相容性。方法通过扫描电镜及密度、膨胀率、拉伸强度测定分析纤维的特征,黏度分析法测量鸡卵清溶菌酶对其降解作用,大鼠肌肉植入试验了解其体内吸收情况,大鼠骨髓基质干细胞培养了解其细胞毒性。结果纤维编织后直径2000±63μm,表面光滑,纤维密度1.093±0.270g/cm3,膨胀率2.30±0.21,拉伸强度80.18±1.56MPa。加入溶菌酶2h内特性黏度下降约1/2,以后渐趋稳定。植入肌肉1周后炎症反应明显,随时间延长反应减退直至消失,4周时吸收不明显,12周大部分吸收。细胞生长情况良好,毒性试验阴性。结论壳聚糖编织纤维具有一定强度、良好的生物可降解性及生物相容性,适合构建骨或者软骨组织工程支架。

铁电/铁磁1-3型结构复合材料磁电性能分析

磁致伸缩和压电复合材料通过机械力作用可获得较大的磁电效应,由Terfenol-D粉末与树脂黏接剂构成压磁相,和压电陶瓷PZT黏结在一起,形成1-3型柱状阵列结构,可获得很大的磁电转换系数.采用有限元方法,对此结构的复合材料进行静态分析.复合材料的介电常数和磁电系数的计算结果和实验数值一致,得到样品中应力、应变和电极化分布情况及其关系,并给出进一步提高磁电转换系数的途径,该种复合方式有望成为一种新型高性能的磁电结构.

1Cr12Ni2W1Mo1V钢等离子淬火后的疲劳行为

采用模拟点蚀坑试样,研究了等离子淬火不同温度回火1Cr12Ni2W1Mo1V钢疲劳裂纹萌生和扩展行为。结果表明,由于等离子淬火的晶粒细化作用和在试样表面引入的残余压应力,提高了末级叶片用钢裂纹萌生抗力。比较两种回火温度试样试验结果,250℃回火试样裂纹萌生和扩展抗力均优于540℃回火试样。本研究结果为选择合适的热处理工艺提供了理论依据。

Al_mP_n和Al_mP_n^-团簇结构和稳定性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6 311G(d)水平上对AlmPn(m+n=2～6)团簇及其阴 离子的几何构型、电子结构和振动光谱等性质进行了理论研究.计算预测一些过去未知的团簇(例如Al3P-和 AlmPn(m+n≥5)),并认为单聚和二聚的AlP和(AlP)2团簇呈类似Si2和Si4团簇的平面和立体结构,而较大的 AlP团簇则完全不同于含相同电子数的Sin团簇.计算结果表明,单线态稳定结构的对称性比二重态稳定结构的 高.并在相同水平下计算了AlmPn-(m+n=2～6)的垂直电离能和AlmPn(m+n=2～6)的绝热电子亲合能,该结 果合理的解释了最近由Gomez等人报道的磷化铝团簇的阴离子光电子能谱.

三种立体培养软骨细胞方式的比较研究

目的 :比较离心管、脱钙松质骨和微囊三种方式立体培养软骨细胞的特点。方法 :采用海藻酸钠 -多聚赖氨酸 -海藻酸钠微囊将永生化下颌骨髁突软骨细胞 (immortalizedmandibularcondylarchondrocyte ,IMCC)包裹 ,同时将IMCC接种于离心管和脱钙的松质骨上 ,定期观察细胞的形态及生长情况 ,然后将立体生长的软骨细胞进行组织学观察。结果 :IMCC在微囊聚集成团 ,形成一定的组织样结构。细胞附着于松质骨的表面 ,也可以形成薄层样结构。生长在离心管内的细胞形态较差 ,形成的立体组织结构不良。结论 :采用微囊包裹软骨细胞的方法可以在体外短期内大量、快速、立体培养软骨细胞 。

高炉煤气能量回收透平叶片失效的原因

某湿式高炉煤气能量回收透平(TRT)机组运行3a后,发现其一级和二级动叶片叶根出现裂纹,通过宏观形貌观察、化学成分分析、拉伸性能测试、微观形貌观察等对叶片进行了失效分析,探讨了裂纹产生的原因。结果表明:叶片上的裂纹属于典型的腐蚀疲劳开裂,裂纹位于叶根第一榫齿中间部位;裂纹在叶根与主轴榫槽的接触面所产生的腐蚀坑处萌生,在复杂交变应力的作用下,裂纹进一步扩展,最终导致机组的异常振动和停机。

利用第一性原理计算分析Bi-2212超导机理及H_2S零电阻现象的成因

利用第一性原理分别对掺杂的Bi-2212高温超导材料以及高压下的H_2S分子中各元素的分波态密度谱(PDOS)进行了计算。根据计算结果对Bi-2212的超导转变温度Tc随掺杂含量的改变而变化,以及H_2S在高压下的零电阻现象进行了分析。在Bi-2212超导材料处于最佳掺杂含量时,电子能量接近于费米面附近的超导赝能隙,从而降低了形成超导电子对所需的凝聚能,因此这些电子转变为超导电子对。另外,靠近费米面处的电子态密度在最佳掺杂量时达到最大值,即能够被诱导为库伯对的电子数量增多,在上述两方面的共同作用下,电子在较高的温度下能够更容易转变为超导电子对,因此超导转变温度提高。同时对高压下的H_2S晶体的PDOS谱进行了计算,根据计算的结果分析得到,高压下的H_2S由于晶格的收缩破坏了原子之间的成键,使得电子的分布已经不满足泡利不相容原理,而是以一种类似于"团聚"的形式存在。当对高压下的H_2S加载电压后,这些"团聚"的电子能够作为载流子移动从而形成电流,在此过程中,电子之间很难发生碰撞,其总动量的改变量可以认为是零,这是造成高压下的H_2S能够在室温范围内表现出"零电阻"现象的成因。

梯度α-Ta(N)/TaN扩散阻挡层的微结构与热稳性定

本文提出了一种梯度氮化法制备出低阻、高稳定性的α-Ta(N)/TaN双层Cu扩散阻挡层,该方法有效地避免了异质元素的引入和高N含量导致的高电阻率.用四点探针(FPP)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行薄膜电性能和微结构的表征.分析结果表明,梯度氮化工艺能调控金属Ta膜的相结构,从而获得低阻α-Ta(N)/TaN双层Cu扩散阻挡层结构.高温老化退火的实验结果进一步证明此结构具有高的热稳定性,失效温度高达800℃.

牙髓腔-骨内种植体断裂的临床和超微结构分析

目的 :通过对牙周病松动牙髓腔 -骨内种植术固定 15年后种植体断裂的原因分析 ,为临床应用和种植体材料的改进提供依据。方法 :检查患牙、牙周状况及咬合关系 ,取出牙槽骨内和髓腔内的种植体 ,扫描电镜超微结构观察和材料表面元素能谱分析 ,综合分析种植体断裂的原因。结果 :患牙有明显的咬合创伤、深牙周袋 ,种植体两断端均呈现疲劳纹 ,元素能谱分析证实骨内段表面Ca、P含量比例增高。结论 :种植体与骨组织有良好的生物相容性和骨整合性 ,种植体断裂与长期应用后的材料疲劳相关 ,患者术后没有坚持进行牙周维护治疗可能是主要影响因素。