用于太阳能电池阵的碳纤维复合材料性能研究

研究了用于太阳能电池阵的碳纤维复合材料力学性能、疲劳性能及热膨胀系数与温度的关系,结果表明:温度对碳纤维复合材料热膨胀系数影响很小;抗拉强度随温度升高而降低,曲线近似于直线,在-100、20和100℃时,碳纤维复合材料抗拉强度分别为607.4、450.1和320.3MPa;疲劳性能也随温度升高而降低,在-100、20和100℃时,碳纤维复合材料疲劳强度分别为470.1、390和241.2MPa;当温度升高到20℃以后,温度对该材料疲劳性能的影响增大。     

塑性变形对铸态AZ31镁合金组织和性能的影响

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了等温压缩实验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能.结果表明:铸态AZ31合金通过塑性变形可以显著细化晶粒;随变形温度的升高,变形所得试样抗拉强度下降;在同一温度下变形所得试样抗拉强度随变形程度的增加而升高,变形程度达到一定值后,抗拉强度不再升高并有下降的趋势;铸态AZ31合金低温变形(210～240℃)后,可大幅度提高其抗拉强度.     

EB炉熔炼TC4钛合金轧制过程中的组织演变与力学性能

本实验以电子束冷床熔炼炉(EB炉)熔炼TC4钛合金为研究对象,结合实际生产流程,研究不同变形量和不同温度对TC4钛合金板材显微组织与力学性能的演变规律.结果表明:在相同温度下,随着变形量增加,显微组织中α相的体积分数和尺寸减小而β相体积分数增大,合金的抗拉强度和延伸率均增大;当变形量为30％时,显微组织均表现为片层结构,随着变形温度升高,片层α相长宽比逐渐减小,抗拉强度逐渐升高而延伸率变化不大;当变形量增加到90％时,随着变形温度升高,显微组织由较强的B织构(0002)〈1120〉转化为T织构(1010)〈1120〉和锥面织构(1011)〈1120〉,塑性变形由基面滑移转为柱面滑移,显微组织中α相尺寸减小而β相含量增大,合金的抗拉强度和延伸率均增大.当温度升高到1000℃时,α相完全转变为β相,在随后的冷却过程中细针状次生α相从β晶粒析出,合金的抗拉强度和延伸率均增大.     

退火工艺对冷拔Ti—Ni合金丝形状记忆效应及伪弹性的影响

Ti-49.1(at)%Ni 合金丝经40%冷拔加工后表现出线性伪弹性,平均弹性模量约40GPa,弹性行为不随应变速率变化而变化,冷拔试祥若在400℃经不同时间退火后.则表现出优良的相变伪弹性,伪弹性的屈服应力随退火时间延长而下降,当退火时间延长至10h 时,伪弹性消失,转变为形状记忆效应。当退火温度高于500℃时,试样的形状记忆效应随退火温度升高而下降。根据实验结果分析认为,若在给定温度下退火,则时间愈短,出现相变伪弹性的最低试验温度愈低。     

纳米多晶铝压缩塑性力学行为分子动力学研究

目的 研究纳米多晶铝在不同温度与应变速率下的力学响应与塑性变形行为以及不同变形条件下的塑性力学行为。方法 通过ATOMSK软件构建了晶粒取向随机的纳米多晶铝模型,利用LAMMPS软件在300~700 K温度以及1×10⁹、5×10⁹、1×10¹⁰、1×10¹¹ s^–1应变速率下完成了纳米多晶铝的压缩模拟,借助后处理OVITO软件对模拟结果进行了分析。结果 随温度的升高,晶界原子所占比例增大,纳米多晶铝的弹性模量逐渐下降,在压缩过程中总位错密度随温度的升高而增大。随着应变速率的增大,材料硬化速率增加,纳米多晶铝表现出更高的屈服强度。当应变速率较低时,位错大量存在于小晶粒之中,且中央大晶粒相较于初始位置旋转了20°。当应变速率达到1×10¹¹ s^–1时,材料的硬化速率极大提高,且在晶粒内部出现了孪晶。在塑性变形过程中,1/6<112>(不全位错)的数量最多,在位错运动中占主导地位。结论 温度升高导致材料弹性模量降低,这主要是由于高温提供了更多能量,晶界原子占比增加。应变速率会影响纳米多晶铝的塑性变形方式,应变速率的增大使其由晶粒旋转变形转变为孪生变形与位错湮灭机制,导致纳米多晶铝硬化速率与屈服强度提高。     

AZ31B镁合金管材热态内压成形性能的研究

为了研究变形镁合金AZ31B管材的热态内压成形性能,通过单向拉伸测试了不同温度和应变速率下其力学性能的变化,通过胀形实验研究了温度对内高压成形性能的影响,以及相应变形条件下微观组织的变化.实验结果表明:在20～300℃时,AZ31B的屈服强度和抗拉强度随着温度的升高而降低,总伸长率随着温度的升高而提高,均匀伸长率随着温度的升高先增大后减小;当应变速率在0.001～0.1s-1时,屈服强度和抗拉强度随应变速率的增大而升高,总伸长率随着应变速率的增大而减小,均匀伸长率随着应变速率的增大先增加后减小;当温度在20～250℃时,镁合金管材的极限胀形率随温度的升高先增大后减小,在175℃时达到最大值.微观组织观察表明,175℃下不完全动态再结晶和孪晶两种微观组织的出现是使镁合金管材极限胀形率提高的主要原因.     

高温处理后闭孔泡沫铝压缩性能及变形机理

目的 探究温度和孔隙率对闭孔泡沫铝材料压缩力学性能和变形机理的影响。方法 将孔隙率为84.3%～87.3%的泡沫铝试件在温度25～700 ℃内进行加热处理,对处理后的试样开展准静态压缩实验。结果 在准静态压缩条件下,闭孔泡沫铝材料在不同温度加热处理后的压缩应力–应变曲线均经历了3个阶段:弹性阶段、塑性平台阶段和密实阶段。孔隙率从87.3%减小到84.3%时,其弹性模量增大了44.4 MPa,屈服强度增大了0.39 MPa,平台应力增大了0.94 MPa。孔隙率为84.3%的泡沫铝,在25 ℃时,其弹性模量为141.4 MPa、屈服强度为4.25 MPa、平台应力为4.75 MPa;当加热温度为500 ℃时,弹性模量减小到了128.0 MPa、屈服强度减小到了4.22 MPa、平台应力减小到了4.51 MPa。结论 泡沫铝的弹性模量、抗压屈服强度和平台应力均随孔隙率的增加而减小;加热温度低于500 ℃以下时,泡沫铝材料力学性能变化很小,但屈服强度和弹性模量均小幅度降低;在压缩载荷下,泡沫铝的变形破坏模式呈现出先从试件铝基体较薄弱部分产生孔壁塑性变形、孔洞坍塌,并逐渐出现断裂压缩带,直至泡沫铝孔洞完全坍塌密实。     

材料硬化模式对弯曲回弹模拟精度的影响

回弹的模拟精度低，是几乎所有软件在计算大型复杂件的回弹时都存在的缺点，因此提高回弹模拟精度成为回弹仿真研究的重点和难点，利用自主开发的二维弹塑性有限元程序，分别采用线性硬化模型和弹塑性幂次硬化模型对V型自由弯曲的回弹进行模拟，探讨材料硬化模式对回弹模拟精度的影响，特别对于硬化模型中代表弹性变形阶段的重要参数一弹性模量，考虑了其随塑性变形进行而发生的变化，结果表明：材料的硬化模式直接影响回弹模拟精度，而采用的硬化模式越能真实地反映材料变形规律，回弹模拟的精度就越高，尤其是采用随塑性变形而发生变化的弹性模量，使模拟精度进一步提高。     

纸浆模塑材料在不同加载条件下的力学特性

实验测量了纸浆模塑材料在不同加载条件下拉伸时的强度极限、弹性模量和泊松比等力学性能,同时给出了纸浆模塑材料的应力-应变曲线,为纸浆模塑缓冲包装结构的有限元分析和设计提供了基础数据.实验结果表明:当加载速率提高时,试件强度极限和弹性模量随之增加;当温度升高时,纸浆模塑材料的强度极限和弹性模量随之逐渐升高;当湿度升高时,纸浆模塑的强度极限和弹性模量随之降低.纸浆模塑材料单向拉伸时横向变形很小,且对温、湿度等环境因素影响敏感,泊松比的测量比较困难.数字图像相关测量方法具有灵敏度高、非接触、直接测量物体表面全场变形的特点,采用该测量方法解决了材料泊松比的测量问题.实验测得纸浆模塑材料泊松比为0.097.     

7B04铝合金超塑性变形行为

针对7B04铝合金开展了变形温度为470~530℃,应变速率为0.0003~0.01s~(-1)的高温超塑性拉伸实验,研究了材料的超塑性变形行为和变形机制。结果表明,7B04铝合金的流动应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐减小,伸长率随之增加;在变形温度为530℃,应变速率为0.0003s~(-1)时,7B04铝合金的伸长率达到最大1105%,超塑性能最佳;应变速率敏感性指数m值均大于0.3,且随变形温度的升高而增加;在500~530℃的变形温度范围内,m值大于0.5,表明7B04铝合金超塑性变形以晶界滑动为主要变形机制;变形激活能Q为190kJ/mol,表明7B04铝合金的超塑性变形主要受晶内扩散控制;7B04铝合金超塑性变形中在晶界附近有液相产生,且适量的液相有利于提高材料的超塑性能。     

固体热分解动力学的热分析法研究

以热分析法（ＴＧ、ＤＴＧ）为手段，对固态物质（聚丙烯（ＰＰ））在不同升温速率（５，１０，１５，２０℃／ｍｉｎ）下的热降解动力学进行了研究。用Ｓｅｓｔａｋ复杂机制进行非线性拟合处理，得到了聚丙烯降解反应在不同升温速率及不同转化率α下的活化能Ｅ、指前因子Ａ等动力学参数，参数的稳定性和重复性皆较好。活化能Ｅ＝１０５．４０±０．５ｋＪ／ｍｏｌ，与文献值相符，与反应机制有关的动力学参数ｍ、ｎ和ｐ分别为６．２１２８、７．６８１９和８．０２３８。还讨论了Ｓｅｓｔａｋ复杂机制在求解动力学参数中的优点     

聚合物材料热辐射性能的研究

采用自行设计安装的法向全发射比测量仪,测定了多种聚合物(PE、CPE、SBS、PVC、CPVC及PVA)的热辐射性能,研究了聚合物品种、试样厚度及填充剂对材料热辐射性能的影响。结果表明:分子链上带有极性基团的聚合物具有较强的热辐射能力,并且随着极性基团含量的增加辐射能力增强;样品厚度增加,辐射能力增强并逐渐趋于某一平衡值;填充剂有提高软PVC辐射能力的作用。本法向全发射此测量仪具有结构简单、操作方便,数据稳定可靠的优点,适合于研究各种聚合物材料的热辐射性能。     

热模拟试验在金属热变形研究中的应用

利用Gleeble-2000热模拟试验机对钢进行受热及加工过程的模拟,通过测定钢的奥氏体再结晶图,变形抗力,CCT曲线和热塑性图等。配合必要的物理和化学检验方法,探索生产工艺与显微组织,相变,力学性能的关系,促进热加工工艺的研制及改善。     

复合材料热膨胀性能研究

本文研究了单向纤维增强复合材料的热膨胀性能。引进界面粘结系数C,利用热弹性理论推导出经C修正后的线膨胀系数计算公式。由MOM型综合热分析仪测量了玻璃纤维和碳纤维复合材料在不同界面情况及不同纤维体积含量时的线膨胀系数。理论计算值与实测值相当接近,相对误差小于10%。     

Mo纳米晶热学特性

介绍了Ｍｏ纳米晶的制备过程及用自动扫描量热法（ＤＳＣ）测量热学参数的结果，在实验基础上，用计算机对比热曲线进行模拟，确定热力学函数，探讨结构相变问题。     

RAPID THERMAL ANNEALING OF CoxN

This research studied the structure and the electrical resistivity after rapid thermal annealing of Co_xN thin film deposited by unbalanced radiofrequency magnetron-reactive sputtering (in 6:4 Ar + N₂ mixture) at low pressure (6.7 × 10^-1 Pa) with the use of a magnetized plasma. An improvement of structure and lower sheet resistivity after annealing at 500°C for 15-60 sec was observed. At higher temperatures, decomposition of Co_xN and growth of CoSi were observed.     

聚碳酸酯的热行为

用原位动态FT—IR、TG、热裂解—FT—IR、GC—MS考察了PC样品的热行为，分析了其热分解产物的组成。结果表明，PC初始分解温度在350℃左右，主链断裂温度在470℃左右，PC样品裂解的主要产物为苯酚、对甲基酚、对乙基酚、对异丙基酚及双酚A，溶液法合成PC时因用的封端剂不同，裂解产物稍有不同，同时阐述了聚碳酸酯的热分解机理。     

聚氨酯的热分解研究进展

介绍了有关聚氨酯热性能研究的状况,着重阐述了聚氨酯在不同气氛下的热解机理及热解动力学,同时也阐述了聚氨酯今后研究的发展方向。     

THERMAL ANALYSIS OF ION-EXCHANGED MONTMORILLONITE

As part of its program in mineral waste management, the Bureau of Mines has investigated the effect of ion exchange on the dewatering potential of clay minerals. Clays of the smectite group possess exchangeable cations to compensate for the overall net negative charge of the clay lattice. The ratio of the valence of the exchange cation to its ionic radius, referred to as the ionic potential, is indicative of the electrostatic influence that a given cation can exert on adjacent molecules. Differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analyses (TG) were performed on eight ion-exchanged montmorillonices (Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Mg²⁺, and ^Sr2+). Results of these analyses indicate that the energy required to dehydrate the ion-exchanged montmorillonites and the associated dehydration water loss are directly related to the ionic potential of the exchange cation. Furthermore, the ordering influence of the exchange ion is responsible for different hydration states within the interlayer water.     

空蚀过程中的热效应

在Cr-Mn-N奥氏体钢空蚀损伤的样品表面出现了高温η－Ni3Ti相和尺寸约为30nm的纳米晶,前者是空蚀过程中的热效应所致,后者则是机械和热效应共同作用的结果,推测在Cr-Mn)_N奥氏体钢空蚀试验时可能出现1100K左右的瞬时间高温,发展抗空钆材料除了应考虑常温组织和性能外,还应考虑材料的高温组织,性能和冷热疲劳性能。