高温蠕变下表面多裂纹扩展行为

文中将蠕变损伤模型编写到USDFLD用户子程序中,利用有限元分析软件ABAQUS,通过单元失效技术模拟了表面多裂纹干涉条件下裂纹扩展行为.探究了不同裂纹尺寸、残余应力对高温蠕变表面多裂纹干涉效应及裂纹扩展行为的影响.结果表明,表面裂纹形状比、裂纹深度的增大和裂纹间距离的减小,加强了表面多裂纹之间的干涉效应并促进多裂纹的扩展,而残余应力的存在同样加速了裂纹扩展.基于裂纹扩展速率提出了蠕变下表面多裂纹合并准则,即当蠕变干涉因子超过1.27,应当考虑多裂纹的合并,否则多裂纹仍按照单裂纹处理.     

不锈钢在循环扭转载荷下近门槛值的疲劳裂纹扩展行为

研究了带环状预裂纹不锈钢圆棒试样在循环扭转载荷下、门槛值附近的疲劳裂纹扩展行为,用应力强度因子表征了裂纹扩展开始的门槛值．随着裂纹的扩展,裂纹扩展速率由于裂纹面的滑移接触而减小．通过外插裂纹扩展速率与裂纹长度之间的关系,可近似得到裂纹长度为零时无裂纹面滑移接触影响的裂纹扩展速率．施加的应力强度因子范围可分解为推动裂纹扩展的有效值和由于裂纹面的滑移接触而屏蔽掉的两部分．预测了疲劳裂纹的萌生和断裂极限,预测值和实验值相当一致．     

镍基合金环境致裂稳态小裂纹裂尖力学场特殊性的研究

裂纹长度是影响裂纹尖端力学特性及裂纹扩展速率的重要因素,但现有环境致裂研究中的裂纹类型主要为长裂纹而忽略了小裂纹。本文采用有限元数值计算的方法,研究高温水环境下具有单边裂纹的镍基合金试样环境致裂过程中小裂纹裂尖力学特征。结果表明小裂纹裂尖具有比长裂纹更高的应力和应变,并使小裂纹具有更高的裂纹扩展趋势。文中给出了计算小裂纹裂尖塑性区尺寸的修正方法,J 积分计算的Irwin修正方法适用于长裂纹,但计算小裂纹条件下的J积分时会产生误差。提出在缺乏成熟理论指导下应采用弹塑性有限元数值计算的方法获取准确的小裂纹裂尖J积分。基于小裂纹与长裂纹裂尖力学特征的明显不同,建议在分析核电结构材料环境致裂时,将裂纹扩展分为小裂纹扩展及长裂纹扩展阶段分别研究。     

TA15钛合金锻件裂纹分析

TA15钛合金锻件在加工过程中,发现加工表面存在裂纹。通过对裂纹形态、裂纹断口的宏微观特征、裂纹金相、材质组织及硬度等检测与分析,得出了裂纹性质及产生原因,并通过裂纹断口温色对比分析以及断口微区成分分析,获得了裂纹产生的温度范围。结果表明,TA15钛合金裂纹为锻造折叠裂纹,折叠裂纹在锻造过程中发生了扩展。裂纹主要是由于表面没有清理干净的氧化皮卷入所致。裂纹左侧棕红色断口形成温度高于800℃,右侧灰色断口形成温度不高于500℃。     

基于分布位错法对涂层裂纹力学行为的研究

目的 在单轴拉伸载荷下,用理论方法求解弹性涂层中裂纹的力学性质和相互影响。方法 根据叠加原理,将问题分为2个子问题,使用分布位错原理求解裂纹问题,将裂纹建模为沿裂纹线分布的位错阵列,叠加后使用数值求解方法进行求解。结果 得到了不同涂层模量、不同裂纹长度下表面裂纹尖端的应力强度因子（SIF）和涂层界面应力。涂层与基底模量相差越大,表面裂纹越长,其界面应力越大。计算了不同方位下的微裂纹对表面裂纹的影响,给出了60°倾角微裂纹、2l/h=0.2和2l/h=0.04表面裂纹以及2a/h=0.01和2a/h=0.018表面裂纹的影响区域。分析了涂层内部倾斜裂纹对表面裂纹应力强度因子和扩展角的影响。内部倾斜裂纹尖端对表面裂纹尖端的等效应力强度因子（ESIF）有增强作用,两侧有减弱作用。结论 较硬涂层对表面裂纹的扩展有增强作用,裂纹越长,受涂层模量对其应力强度因子的影响越大。微裂纹对表面裂纹的影响跟微裂纹位置、方向、长度和表面裂纹长度有关。表面裂纹附近的倾斜裂纹对表面裂纹的扩展具有吸引作用。     

两平行热疲劳裂纹的屏蔽效应

受热疲劳损伤的构件表面易产生热疲劳裂纹网。裂纹网中主裂纹的应力强度因子可反映构件的损伤程度,然而由于裂纹问的屏蔽效应,直接计算裂纹网中主裂纹的应力强度因子是困难的。用有限元方法,计算了若干组平行裂纹发生屏蔽效应时的应力强度因子。定义了热疲劳裂纹的比间距n、屏蔽剩余百分数s和裂纹长度比值f,发现此三者有确定关系且与边界条件及裂纹长度无关。给出了n—s,的关系曲线,根据此曲线可按单条裂纹的应力强度因子推算两条裂纹发生屏蔽效应时主裂纹的应力强度因子。     

镗床类立柱裂纹防止措施

介绍了铸件产生裂纹的原因以及热裂纹和冷裂纹的特征,分析了镗床类立柱裂纹产生的原因,以其形貌特征认定其为热裂纹。从铸件结构、制芯工艺、熔炼过程和开箱落砂时间方面进行了改进,立柱铸件裂纹缺陷得到了有效的控制。     

TiC／Ti复合材料动态拉伸的裂纹形成及扩展机制

采用熔铸法制备的原位自生TiC／Ti复合材料，在SEM中静载动态拉伸，原位观察和研究了裂纹的萌生及扩展机制。结果表明，TiC颗粒表面及应力集中处最容易萌生微裂纹；在不同位置萌生的微裂纹中，处于有利位向的微裂纹不断扩展，并与周围的裂纹连接形成主裂纹；主裂纹扩展主要是通过自身扩展与周围的裂纹连接相结合的方式进行，当裂纹扩展受阻时，裂纹前方颗粒处形成新的裂纹或基体中形成塑性坑，并通过扩展相互连接；裂纹扩展到一定程度后，试样全面失稳而迅速断裂。根据试验观察与分析建立了裂纹萌生与扩展模型。     

基于拘束的X80钢裂纹扩展阻力曲线构建

对于管道中的裂纹,由于其裂纹尖端拘束水平低,使用单边缺口弯曲试样、紧凑拉伸试样所测得的裂纹扩展阻力曲线对管道进行断裂评估,得到的结果趋于保守. 文中采用裂纹深度不同的单边缺口拉伸试样,探讨了裂纹深度对裂纹扩展阻力曲线的影响. 采用有限元分析,计算了裂纹深度不同的单边缺口试样的裂纹尖端拘束水平. 最后,基于裂纹尖端的拘束水平,所构建的裂纹扩展阻力曲线能更加准确地表征管道中裂纹的扩展阻力曲线.     

840D车轮辐板孔疲劳失效及裂纹容限研究

通过裂纹和断口的观察、理化检验、模拟仿真及其力学计算,分析了840D车轮辐板孔裂纹的特征、机理和原因.结果表明:裂纹属于高低周复合机械疲劳,裂纹主要在制动加机械载荷工况下萌生和扩展.统计分析确定了裂纹扩展速率,结合裂纹发展形态和理论计算给出了临界裂纹长度,进而评估出裂纹容限为20mm.     

五价锑在脱除铜电解液中砷、锑、铋杂质中的作用(英文)

通过向含有45 g/L Cu2+、185 g/L H2SO4、10 g/L As和0.5 g/L Bi的铜电解液中加入Sb(V),研究五价锑对铜电解液中砷、锑、铋杂质脱除作用机理。过滤电解液,采用化学分析、SEM、TEM、EDS、XRD、FTIR等方法对沉淀渣的结构形貌和成分进行表征。结果表明,沉淀渣呈尺寸为50~200μm的不规则块状,其化学成分主要为砷、锑、铋和氧。红外光谱检测表明,沉淀渣主要特征官能团为As—O—As、As—O—Sb、Sb—O—Bi、Sb—O—Sb和Bi—O—Bi。X射线衍射和电子衍射检测结果表明,沉淀渣由AsSbO4、BiSbO4和Bi3SbO7组成。锑酸盐的生成是五价锑脱除铜电解液中砷、锑、铋杂质的主要原因。     

苛刻环境下材料表面防护技术的研究进展

近年来,材料表面防护技术已由普通环境下的材料保护技术向苛刻环境下的特种防护技术发展,主要包括高速、高温、高压、重载环境下的长寿命润滑与强化技术,严酷海洋大气、深海环境、辐射环境下的腐蚀与防护技术,以及面向重大装备的维修与再制造技术等。这些技术的发展促进了磁控溅射、多弧离子镀、冷喷涂、热喷涂、智能防腐涂层等多项新技术的发展,并在航空、航天、船舶、兵器、核电等多个重点行业中得到应用。文中对近年来苛刻环境下材料表面防护技术的发展现状和趋势进行了研究,以我国重大工程装备为出发点,重点对材料的腐蚀与防护、减摩与润滑、耐磨与强化以及维修与再制造4个领域技术的新成果、新观点、新方法和新技术进行了综述,为相关的研究工作提供技术参考。     

新型的治疗阿尔茨海默氏症药物(1-二甲基磷酰基-2,2,2-三氯)-乙基-1-醇烟酸醋对体外神经细胞的作用

目的: 观察本实验室合成的一种治疗阿尔茨海默氏症(AD)的药物(1-二甲基磷酰基-2, 2, 2 -三氯)-乙基^-1-醇烟酸醋(NMF),对体外培养的皮层神经细胞活性的影响以及对海人藻酸(KA)所致的神经损伤的保护作用。方法: 采用体外培养皮层神经元的方法,解剖分离 15 d胚胎小鼠皮层神经细胞, 接种于 96孔板,48 h 后加药并培养 72 h,以 MIT 法 观察 NMF 对小鼠皮层神经细胞活性的影响;同时将接种于 24 孔板的细胞预先给予 NMF,d 3 时加或不加KA处理后,以台盼蓝染色鉴别并计数死、活细胞,可得出细胞的存活率。结果: NMF 明显促进胎鼠皮层神经元活性,其中 NMF1、0. 1、10nmol·L^-1促进神经元活性增殖率分别高达 34.7%、37.4%、36. 7%, NMF 明显促进正常胎鼠皮层神经元存活卒,与对照组比较,10nmol·L^-1 NMF 对皮层神经元的存活率分别提高 39.3%、73.5%。 NMF能显著 对抗 KA 所致的神经元损伤,与 KA 损伤组相比, NMF0.1、10、10nmol·L^-1对损伤皮层神经元的保护率分别为 77.30%、80.10%、84.15%。结论: NMF 明 显促进胎鼠皮层神经元的洁性、提高正常皮层神经元,的存活卒,并能有效地保护KA所致的神经元损伤,提示 NMF 是一种很有潜力的治疗 AD 的药物。     

Modern developments in electrodes for electrochemical technology and the role of surface finishing

Fundamental research into electrode materials has focussed on their active area and catalytic ability to drive reaction kinetics. Prerequisites for practical electrodes used in industrial processing and technology include moderate costs, good mechanical, thermal and chemical stability, effective electrocatalysis, a high electrical conductivity and the facility for scale-up, such that an electrochemical engineering approach is important. Following a consideration of important electrode properties, this concise review considers the fabrication, imaging, structure and the dressing of electrode surfaces with particles, coatings and films; nanostructured and hierarchical features are included. Trends in electrodes are noted, using examples from the author’s laboratory. Electrochemical surface finishing techniques make an important contribution to the toolbox of practical techniques capable of industrial development. Approaches to electrode fabrication and surface finishing are considered in application areas such as energy storage and conversion, environmental treatment and tribology.     

原子层沉积技术及应用

简单阐述了原子层沉积技术的发展背景,然后概括了原子层沉积技术原理、技术特征和优势,并对化学吸附和顺次反应两种自限制机制进行了描述和比较。着重介绍了原子层沉积技术在工艺等方面的最新成果,以及在纳米催化剂、电池、半导体器件、光学、生物医学和航空航天领域中的相关应用。其中将原子层沉积在电池、半导体器件和生物医学方面的应用进行了分类介绍。电池方面包括锂离子电池和太阳能电池,半导体器件方面分为高k电介质、电容器、电阻随机存取存储器(RRAM)和光、电二极管。生物医学领域分别介绍了其在生物相容性、抑菌抗菌涂层和微观组分方向的研究进展。最后对原子层沉积技术进行了归纳总结,并展望了其未来的发展方向和应用前景。     

Investigation of Liquid Impact-Based Macro-, Meso-, and Microforming Processes

It was shown that the liquid impact at the projectile speed of 1500 m/s affects a target similarly to an explosive deposited on the workpiece surface. A setup to investigate material deformation using the liquid impact was designed and constructed. The setup entailed a launcher for the acceleration of projectiles, a female die, a device for measuring the projectile momentum at the impact zone and a fixture for fastening the launcher and the die. The experiments included punching, stamping, extrusion, and forging, Special attention has been paid to the study of the microscale forging and extrusion. Forming of steel, spring steel, brass, aluminum, and copper samples was investigated. Dimensional stability and surface topography of the samples generated in the course of performed experiments were examined. The feasibility and effectiveness of the application of liquid impact for metal forming were shown. This article was presented at Materials Science & Technology 2007, Automotive and Ground Vehicles symposium held September 16-20, 2007, in Detroit, MI.     

宽幅汽车板重卷及中剖技术

将宽幅汽车板重卷技术和剖分技术融合,兼顾带钢重卷检查、分卷、切边、涂油、称重、打捆及剖分功能,设计了1条重卷剖分机组,重卷和剖分模式可自动切换。介绍了其主要技术参数、工艺流程及其设计特点。采用该项技术,节约了工厂建设用地和工程投资,减少了劳动定员和维护成本。     

磷酸盐无机涂料及其研究进展

磷酸盐涂料是在磷酸盐粘结剂中添加金属及金属氧化物骨料而形成的一种水性无机涂料。由于磷酸盐涂料固化后所形成的涂层具有机械强度高、防护性能好以及与基体附着力高等优点,已广泛应用于航天、航海以及汽车等工业领域。相比于金属涂层和有机涂层,磷酸盐涂料因其独特的优势而日益受到越来越多的关注。介绍了磷酸盐无机涂料及其组成,并综述了其在腐蚀防护、耐磨减摩、耐高温隔热等领域的应用。首先,详细阐述了粘结剂、固化剂、骨料等组分在涂料中的作用,同时对各组分的研究进展进行了论述。随后,报道了国内外有关的磷酸盐涂料固化成膜理论,分析了磷酸盐在高温和常温条件下的成膜机制。然后,针对磷酸盐涂料所存在的固化温度高、脆性大、韧性差、表面易存在缺陷等不足,总结了有机溶剂、缓凝剂、硅溶胶、石墨烯等对磷酸盐涂料的改性研究。最后,展望了磷酸盐涂料的发展趋势,指出常温易固化涂料配方的开发以及发展有机-无机复合涂层将会是今后研究的重点。     

电沉积参数对Co-BN（六方、）纳米复合涂层显微组织和摩擦性能的影晌

通过扫描电镜、场发射扫描电镜、能谱、原子力显微镜和X射线衍射等测试技术,研究电流密度、占空比和频率对电沉积Co—BN（六方）纳米复合涂层的显微组织和BN粒子含量的影响。同时,研究其显微硬度、摩擦性能以及磨损机理。随着电流密度和频率的增加,涂层的BN粒子含量和显微硬度先增加后减少。另外,通过减少占空比,可以沉积更多的BN粒子并且得到更高的显微硬度。在占比空10％,频率50Hz和电流密度100mA／cm2的条件下,可以得到最佳的涂层摩擦性能。     

Surfaces in Precision Engineering, Microengineering and Nanotechnology

This paper addresses the role of surfaces at the micrometric and nanometric length scales. Applications, functional behaviour, and manufacturing issues are reviewed with respect to state-of-the-art and emerging products fabricated using high precision technologies. Examples of surfaces obtained with precision engineering, microengineering and nanotechnology are presented, encompassing surfaces in computers, MEMS, biomedical systems, light and X-ray optics, as well as in chemical systems. Surface properties at micro and nanoscale are considered, including geometry as well as physical and chemical properties. Different manufacturing processes are reviewed with respect to surface fabrication, encompassing conventional machining, microfabrication, and nanomanipulation. Surface metrology at micro and nanoscale is briefly addressed, and its fundamental importance strongly emphasized.