Microscopic and Macroscopic Growth Rates of Fatigue Cracks in Steels and Alloys under the Influence of Crack Closure

On the basis of the experimental data, we show that the difference between the macroscopic and microscopic fatigue crack growth rates in the second section of the kinetic diagram of fatigue fracture is caused by the effect of crack closure within the limits of its existence. We establish the relationships between the macroscopic and microscopic fatigue crack growth rates and the structure of the material in the second section of the diagram for various values of the load ratio with regard for the effect of crack closure and propose a procedure of examination of the fracture processes in structural materials based on the analysis of microscopic and macroscopic fatigue crack growth rates.     

Highly oriented star-like patterns observed on GaSe epilayers grown on Si(111)

Epitaxial lamellar gallium selenide (GaSe) semiconductors have been grown on trench-patterned silicon (Si) substrates by molecular beam epitaxy. An intriguing star-like patterned morphology was identified by atomic force microscopy on these epilayers. This non-trivial feature can be correlated with the accumulation of stacking faults of two concurrent epitaxial domains around self-oriented triangular pits developed earlier on the Si(111) surface by the chemical etching. Crystallographic considerations show how the stars can be formed.     

非均质储层模型微观水驱油实验

储层的非均质性不但普遍存在，而且是影响注水开发油藏水驱效率和开发后期剩余油分布的重要因素。利用微观模型水驱油实验，研究了横向、纵向及平面共6种非均质模型在不同注采方式下微观水驱油机理。针对不同非均质模型和注采方式下剩余油分布特点，研究了改变注采方向和驱替压力对提高水驱采收率的影响。改变注采方向后，横向和平面非均质模型采收率分别提高了2．89％和5．42％；对于纵向非均质模型，首次低注高采改变为高注低采后提高采收率3．72％，反之提高了1．26％。提高驱替压力后，横向及纵向非均质模型的采收率分别提高了35．65％和31．26％，平面非均质模型只提高了8．10％。     

核素^147Pm在细胞内滞留的电镜放射自显影研究

木文用电镜放射自显影术研究了重核裂片~(147)Pm在体内亚细胞水平滞留动态。发现~(147)Pm的内污染沉积早期在血细胞和血管内皮细胞中,尤以在红细胞的沉积为多。~(147)Pm呈选择性滞留于肝细胞亚微结构中,可较多的掺入枯否细胞、肝细胞核和核仁内,在胞质中的糙面内质网、线粒体、微体和糖元中亦有滞留,且主要沉积于糙面内质网和线粒体,在高尔基复合体与糙面内质网所芽生的转移小泡融合处,亦有~(147)Pm滞留的放射自显影象。而在肾小体足细胞的线粒体和溶酶体中,有浓集的放射自显影径迹呈现。在肾近端小管曲部上皮细胞核中和胞质的线粒体和微体中,亦有较多的~(147)Pm滞留。 随着观察时间的延续,~(147)Pm在骨有机质亚微结构中呈现选择性、持续性的沉积增多。可浓集于破骨细胞和成骨细胞核中。此外在骨组织细胞间质中的胶原纤维部位,亦有较多的~(147)Pm沉积,难以排除。     

我国钢铁工业发展中存在的问题及对策研究

针对全球经济一体化进程加快，以及中国加入WTO，我国钢铁工业应如何发展，剖析了我国钢铁工业存在的主要问题，分析了制约我国钢铁工业发展的重要影响因素，并在此基础上从宏观、微观的角度提出了我国钢铁工业发展的对策。     

轻骨料混凝土抗碳化性能及微结构分析

为了探究轻骨料混凝土抗碳化性能及微结构,采用绝对体积法配制全轻骨料混凝土(ALWAC)和次轻骨料混凝土(SLWAC),并与普通混凝土(NC)比对,测试混凝土在各龄期下的碳化深度,通过MIP压汞测试对比研究NC和ALWAC碳化前后微细观孔结构变化。结果表明:轻骨料混凝土特有的内养护效果,轻骨料周围水泥石日趋密实,因而ALWAC和SLWAC较NC抗碳化性能优,且随碳化时间增长碳化速率显著降低;微结构分析表明经历28 d快速碳化试验后,NC和ALWAC孔隙率分别由14.36%、30.33%下降至13.53%、28.70%,定量说明了碳元素入侵造成大量孔隙被填充细化,与水泥水化产物反应生成CaCO₃,孔径减小,密实度增加。最后给出了基于陶粒掺量的轻骨料混凝土碳化深度预测模型。研究成果可为轻骨料混凝土耐久性预测提供参考。     

MICP技术改性膨胀土试验研究

为了探究膨胀土新型改良技术,引进微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)新型环保的土体加固技术,利用巴氏芽孢八叠球菌开展MICP压力灌浆改性膨胀土室内试验,研究了胶结液浓度对膨胀土力学性能、微观结构及水理特性的影响,揭示了MICP技术改性膨胀土的作用机理,评价了MICP压力灌浆改性膨胀土试验的效果。试验结果表明:灌浆处理后试样的无侧限抗压强度最大增加了379.4%,土体刚度也有所提高;试样的膨胀性、渗透性均有明显改善,膨胀力最高可减少25.3 kPa,渗透系数最大减少3个数量级;试验改性效果随着胶结液浓度的增大而提高,但当胶结液浓度增大到一定程度后,改性效果不再显著。研究成果验证了MICP技术用于改性膨胀土的有效性和可行性。     

基于纳米压痕技术的电子玻璃微观力学性能研究

为了研究不同电子玻璃的微观力学性能,采用先进的纳米压痕技术记录钠钙硅、无碱硼铝硅和碱铝硅等典型电子玻璃的载荷-位移曲线,利用Oliver-Pharr方法和经典的弹塑性变形理论,计算玻璃的硬度和弹性模量. 玻璃的硬度主要与结构的键合度相关,平均非桥氧数越高,外力作用下越容易致密化,硬度越小;弹性模量主要取决于质点间的化学键强度,化学键力越强,变形越小,弹性模量越大;九点法测得的弹性模量与硬度的变化趋势不完全相同,借助硬度-弹性模量-能量耗散之间的本征关系,评价玻璃样品的微观均匀性,其中无碱硼铝硅玻璃的恢复阻力大,局部能量耗散大,不容易引起整体破坏,力学性能最好;与浮法工艺相比,溢流下拉法制备样品的局部力学性能波动较小,微观均匀性较好.     

大丝束聚丙烯腈基预氧丝炭化研究

采用正交实验法研究了炭化温度、炭化时间、升温速率等因素对两种聚丙烯腈基预氧丝炭化产物结构和性能的影响.结果表明,进口东邦48 K大丝束聚丙烯腈基预氧丝环化程度优于国产吉林6 K小丝束聚丙烯腈基预氧丝,在炭化温度950℃,升温速率4℃/min,保温时间10 min条件下,炭化可取得最佳性能,炭化产物纤维拉伸强度达2.96 GPa,而国产吉林6 K小丝束在炭化温度1 100℃,升温速率4℃/min,保温时间5 min条件下炭化产物性能最佳,产物炭纤维拉伸强度近3.80 GPa.伴随两种预氧丝炭化过程,纤维颜色加深,表面缺陷减少,拉伸断裂模式均由假塑性向脆性过渡,为复合材料低成本开发中预氧丝坯体制备与炭化工艺提供了参考依据.     

超快平面显微成像技术

快速成像技术在很多领域都有着重要的应用,本文基于超短光脉冲的时-空-频映射原理,提出并实现了一种超快平面显微成像技术。利用色散傅里叶变换及空间色散器件把光脉冲的宽带频谱信息分别映射到时域和空域,利用高速光电探测器进行串行单像素成像,最终获得了帧速率为20.9 MHz,空间分辨率为22 μm和55 μm的一维及二维平面成像系统。在实验中用标准的分辨率目标板验证了成像效果。该技术为超快成像提供了一种有效手段,并将应用于高速平面检测等多个领域。