基于深度学习的平纹Cf/SiC复合材料原位拉伸损伤演化与断裂分析

为揭示平纹C_f/SiC复合材料的拉伸损伤演化及失效机理,开展了X射线CT原位拉伸试验,获得材料的三维重构图像,利用深度学习的图像分割方法,准确识别出拉伸裂纹并实现其三维可视化。分析了平纹C_f/SiC复合材料损伤演化与失效机理,基于裂纹的三维可视化结果对材料损伤进行了定量表征。结果表明:平纹C_f/SiC复合材料的拉伸力学行为呈现非线性,拉伸过程中主要出现基体开裂、界面脱黏、纤维断裂及纤维拔出等损伤;初始缺陷易引起材料损伤,孔隙多的部位裂纹数量也多;纤维束外基体裂纹可扩展至纤维束内部,并发生裂纹偏转。基于深度学习的智能图像分割方法为定量评估陶瓷基复合材料损伤演化与失效机理提供了有效分析手段。     

2维C/SiC复合材料的拉伸损伤演变过程和微观结构特征

通过单向拉伸和分段式加载-卸载实验,研究了二维编织C/SiC复合材料的宏观力学特性和损伤的变化过程.用扫描电镜对样品进行微观结构分析,并监测了载荷作用下复合材料的声发射行为.结果表明:在拉伸应力低于50MPa时,复合材料的应力-应变为线弹性;随着应力的增加,材料模量减小,非弹性应变变大,复合材料的应力-应变行为表现为非线性直至断裂.复合材料的平均断裂强度和断裂应变分别为23426MPa和0.6%.拉伸破坏损伤表现为:基体开裂,横向纤维束开裂,界面层脱粘,纤维断裂,层间剥离和纤维束断裂.损伤累积后最终导致复合材料交叉编织节点处纤维束逐层断裂和拔出,形成斜口断裂和平口断裂.     

平纹编织碳纤维增韧碳化硅复合材料的力学性能及损伤演化

通过平纹编织碳纤维增韧碳化硅复合材料的拉伸、压缩和剪切的单向与循环加–卸载实验,分别研究了材料在拉伸载荷、压缩载荷和剪切载荷作用下的力学性能和损伤演化过程。结果表明:在压缩载荷作用下,材料的压缩性能下降很小,基体开裂,纤维界面脱粘和纤维束断裂为主要的失效机理;材料在拉伸和剪切载荷作用下,损伤演化过程有所区别。材料拉伸损伤演化经历损伤初始阶段、损伤加速阶段和损伤减缓阶段,为韧性断裂,损伤破坏主要表现为:基体开裂、横向纤维束开裂,界面层脱粘、层间剥离和纤维断裂;在剪切载荷作用下,经历损伤加速阶段和损伤减缓阶段,基体开裂、界面层脱粘和纤维断裂为主要的损伤机理,试样最后在最窄截面位置形成平断面。基于实验研究结果,采用回归分析方法,分别给出了材料在拉伸载荷和剪切载荷作用下损伤演化方程式。     

三向碳/碳材料的损伤与断裂

一、序言大多数纤维增强复合材料断裂机制都是以裂纹扩展为主。试样在裂纹之前,裂纹尖端已有大量损伤发生,这种损伤类似于金属材料裂纹尖端前的塑性区。在大多数情况下,靠近裂纹尖端的损伤都是以纤维与基体脱粘形式出现的。纤维与基体脱粘要吸收一部分能量,     

C/SiC拉伸强度与声发射演化的关联性

对平纹编织C/SiC复合材料样品拉伸破坏过程的声发射进行监测,采用基于改进遗传算法的无监督聚类方法对声发射信号进行模式识别,统计分析各类声发射模式的特征及其演化过程,结合断口分析,研究了C/SiC复合材料的拉伸强度、损伤机制与声发射信号演化之间的关系。结果表明:维断裂的声发射能量能够反映纤维/基体界面结合强度;低强度C/SiC材料中存在引起应力集中的基体富集区,在加载初期基体开裂事件占比超过50%;中强度C/SiC材料由于较强的界面,纤维损伤以单丝或部分纤维断裂事件为主;高强度C/SiC材料界面结合强度适中,纤维簇断裂是主要的失效模式。     

C/SiC拉伸强度与声发射演化的关联性EI北大核心CSCD

对平纹编织C/SiC复合材料样品拉伸破坏过程的声发射进行监测,采用基于改进遗传算法的无监督聚类方法对声发射信号进行模式识别,统计分析各类声发射模式的特征及其演化过程,结合断口分析,研究了C/SiC复合材料的拉伸强度、损伤机制与声发射信号演化之间的关系.结果表明:维断裂的声发射能量能够反映纤维/基体界面结合强度;低强度C/SiC材料中存在引起应力集中的基体富集区,在加载初期基体开裂事件占比超过50%;中强度C/SiC材料由于较强的界面,纤维损伤以单丝或部分纤维断裂事件为主;高强度C/SiC材料界面结合强度适中,纤维簇断裂是主要的失效模式.     

纳米SiC-Al_2O_3/TiC多相陶瓷复合材料显微结构的研究

考察了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料的断裂方式 .由于纳米SiC的加入 ,材料以穿晶断裂为主 .通过透射电镜观察 ,研究了纳米陶瓷复合材料中纳米SiC的分布 ,证明所制备的材料主要为晶内型纳米复合陶瓷 .在纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,少量纳米SiC位于基体晶粒间 ,大多数纳米SiC位于基体晶粒内 ,而且纳米SiC的加入细化了基体的晶粒 .通过高分辨透射电镜观察 ,研究了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,纳米SiC与基体间界面结合状态 ,发现在两颗粒间的晶界几乎没有玻璃相 ,证明纳米陶瓷复合材料中晶界得到了加强 ,有利于材料力学性能的提高 .另外研究了裂纹在材料中的扩展行为 ,结果表明 ,纳米粒子对裂纹的扩展起到偏折和钉扎作用     

纳米SiC—Al2O3／TiC多相陶瓷复合材料显微结构的研究

考察了纳米SiC-Al2O3/TiC多相陶瓷复合材料的断裂方式,由于纳米SiC的加入,材料以穿晶断裂为主,通过透射电镜观察,研究了纳米陶瓷复合材料中纳米SiC的分布,证明所制备的材料主要为晶内型纳米复合陶瓷,在纳米SiC-Al2O3/TiC多相陶瓷复合材料中,少量纳米SiC位于基体晶粒间,大多数纳米SiC位于基体晶粒内,而且纳米SiC的加入细化了基体的晶粒,通过高分辨透射电镜观察,研究了纳米SiC－Al2O3/TiC多相陶瓷复合材料中,纳米SiC与基体间界面结合状态,发现在两颗粒间的晶界几乎没有玻璃相,证明纳米陶瓷复合材料中晶界得到了加强,有利于材料力学性能的提高,另外研究了裂纹在材料中的扩展行为,结果表明,纳米粒子对裂纹的扩展起到偏折和钉扎作用。     

化学气相渗C／SiC材料结构与性能的研究

采用碳布层叠然后用化学气相渗方法制备了Ｃ／ＳｉＣ复合材料，这种材料纤维与基体间的界面是决策材料力学行为的重要因素，带有热解碳作为界面层的Ｃ／ＳｉＣ材料，在断裂进表现出大范围的脱粘，纤维与周围的基体不同发生断裂，有大量的纤维拨出，断口类似毛刷，无界央层材料表现为脆性平面断口，裂纹直接通过纤维和基体向前扩展，没有发生脱粘。     

碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤及声发射特征分析

针对碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤问题,基于声发射技术分析不同损伤阶段的声发射信号特征。根据加载过程中时间–载荷曲线以及试样破坏断面微观形貌,将损伤过程分为三个阶段:初始损伤阶段主要产生少量基体开裂与纤维–基体界面脱粘,裂纹迅速扩展阶段开始产生纤维剪断以及失稳变形,平稳损伤阶段主要产生失稳变形以及分层裂纹扩展。结合声发射信号的振幅、振铃计数研究损伤过程,并基于小波变换进行损伤信号的时频分析,发现不同损伤类型可通过声发射振幅及频率特征有效识别。     

INCREASE IN REFRACTORINESS IN CERAMIC BODIES IN INTERRUPTED HEAT TREATMENT1

The increase in refractoriness referred to here is usually termed freezing. The study was undertaken to overcome the tendency of pyrometric cones to set or freeze when subjected to prolonged heat treatment when the temperature is more or less fluctuating. The work includes a study of the freezing tendency of some natural clays, of several pottery bodies, and of pyrometric cones. A body was developed that does not freeze under the treatment that produces the phenomenon in the other materials tested but the cause is not established.     

电解法处理废水的研究进展

本文综述了近年来电解法处理废水的科研及技术进展 ,探讨了电解法水处理技术的发展前景     

煤化工装置空分氧泵变频器防晃电探讨

介绍煤化工装置空分氧泵变频器的电气控制原理,分析氧泵变频器因系统晃电而导致跳停的原因,通过对变频器增加直流支撑装置,确保空分氧泵变频器稳定运行。     

日本煤转化技术的进展

本文介绍了日本在煤气化联合循环发电、煤加氢热解，煤加氢液化和水煤浆等煤转化技术方面是最新进展及中度厂部分试验结果，同时也介绍了日本最近提出的煤气化联合燃料电池新转化工艺的方案。     

中国海水淡化工程进展

本文介绍了中国已建成投产海水淡化装置的数量、产量及各种淡化方法所占比例。到目前为止,海水淡化技术主要应用于沿海岛屿和沿海地区电力、化工等企业。随着海水淡化技术的发展和应用规模的扩大,淡化水生产成本将与市政供水价格接近,海水淡化技术将不仅用于沿海岛屿和企业供水,而且将大规模地应用于市政供水。     

IN SITUMEASUREMENT OF PHOTOCHEMICAL REACTIONS IN MICRODROPLETS

A technique based on fluorescence scattering by microdroplets has been shown to be capable of measuring instantaneous rates of photochemical reactions in microdroplets. The technique has been applied to study trans -to-cis photoisomerization of thioindigo dye in single solution droplets suspended in an electrodynamic balance. Through an analysis it is shown that the concentration distributions of isomers remain uniform in a droplet under the experimental conditions; thus, the scattered fluorescence intensity from the droplet is proportional to the concentration of solely fluorescent trans isomer molecules. The steady-state scattered fluorescence intensity versus incident laser power data have been used to interpret the kinetics of the reaction. The results show that the rate constants can be determined from the scattered fluorescence intensity versus time data. The technique is particularly suitable when only one species fluoresces in the photo-reactive wavelength range while other species present in a droplet do not.     

汽车用塑料的研究进展

介绍聚丙烯、尼龙、聚氨酯等几种主要塑料和其它塑料在汽车上的应用和研究进展。简述汽车用塑料的国内外应用发展状况,指出了汽车用塑料的发展趋势和今后的研究重点。     

美国在水泥应用方面的研究动态

介绍了美国近年来在水泥应用方面的研究动态。其基本方针是从材料科学,尤其是脆性材料理论出发,通过改变水泥基材料的组成和改进成型方法,使硬化水泥石的结构趋于合理,从而大幅度提高水泥的各种性能,最终达到部分取代陶瓷、金属、塑料和木材等其它材料的目的。这种新型的水泥材料被称为ACBM(Advanced Cement Based Materials)。美国已建立了ACBM研究中心,并出版了名为“Cementing The Future”的专门刊物来介绍这方面的科技新信息。