W丝／Zr-Ti-Cu-Ni-Be-Co非晶基复合材料的制备与塑性变形

采用渗流铸造方法制备了W丝／Zr—Ti—Cu—Ni—Be—Co非晶基复合材料，研究了复合材料的变形方式及其机理。结果表明：W丝／Zr—Ti—Cu—Ni—Be—Co非晶基复合材料在准静态压缩条件下表现出很高的塑性和断裂能，与纯非晶相比提高超过十倍。随着W丝体积分数的增加，复合材料的变形方式由剪切滑移转变为W丝的弯曲和劈裂。W丝对非晶基体单一剪切带滑移的阻碍，促进多重剪切带的产生和扩展是复合材料产生大量塑性变形的微观机理。     

体积分数40％的W丝增强Zr41．25Ti13．75NiloCu12．5Be22．5块状非晶复合材料的变形行为

室温下对体积分数为40％的W丝增强Zr41．25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶基复合材料的室温单轴压缩断裂行为进行了研究。结果表明，该非晶复合材料的室温准静态下的压缩变形过程主要表现为弹性和塑性变形，并且塑性变形阶段无明显加工硬化现象产生，断裂方式为纵向劈裂。塑性变形中，非晶基体以剪切带粘性流层相对滑动的方式进行；而W丝则表现为韧性化的撕裂行为。正应力在剪切带的形成与发展过程中起黄重要作用。     

SiC颗粒增强锆基非晶材料的组织与变形行为

为获得高强度、低密度且有一定塑性的新型复合材料,在铜模喷铸条件下制备了体积分数分别为6%和10%的SiC颗粒增强Zr_5.05Al₉Ni_4.05Cu_36.45块体非晶合金复合材料.应用x射线衍射仪、透射电镜、材料试验机和扫描电镜分析了复合材料的相组成、微观组织、压缩性能及断口形貌.实验结果表明：界面微观组织的变化对复合材料力学性能有显著的影响.有限的界面反应物ZrC能够增强界面的结合强度,有效地传递应力,从而阻碍剪切带的局域化扩展,促使多重剪切带的萌生,有助于提高合金的强度和塑性.而过量的界面反应则弱化界面的结合强度,致使合金压缩变形时,沿界面迅速开裂,表现为脆性断裂.     

块体非晶合金的剪切带演变与结构研究

研究单轴准静态压缩时Zr基块体非晶合金的剪切带特征,结合热膨胀测试研究剪切引起的非晶合金结构变化.结果表明,初始剪切带彼此独立(εp2%),形核和初始扩展方向具有随机性,然后分叉(εp2%)和相互交割(εp≥6.49%),次生剪切带逐渐与受力方向成45°,剪切带的次生和扩展受切应力影响较大;变形初期(εp3%),剪切变形伴随新生自由体积,对应的驰豫过剩自由体积增多,过冷液相区最大黏度增大;塑性应变进一步增大,剪切带相互交割,对应的驰豫过剩自由体积和黏度急剧减少.     

SiC/Cu复合材料磨损界面研究

采用非均相沉淀法制备了SiC／Cu包裹复合粉体,热压烧结制备SiC／Cu复合材料．以Si3N4球为摩擦副,在400℃条件下进行磨损实验．采用XRD、SEM分别对磨损前后材料的界面物相、磨损界面的形貌以及裂纹的扩展变化情况进行分析．结果表明：在该实验条件下,SiC／Cu复合材料界面的物相随着磨损的进行发生变化,Cu2O含量大大增加,同时出现CuO．随着循环荷载的增加,复合材料的内部产生了裂纹,裂纹的扩展是沿着SiC／Cu界面进行;而SiC颗粒的存在,使复合材料内部裂纹发生偏转,有利于提高材料的耐磨性．     

Fe对Zr55Al10Ni5Cu30非晶形成能力及力学性能的影响

为了进一步提高锆基大块非晶合金的玻璃形成能力及力学性能,采用铜模吹铸法制备了（Zr0.55Al10Ni0.05Cu0.30）100-xFex（X=1,5,10）系列合金,通过X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）以及压缩实验和SEM进行材料分析。研究表明：微量Fe有助于改善非晶合金在压缩变形时剪切带内的应力分布,提高材料的综合性能,当Fe添加量为1％时,塑性应变εp达到5．9％,强度达到1．89GPa,同时,随着Fe添加量的增加,过冷温度区间ΔTx减小,热稳定性减小,非晶形成能力降低。     

平面应变含缺陷岩样变形破坏全过程数值模拟

采用拉格朗日元法(FLAC)研究了左边界有缺陷的压缩岩样剪切带的启动及演变规律，峰后本构关系采用线性应变软化模型．计算结果表明，在应力一时步曲线峰值之前，剪切带首先出现在缺陷附近，直到贯通试样右边界；在剪切带传播过程中，塑性区沿切向及法线向外扩展；剪切带内部单元的剪切应变率一时步曲线经历了稳定、线性上升和非线性上升3个阶段．然而，剪切应变增量随时步持续增加．剪切带倾角接近于Arthur倾角，表明数值计算结果是可信的。     

法向压缩载荷对II型裂纹扩展的影响规律研究

压剪共同作用下裂纹是地下岩体中广泛存在的,为了研究法向压缩载荷对剪切型即II型裂纹扩展的影响规律,利用砂岩制作了单边裂纹试件,通过岩石剪切实验系统对不同法向压缩载荷作用下的裂纹进行了剪切实验研究,结果表明法向压缩载荷对裂纹的起裂及扩展起到抑制作用,随着裂纹法线压缩载荷的增大,裂纹起裂角逐渐减小;同时,得出法向压缩载荷与II型裂纹极限应力强度因子之间的关系,随着法向压缩载荷增大,岩石II型裂纹极限应力强度因子也随之增大。运用ABAQUS模拟软件,对不同压缩载荷作用下压剪裂纹的扩展进行模拟研究,得出了裂纹尖端II型应力强度因子随压缩载荷的变化规律。     

不同应力比下SiCp/Al复合材料疲劳裂纹扩展行为

为了研究应力比对SiC颗粒增强铝基复合材料疲劳性能的影响,采用真空液态搅拌法制备了SiCp/Al复合材料,并对CT试样循环加载测定其裂纹扩展曲线.研究了三种不同应力比下的裂纹扩展行为,结果表明:随着应力比R增大,疲劳裂纹扩展速率da/dN降低.疲劳裂纹的断口形貌塑性断裂越明显,裂纹尖端塑性区增大,裂纹尖端钝化越显著,二次裂纹数量增加.     

三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料单轴压缩性能研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料进行不同应变率下的动态压缩实验,并与准静态压缩实验结果比较.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了复合材料的相组成和断口形貌.结果表明:在压缩条件下三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料的断裂发生在弹性变形阶段,断裂前几乎观察不到塑性变形;复合材料的准静态压缩强度达到了1 270 MPa,高于在动态压缩中的断裂强度1 100 MPa.试样发生纵向劈裂和剪切断裂,准静态下试样形成的破片数量较多,动态加载条件下试样破碎成数量较少的较大块体.三维连通网状SiC陶瓷断口形貌为层片状、台阶式的解理断裂,非晶合金发生粘性流动,在变形过程中形成脉状花样,在高应变率加载条件下,非晶热软化严重,断口形貌复杂多样.     

Amplified Spontaneous Emission in Single Frequency Double-Clad Fiber Power Amplifiers

Amplified spontaneous emission(ASE)in diode laser pumped double-clad fiber power amplifiers is studied experimentally.The dependences of ASE on fiber length and cross section of active core are discussed and the variations of ASE power as the function of pumping and signal power are investigated.There are indications that long fibers with large mode area need stronger input signals to suppress ASE.It is shown that a 150 mW input signal can suppress the ASE by 40 dB in a 4 m large mode area fiber,while to efficiently suppress the ASE in a 10 m fiber,stronger input signal is needed.12.5 W and 16.1 W single frequency CW output power are obtained from 4 m fiber and 10 m fiber respectively.No stimulated Brillouin scattering(SBS)was observed.     

碳纳米纤维／镍管复合材料的制备

采用化学镀法在化学纤维布表面覆盖均匀镍层,通过热处理去除基体后获得中空镍纤维管;将其置于化学气相沉积装置中,通过调整合适的氢气和甲烷流量比及气压条件制备了以中空微米镍纤维管为主体结构、碳纳米纤维（CNF）以及金属管体结构为存储介质的碳纳米纤维／镍管复合纤维材料．运用扫描电子显微镜（SEM）分析中空镍纤维及复合纤维管表面形貌,x射线衍射（XRD）对复合纤维管晶相组成进行表征．结果表明,利用模版法制备出的中空镍纤维管孔径在10μm左右,管壁厚约0．5μm;化学气相沉积制备过程中,当微波功率500W,氢气和甲烷流量比100：6,气压4．0kPa,沉积时间5min时,复合纤维管外壁和端口内壁均匀沉积长径比较大且直径均匀分布的碳纳米纤维,碳纤维直径约50nm;复合纤维成分为碳纳米纤维、镍和三镍化磷合金相,其中碳纳米纤维表现为石墨相．表面覆盖有碳纳米纤维的镍管复合材料,增加了材料自身的吸附存储和导电性能,可应用于多相催化、电容存储和电极材料等领域．     

聚苯胺/涤纶导电织物的等离子处理制备及其性能表征

采用低温等离子处理技术结合碱减量对涤纶织物进行表面处理,在织物上原位化学氧化聚合制备聚苯胺/涤纶复合织物.研究了低温等离子处理功率、压强、时间对复合导电织物表面电阻率的影响.结果表明:采用真空度30 Pa,处理时间4 min,处理功率300 W的等离子处理工艺,苯胺单体浓度0.25 mol/L,氧化剂APS质量浓度0.06 g/mL,掺杂酸浓度0.6 mol/L,反应时间2 h,氧化聚合,制备的复合导电织物其表面电阻率可达102Ω.SEM、FTIR及XRD测试结果表明涤纶织物表面有均匀连续的聚苯胺存在,且渗入纤维内部,使纤维无定形区面积增加,结晶度减小.     

Damage Processes of Polypropylene Fiber Reinforced Mortar in Different Fiber Content Revealed by Acoustic Emission Behavior

The performances of the cement-based materials can be improved by the incorporation of polypropylene fiber, but the damage processes become more complex with different fiber contents at the same time. The acoustic emission(AE) technology can achieve the global monitoring of internal damage in materials. The evolution process of failure mode and damage degree of polypropylene fiber reinforced mortar and concrete were analyzed by measuring the AE energy, RA value, AF value and b value. It was found that the cement matrix cracked on the initial stage, the cracks further developed on the medium stage and the fibers were pulled out on the last stage. The matrix cracked with minor injury cracks, but the fiber broke with serious damage cracks. The cumulative AE energy was proportional to the polypropylene fiber reinforced concrete and mortar's ductility. The damage mode and damage degree can be judged by identifying the damage stage obtained by the analysis of the AF value.     

黄麻纤维/环氧树脂复合材料的力学性能

探讨了黄麻/环氧树脂复合材料板的制作方法,并对不同质量分数与长度的黄麻纤维增强的板材进行了拉伸及弯曲性能测试,采用扫描电镜观察了拉伸断面的微观形貌.讨论了纤维质量分数与长度对复合材料拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量的影响.实验结果表明,加入黄麻纤维有利于提升环氧树脂的拉伸和弯曲,纤维质量分数与长度对复合材料力学性...     

混杂纤维混凝土早龄期抗裂性能试验研究

选取强度等级CF40和CF50混凝土,在混杂纤维混凝土配合比三元叠加法试验基础上确定配合比:在钢纤维体积分数固定为1%时,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3内按级差0.3 kg/m3取5个水平;在聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,钢纤维体积分数在0.5%～2.0%内按级差0.5%取4个水平,研究纤维的不同掺量对混凝土早龄期抗裂性能的影响以及试件裂缝形态的变化.结果表明,钢-聚丙烯纤维混杂具有耦合提高混凝土早龄期抗裂性能的作用,早龄期抗裂性能随纤维掺量的增加而提高;钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量存在合理有效值.纤维混杂可以协同阻裂和限裂,使混凝土裂缝由宽、长形态调整为细、短形态.     

纤维体积分数对单向C/C复合材料导热系数的影响

采用无维布叠层的方式获得不同纤维体积分数的单向长炭纤维预制体,以化学气相渗透(CVI)增密技术制备了单向C/C复合材料.讨论了C/C复合材料的导热机理以及纤维体积分数对单向C/C复合材料导热系数的影响.研究表明,材料沿纤维方向的导热系数约为垂直纤维方向的10倍;材料沿纤维方向的导热系数在不同热处理温度下都随纤维体积分数的增加而增加,而材料垂直纤维方向的导热系数在低热处理温度下随纤维体积分数的提高而略增,但在高热处理温度下随纤维体积分数的提高先增加再降低.     

Fiber-reinforced Mechanism and Mechanical Performance of Composite Fibers Reinforced Concrete

To understand the enhancing effect and fiber-reinforced mechanism of composite fibers reinforced cement concrete, the influences of composite fibers on micro-cracks and the distribution of composite fibers were evaluated by optical electron micrometer(OEM) and scanning electron microscope(SEM). Three kinds of fiber, such as polyacrylonitrile-based carbon fiber, basalt fiber, and glass fiber, were used in the composite fibers reinforced cement concrete. The composite fibers could form a stable structure in concrete after the liquid-phase coupling treatment, gas-liquid double-effect treatment, and inert atmosphere drying. The mechanical properties of composite fibers reinforced concrete(CFRC) were studied by universal test machine(UTM). Moreover, the effect of composite fibers on concrete was analyzed based on the toughness index and residual strength index. The results demonstrated that the composite fibers could improve the mechanical properties of concrete, while the excessive amount of composite fibers had an adverse effect on the mechanical properties of concrete. The composite fibers could significantly improve the toughness index of CFRC, and the increment rate is more than 30%. The composite fibers could form a mesh structure, which could promote the stability of concrete and guarantee the excellent mechanical properties.     

PVA纤维增强水泥基复合材料的性能试验研究

通过单轴抗压试验、直接拉伸试验、四点弯曲试验、抗折试验对不同配比和不同试件形状的PVA纤维增强水泥基复合材料进行力学性能试验研究,结果表明：加有PVA纤维的水泥基复合材料的抗压强度提高不大,大约是10%,而抗拉强度和抗弯强度则提高很多,且出现了许多细小裂缝,呈现出应变硬化特性,极限拉应变可达1.8%;利用直板型试件做直接拉伸试验比胫型试件做直接拉伸试验的试验结果准确,且易于试验操作.试验结果证实了PVA纤维增强水泥基复合材料具有很好的韧性.