分散于硅油基体中的镓颗粒的相转变行为研究

通过差示扫描量热仪(DSC)对分散在硅油中不同尺寸的镓颗粒的相转变行为进行了系统研究.结果表明,随着颗粒尺寸的不断变化,镓的相结构也发生了变化,即颗粒的相结构与其尺寸相关,不同尺寸的镓颗粒对应着镓的稳态相和不同的亚稳相.针对该结果给出了可能的机理解释.     

界面结构对纳米镶嵌颗粒熔化行为的影响

分别研究了具有两种界面结构的Ｉｎ和Ｐｂ纳米镶嵌颗粒（Ａｌ基体）的熔化行为，发现与Ａｌ基体具有附生取向关系的Ｉｎ和Ｐｂ纳米颗粒的熔点升高，而与Ａｌ基体随机取向的Ｉｎ和Ｐｂ纳米颗粒的熔点则降低，说明界面结构决定了纳米颗粒熔点的升降。     

选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展

选区激光熔化是一种使用聚焦高能激光束熔化粉末,逐层叠加成形零件的增材制造方法.选区激光熔化可以直接制备复杂结构零件和实现近净成形,能够方便地通过粉末预混添加或原位反应实现颗粒增强金属基复合材料的控形控性,具有独特的技术优势,受到广泛关注.本文综述了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展,总结了主要研究结果及存在的共性问题,并展望了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究方向和发展趋势.通过总结分析,指出选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料时,聚焦激光作用下形成的高温微小熔池凝固时间短,远远偏离平衡状态,凝固过程复杂,增强颗粒与基体间冶金反应剧烈,容易熔化、分解和溶解并对基体特性产生影响,进而影响成形后的复合材料的宏观形貌和组织、性能.除增强体成分、颗粒形貌与尺寸、体积分数外,复合材料的性能还受激光功率、扫描速度、扫描间距、粉层厚度、成形气氛等工艺参数的影响,粉末特性与工艺参数之间的交互作用复杂.因此,考察工艺参数与粉末特性之间的交互作用关系,系统研究增强体颗粒特性与成形工艺参数对复合材料宏观形貌、致密度、缺陷、组织和性能的影响规律,是实现复合材料组织结构设计和性能调控的基础.     

聚环氧氯丙烷聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯互穿网络的合成与动态力学行为

本文选用聚环氧氯丙烷(PECH)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和三甲醇丙烷(TMP)组成网络Ⅰ,甲基丙烯酸甲酯(MMA)和乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDM)组成网络Ⅱ,制成了一组 IPN 材料,研究了它们的动态力学性能。动态力学损耗谱表明:这组 IPN 的阻尼因子 tanδ在很宽的温度范围有较高的值。文中详细讨论了聚合反应条件、网络组成、交联度对阻尼因子以及相容性的影响。     

聚四氟乙烯包覆纳米铜颗粒的热熔化行为的研究

固态物质在宏观尺寸时,其熔点是固定的,超细微化后熔点显著降低,当粒径小于20nm时尤为显著。纳米铜颗粒是一种热力学上处于亚稳态的粒子,在程序升温过程中受热会发生团聚,结构向更稳定的状态转变,同时放出潜热,其特性就会随之变化,因此,用常规热分析测试方法无法测得纳米铜的熔点。文章将纳米铜均匀涂在聚四氟乙烯薄膜上进行动态热机械性能测试,得到纳米铜（小于20nm）的熔点大约在341℃左右。     

聚乙烯的动态力学转化行为

本文讨论了聚乙烯动态力学α、β、γ转化的特点和归属。     

纤维复合材料粘弹性动态性能的细观力学分析

建立了纤维增强复合材料粘弹性动态性能的细观力学模型.首先建立了树脂基体相各向同性的粘弹性模型,模型参数由纯树脂基体材料的蠕变试验获取,在此基础上分别建立了针对单向和正交铺层复合材料的横观各相同性、正交各相异性的细观粘弹性模型.对单向、正交铺层复合材料进行了静态和动态试验,分别通过试验和上述理论模型得到了其阻尼比、动态储存模量、损耗模量和损耗因子,理论预测与试验结果吻合.     

激光选区熔化颗粒增强钛基复合材料的抗压性能EI北大核心CSCD

采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)制备LaB_(6)颗粒增强钛基复合材料,研究不同激光能量密度下试样的致密化行为、显微组织、物相及其在准静态和动态冲击条件下的力学性能。结果表明:LaB_(6)颗粒的加入在一定程度上改变了材料的致密化行为,过高或者过低的激光能量密度均会降低试样的致密度。而增强颗粒的加入细化了基体材料的晶粒,钛合金的初始β晶粒及针状α晶粒的晶界有一定程度的弱化,从而导致复合材料的屈服强度和极限强度增加,但延展性降低,同时复合材料表现出明显的应变率强化效应。与SLM成型Ti-6Al-4V合金相比,复合材料在塑性段的应变硬化效应和失稳阶段的脆性断裂特征更显著,为激光增材制造高性能颗粒增强钛基复合材料的动态抗压性能优化提供理论基础。     

砂土强度和剪胀性的颗粒力学分析

砂土强度和剪胀性一直是土力学强度和变形研究的难点和重点,对其进一步认识的关键取决于对砂土颗粒状微观结构的洞察。砂土的颗粒性和散碎性使其适合采用颗粒力学来研究。该文从颗粒力学角度出发,利用平面离散元模拟砂土变形,建立并标定了砂土单元实验的一个颗粒力学模型。在此基础上,通过颗粒力学参数影响分析,研究了砂土无侧限双轴试验的三种表观强度指标(临界状态强度、峰值强度和特征应力强度)、剪胀性及剪切模量的颗粒力学影响因素。研究结果表明:砂土临界状态强度仅受砂土颗粒摩擦系数的影响,是材料属性,符合临界状态土力学理论;砂土峰值强度和特征应力强度不但与砂土颗粒摩擦系数相关,还与围压水平和相对密实度有关。峰值强度不受砂土颗粒自身刚度性质的影响,而特征应力强度受颗粒刚度性质的影响较大,但后者的影响规律不是简单的正比或反比的关系。砂土剪切模量主要受其颗粒自身刚度性质的影响,就目前研究来看,它与砂土相对密实度的关系并不显著。用颗粒力学方法对剪胀性的深入研究比较困难,主要是因为诸多颗粒力学参数(砂土颗粒摩擦系数和刚度、砂土样品的孔隙率及围压水平)均与之相关。该文尝试研究了砂土剪胀性与其颗粒转角的关系。最后,用该文标定的颗粒力学模型,研究了无重地基极限承载力普朗德尔-瑞斯纳问题,通过颗粒力学计算结果与普朗德尔-瑞斯纳解的对比,深化了对砂土地基极限承载力的理解,也为计算颗粒力学方法在岩土工程尺度上的应用提供了参考。     

各种因素对动态热机械分析结果的影响

通过对尼龙6和UHMWPE/HDPE共混物的动态热机械分析,研究了样品厚度及目标振幅、动态力、静态力等参数的设定对测试结果的影响。结果表明样品厚度大小,目标振幅与动态力、静态力是否匹配,测试频率和升温速率是否合适都对测试结果有很大影响。     

新型镓熔点自动复现装置

介绍了中国计量科学研究院新型镓熔点自动复现装置, 该装置的固定点炉采用半导体三段冻制及加热技术实现了镓熔点复现的自动化, 通过精密控温及合理的结构设计获得优良的温度稳定性与均匀性。该装置镓熔点使用当前最新提纯技术的99.999 99%高纯镓金属及完善的灌注技术。实验结果显示, 该固定点装置温坪持续了70 h以上,前20%～80%温坪变化小于0.15 mK,复现性为0.07 mK, 该装置的扩展不确定度为0.36 mK（k=2）。     

镓熔点温坪复现研究

镓熔点是ITS-90国际温标中重要的定义固定点,在温度计量研究中起着重要作用。由于高纯镓从液态转化为固态时,体积膨胀约3. 1%,传统玻璃外壳的镓熔点容器在冻制过程中很容易造成损坏。为了解决这一难题,设计了一种具有金属外壳的镓熔点装置,以该装置为对象,开展了2种不同镓熔点复现方法和2种不同复现装置对镓相变温坪影响方面的研究,并与国外同类型装置的性能进行了比较。实验结果表明:不同镓点容器复现的镓熔点温度在0. 02 m K范围内一致,高纯镓中的微量杂质是造成差异的主要原因;外液-固界面复现方法比双液-固界面复现方法得到的温坪值低0. 09 m K;不同复现装置对镓熔点温坪的影响较小。     

噪声法测量热力学温度研究

噪声法是目前国际计量界采用的测量热力学温度的3种方法中的一种,目前只有少数几个国家计量实验室建有计量级的噪声温度计.介绍了中国计量科学研究院开展的噪声法测温新研究,及测量镓熔化点热力学温度的工作.新噪声温度计采用了相关法结构,参考点为水三相点.电子测量系统与当前国外计量级噪声温度计的基本一致,但对前置放大器的性能和开关的结构做了改善.采用新研制的噪声温度计测量了镓熔化点的热力学温度,测量积分时间210 h,测量得到的镓熔化点热力学温度302.9176 K,标准合成不确定度8.9 mK.通过分析测量结果值可知,新噪声温度计测量积分时间达到1750 h,可以将标准合成不确定度减小到3 mK.     

高应变率下橡胶的时温等效关系及力学形态

以氯丁橡胶(CR)在不同温度(-20℃～50℃),不同应变率(5×10-3/g～3000/s)条件下的应力应变曲线及拟合结果为依据,研究了橡胶在高应变率下粘弹性力学行为的时温等效性,得到了类似WLF方程的移位因子αT公式和归一化应力应变主曲线.并对CR橡胶在不同实验环境中的力学状态进行了分析,高应变率下CR橡胶的玻璃化转变温度接近-21℃,说明高应变率下,CR橡胶的玻璃化温度比<橡胶工业手册>查得的玻璃化温度(-45℃)高.     

剑麻纤维处理方法对SF/PF共混复合材料动态力学性能的影响

分别采用碱、硅烷偶联剂(A-1120)及阻燃剂(硼砂-HCHO-NaHSO3)对剑麻纤维进行表面处理,通过模压成型工艺制备了剑麻纤维/酚醛树脂(SF/PF)共混复合材料。采用动态力学性能测试(DMA)研究了SF表面处理方法对SF/PF共混复合材料动态力学性能、蠕变及应力松弛性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察了SF/PF共混复合材料冲击断面的形态。结果表明,SF经偶联剂处理后,SF/PF共混复合材料的储能模量达到6310MPa,玻璃化转变温度(Tg)达到216℃,其储能模量和Tg分别比未处理复合材料提高2倍和15℃;SF经阻燃剂处理后,SF/PF共混复合材料的蠕变和应力松弛性能得到提高,SEM观察表明,SF表面处理对提高材料的界面粘接性具有一定的作用。     

金属基复合材料微屈服行为的力学分析与试验

本文采用细观力学计算、有限元分析和试验测试等方法,定量研究了短纤维增强金属基复合材料微屈服过程中应力应变分布和微屈服规律,结果表明不同短纤维分布朝向、体积比的Al2O3-SiO2(sf)/Al-Si复合材料微屈服行为符合Brown-Lukens关系,在增强体短纤维附近存在较大应力集中,晶粒直径、位错密度等材料参数对等效应力影响不大,对等效塑性应变有显著影响,同时分析了增强体短纤维的体积含量和短纤维分布状态对材料微屈服强度的影响。     

高应变速率下TC11钛合金动态剪切行为与性能

采用分离式霍普金森压杆（Hopkinson Bar）装置系统,对TC11钛合金进行室温高应变速率（700-2100s^-1）动态剪切试验,通过光学显微镜、显微硬度分析仪、扫描电镜研究了TC11钛合金动态剪切行为、绝热剪切带微观组织与性能。结果表明：TC11钛合金随应变速率的提高绝热剪切敏感性增加;绝热剪切带由过渡区域的变形拉长组织和中间部位的细小晶粒组织组成,具有清晰的剪切变形流线,宽度约为10μm;绝热剪切带内的显微硬度值高于基体组织,是,由应变速率强化和应变强化与热软化相互作用的结果。     

开口镓熔点装置的复现及气压修正

中国计量科学研究院自行研制的开口镓熔点装置实现了对镓熔点冻制及复现的自动化,建立了开口镓熔点配置标准铂电阻温度计组成的基准装置。实验结果显示:镓熔点熔化温坪长达50h,镓熔点的复现性为0.1mK,闭口结构与开口结构镓熔点量值差异经过气压修正后由0.13mK减小至0.06mK,镓熔点温度-气压线性拟合曲线所得数值与90温标中给出的镓熔点气压修正系数一致。