NASICON纳米晶固体材料的制备与烧结致密化

以常规无机试剂和含硅有机试剂为原料，采用溶胶-凝胶过程与压制成型烧结相结合的方法制备了NASICON纳米晶固体材料，利用TG—DTA对前驱凝胶原粉进行了分析测试，结果表明，NASICON相结构的形成温度范围为750-890℃．实验中重点对800-1000℃烧结所得纳米晶材料进行了表征．目的产物的XRD、FT—IR、FE—SEM、IS结果以及阿基米德法致密度测量结果显示，采用合适的烧结温度和周期可以成功制备出具有纳米级颗粒尺寸、良好结晶特性和较高致密度的固体电解质NASICON材料．材料电学特性测试结果表明，所制备的纳米晶固体电解质材料具有良好的离子导电特性和合理的离子传导激活能，其复合电导与温度倒数的Arrhenius图具有很好的线性关系，并且具有较高结晶特性的材料显示出更高的离子电导率．     

从自然到仿生的超疏水纳米界面材料

本栏目旨在对纳米材料及纳米技术研发进展、市场动态与产业前景作较为全面、系统的报道。纳米科技是一个新兴的学科领域,需要各方人士的支持和参与。欢迎您就如何看待和发展纳米科技与产业发表看法。     

纤维基纳米结构材料的界面性能

试验研究超声波处理对采用磁控溅射技术在涤纶纺粘非织造材料表面生长Al掺杂ZnO(AZO)纳米结构材料界面性能的影响。结果表明,纤维在温水(45℃~50℃)中经超声波处理30 min后,纤维表面"粗化",表面性能得到了改善,形成了许多极其细微的凹槽,纳米结构薄膜在生长时,犹如在纤维上生了"根",从而提高了纤维与纳米结构薄膜的界面结合牢度。     

煅烧温度对二氧化钛纳米晶性能的影响

研究了不同煅烧温度下,锐钛矿相、混晶和金红石相二氧化钛纳米晶的 粒径、比表面积和吸收光谱的变化。经相同的温度煅烧后,金红石相二氧化钛纳米晶的生长速率和比表面积下降速率均大大高于锐钛矿相,表明高温反应或煅烧难以获得金红石相纳米晶,真空热处理的金红石相二氧化钛纳米晶可以保持较高的比表面积和较小的粒径,但易导致非化学配比、晶格缺陷并降低了粉体的性能。     

界面活化处理对固体浮力材料力学性能的影响

采用2种方法(偶联剂处理和碱刻蚀+偶联剂处理)分别对空心玻璃微球进行界面活化处理,制备了轻质、高强的空心玻璃微球/环氧树脂固体浮力材料。通过红外光谱分析、扫描电镜、压缩性能测试和密度测试等表征手段研究了材料的结构、密度和压缩性能。研究表明,2种方法都能改善空心玻璃微球与环氧树脂之间的相容性和界面结合力,使材料的实际密度更接近理论密度,同时能显著提升材料的压缩强度。当空心玻璃微球填充量在10%时,相比未处理工艺制备的固体浮力材料,偶联剂处理和碱刻蚀+偶联剂处理得到的固体浮力材料的压缩强度分别提升18 MPa和22 MPa,上升幅度分别为13.5%和16.5%。     

纳米晶材料的研究及其进展

纳米晶材料是纳米材料研究领域中的热点之一。本文对纳米晶材料的制备方法、表征、结构、性能及其应用进行了综述。     

纳米生物材料及其界面特性对成骨细胞生长影响的研究进展

目前传统生物材料并没有诱发适当的细胞响应,进而再生足够的骨以便使材料/器械维持相当长时间.纳米生物材料可能成为骨修复植入材料的另一选择.从拓扑结构、表面化学和表面亲/疏水性等方面综述了新型纳米材料的界面特性对成骨细胞生长和功能表达的影响.讨论了在骨修复应用中使用纳米生物材料潜在的挑战.     

芳纶纳米纤维强化浸渍处理芳纶纤维及其橡胶复合材料的界面黏合性能

为进一步提高芳纶纤维/橡胶复合材料的界面黏合性能,在传统“二浴”法浸渍间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)的基础上,分别在预处理液、RFL浸胶液中加入芳纶纳米纤维(ANF),研究ANF的添加工艺和用量对芳纶纤维/橡胶复合材料界面黏合性能的影响。结果表明,在预处理液中仅添加0.05wt%ANF, H抽出力为209.0 N,剥离力为19.8 N/根,动态黏合疲劳寿命9 829次,比未增强体系分别提高18.1%、14.4%和41.0%;在RFL浸胶液中添加0.15wt%ANF,H抽出力为206.5 N,剥离力为20.1 N/根,动态黏合疲劳寿命8 095次,比未增强体系分别提高15.9%、16.1%和16.1%。在预处理体系中添加ANF可更有效地提高动态黏合性能,原因在于ANF与芳纶纤维、预处理液中的异氰酸酯之间产生良好的化学作用,有利于界面处模量过渡,提高应力传递效率。     

纳米固体的MOCVD法制备及结构性能的研究

采用MOCVD法制各纳米固体材料，用现代分析列试技术确定纳米固体的结构并探索纳米固体的特异性能是纳米固体材料研究最重要的内容之一。论述了MOCVD法在纳米领域和其他方面的应用以及其发展前景。     

界面区结构对水泥砂浆强度的影响

在研究具有水硬性表面层和惰性内核复合结构的深加工处理石英集料对砂浆界面区结构的改进效果，比较深加工处理石英砂浆（ＭＴＱＳ）、普通石英砂浆（ＭＱＳ）和硬化水泥浆体（ＨＣＰ）等３种试样强度随养护时间变化的基础上，研究了界面区结构对水泥砂浆强度的影响．结果表明：使用深加工处理石英集料能有效地改进界面区薄弱结构；界面区结构对水泥砂浆的早期强度影响较小，但对后期强度影响较大；改进界面区结构能大幅度提高水泥砂浆的抗压强度和抗折强度．     

玻璃纤维增强HDPE的性能及界面研究

通过扫描电镜观察、红外光谱分析及材料力学性能试验等方法考察了不同界面粘结形式下玻璃纤维增强HDPE的力学性能及其与界面粘结性的关系。结果表明,复合过程中加入的界面反应性试剂及其与HDPE接枝而形成的接枝物可与玻纤表面及其硅烷发生化学作用或交(?),从而显著提高复合材料的界面粘结强度及其力学性能。     

Li_2SO_4基非晶固体电解质及其薄膜性质

研究了用真空闪蒸法制备的Li2SO4基非晶（1－x－y）LiCl·yLi2SO4·xP2O5体系固体电解质薄膜，对固体电解质体性质及其薄膜的结构、成分进行了研究。所得的膜是非晶的，表面成分接近体的成分，氧稍有富集，表面碳沾污较严重。当0．3≤x＜1时，所得固体电解质均为非晶态。引入的Li2SO4量超过20％时，体系出现新的快离子导电相。电导率变化较复杂，出现两个谷值。P2O5引入时无新相产生。电导率随温度变化，在200℃≤T≤282℃时满足Arrhenius方程。对组分与体相相同的薄膜来说，薄膜的电导率与组分无关。此外，用复阻抗谱对系统的电化学参量进行了研究。     

考虑过渡区界面影响的混凝土宏观力学性质研究

混凝土材料的宏观力学特性及破坏机理由其细观组分来决定,界面过渡区是影响混凝土断裂破坏路径及宏观力学特性的重要因素。认为界面过渡区是区别于远处砂浆基质的一层含较高孔隙率的近场砂浆材料,采用“两步等效法”得到了混凝土细观单元的等效本构关系模型。最后基于细观单元等效化方法分析了在单轴拉伸、单轴压缩及弯拉载荷条件下混凝土试件的破坏过程及宏观力学性质,探讨了界面过渡区对混凝土力学特性的影响,并与随机骨料模型分析结果进行了对比。结果表明:界面相的存在对混凝土的弹性模量、强度及残余强度等力学性质有很大影响,在对混凝土宏观力学特性及细观断裂破坏过程进行研究时不可忽略其影响。     

乳化炸药组分对体系界面张力的影响

采用吊片法分析乳化剂对碳质燃料油的表面张力以及乳化炸药组成材料对乳化炸药体系界面张力的影响。实验结果表明,油相材料的表面张力随乳化剂质量分数的增加而减小;在乳化炸药体系的水相中加入硝酸钠,可以降低体系的界面张力;油相材料的黏度增加,乳化炸药体系的界面张力也相应的增加;乳化剂质量分数大于1.0%时,乳化炸药体系的界面张力值趋向恒定。     

乳化炸药组分对体系界面张力的影响

采用吊片法分析乳化剂对碳质燃料油的表面张力以及乳化炸药组成材料对乳化炸药体系界面张力的影响。实验结果表明,油相材料的表面张力随乳化剂质量分数的增加而减小;在乳化炸药体系的水相中加入硝酸钠,可以降低体系的界面张力;油相材料的黏度增加,乳化炸药体系的界面张力也相应的增加;乳化剂质量分数大于1.0%时,乳化炸药体系的界面张力值趋向恒定。     

Deforming Nanocrystalline Metals: New Insights,New Puzzles

Recent experiments have brought new insights into the mechanisms which govern the plasticity of nanocrystalline metals. In particular, new opportunities have arisen from the finding that bulk nanocrystalline samples with extremely small grain size, prepared by the inert gas condensation technique, can be deformed to large true strain. The findings elucidate the roles of creep, partial dislocation activity along with its consequences, faulting and twinning, as well as grain boundary sliding and grain rotation. However, they also rise intriguing new questions, specifically with respect to the mechanisms of dislocation nucleation at grain boundaries, and with respect to slip system selection and alignment in twinned grains. An emerging insight is that there is not ‘the’ deformation mechanism at small grain size; instead, deformation mechanism maps in, for instance, the parameter space spanned by the strain rate and the grain size, are more appropriate representations of the various processes that control the materials behavior.     

聚乙烯/无机纳米复合材料的抗紫外老化性能

研究了茂金属聚乙烯（mPE）／纳米TiO2、线形低密度聚乙烯（LLDPE）／纳米ZnO、LLDPE／纳米CaCO3复合材料经过不同时间紫外辐照后的力学性能和热学性能,用傅立叶红外光谱测定了紫外辐照后的基团变化。结果表明,纳米TiO2和ZnO对聚乙烯抗紫外老化性能有比较明显的提升,为聚乙烯纳米复合材料的制备、加工和应用提供了理论依据。     

界面掀起和轴力对组合梁动力弯曲特性的影响

考虑组合梁界面的法向/切向部分相互作用以及各子梁轴力的二阶效应,利用Hamilton原理得到了位移描述的Euler-Bernoulli组合梁非线性动力弯曲及一阶近似的初边值问题,并应用微分求积法研究了考虑界面法向/切向部分相互作用组合梁的临界荷载和固有频率。在通过与已有解析解和有限元结果对比验证了本文微分求积法正确性和适用性的基础上,进行了参数分析,研究了组合梁界面刚度对组合梁动力特性和稳定性的影响以及轴力对组合梁固有频率的影响。数值结果表明：组合梁的固有频率与临界荷载随界面刚度的增加而增加,并逐步趋于完全作用组合梁的固有频率与临界荷载;当轴向压力逐渐增加并趋于临界载荷时,组合梁的一阶固有频率逐渐减小并趋于零,并且,临界载荷随法向和切向刚度的增加而增加。     

THE EFFECT OF INTERFACIAL PROPERTIES ON THE FLOW STRENGTH OF DISCONTINUOUS REINFORCED METAL-MATRIX COMPOSITES

Abstract

The effect of interfacial properties on the strength of discontinuous reinforced metal-matrix composites is systematically studied by theoretical modelling. The calculations were carried out within the framework of continuum plasticity theory using cell models and the finite element method. A wide range of inclusion aspect ratios, volume fractions, and interfacial strengths were investigated for perfectly plastic and hardening matrices. Interfaces were modelled either as strongly bonded, or as shearable but strong normal to the inclusions, or as debonding at the reinforcement ends but strong on the sides. Additionally, the effects of reinforcement arrangement and extensive damage to continuous fibre composites were addressed. Debonding at the ends of the inclusions was found to have the most deleterious effect on the strength of the composite. When debonding does not occur but interface sliding takes place freely, an amount of strengthening is seen which is a function of the inclusion volume fraction but is primarily independent of the inclusion aspect ratio. For extensively damaged continuous fibre composites, a weak interface yields a steady-state composite flow strength slightly higher than the volume fraction of the matrix times the yield strength of the matrix. This increases linearly with the interfacial shear strength up to the level for strongly bonded composites and can be estimated from the intact fibre aspect ratio, the matrix yield stress, the volume fraction, and the interfacial strength