体相与表面结构对石英玻璃结构弛豫的影响

结构弛豫是影响玻璃结构与性能稳定性的本质原因。借助傅里叶变换红外光谱仪,测试石英玻璃的体相与表面假想温度Tf值,研究玻璃结构及缺陷对其结构弛豫过程的影响。结果表明,体相结构中,气泡、颗粒、条纹等宏观缺陷,以及羟基、碱性金属离子等微观缺陷是促进石英玻璃结构弛豫的重要内在因素;原始Tf值高的样品弛豫速度更快。此外,表面结构缺陷显著加快了表面弛豫速度。     

高温均化对石英玻璃结构的影响

为消除石英玻璃高温熔制过程中产生的结构缺陷,采用高温均化处理石英玻璃,并借助偏光显微镜、应力仪、傅里叶变换红外光谱仪测试玻璃结构。研究结果表明,高温均化过程中,石英玻璃中10 mm以上的大气泡和50μm以下的小气泡,以及尺寸较小的颗粒和条纹可基本消除;同时,均化有利于提高羟基分布的均匀性,从而提高石英玻璃结构均匀性与性能稳定性。     

体相与表面缺陷对石英玻璃腐蚀形貌的影响

系统研究四类石英玻璃受HF酸腐蚀后的表面形貌,以及不同加工方法对其腐蚀表面质量的影响。结果表明,Ⅰ类石英玻璃体相结构中含有大量气泡、颗粒、条纹缺陷,导致其腐蚀表面质量差。Ⅲ、Ⅳ类玻璃体相结构缺陷少,腐蚀表面质量明显优于Ⅰ、Ⅱ类玻璃,切、研、抛加工过程中产生的表面缺陷是其腐蚀表面形貌的主要影响因素。     

石英玻璃辐照诱导缺陷结构的研究

石英玻璃经辐照诱导产生色心缺陷导致石英玻璃光学透过率下降,影响石英玻璃在航天工程和核工程中的应用性能,本文基于国内外色心缺陷的研究进展,对辐致损伤的过程机制、色心缺陷的存在形式和转变过程、色心缺陷的测试方法等研究内容进行了综述。     

初始几何缺陷对大跨张弦桁架结构整体稳定的影响研究

张弦桁架结构在大跨空间结构中应用越来越广泛,如何确保此类结构的整体稳定性是钢结构领域面临的重要课题。首先以某185 m跨张弦桁架柱面煤棚为背景,分析了满跨活荷载、半跨活荷载和风荷载作用下不同初始缺陷对该结构整体稳定性能的影响,发现在该结构设计中,以理想结构的静力失稳模态作为结构的初始几何缺陷,比"一致缺陷模态法"对结构的整体稳定性有更显著的影响。再建立跨度为120,140,160,180,200 m的类似柱面张弦桁架模型并分别分析其整体稳定性。研究结果表明:此类张弦桁架结构对初始缺陷不敏感,静力失稳模态作为初始缺陷与一阶模态相比更加不利。     

“低温相硅石粉代水晶制透明石英玻璃”项目研究通过部级鉴定

由中国建筑材料科学研究院石英玻璃所研究的“低温相硅石粉代水晶制透明石英玻璃”项目,现已完成,并于1991年12月26日在北京通过了部级鉴定。透明石英玻璃具有许多特殊的理化性能,广泛用在光纤制造、电子、电光源及军工等高新技术领域,我国能制造透明石英玻璃是在建国以后,距今已有30多年的历史,但直到现在还是用天然稀少的水晶作为原料。随着近十年来国内高新技术产业的发展,我国对石英玻璃的需求量越来越大,档次要求也越来越高,然而天然水晶越采越少,尤其是优质水晶有枯竭之危险,国际上95％的水晶又产在巴西及马达加斯加。为此国家建材行业基金资助中国建材院石英玻璃所进行基础研究。     

耐高温复合石英玻璃的研制

本文概述了复合石英玻璃的试制内容，探讨了熔烧制度对复合石英玻璃的表面析晶特性，分析晶和抗碱性及耐高温变形性能的影响，研制出适合半导体领域的各类性能良好的耐高温复合石英玻璃。     

熔拉工艺对石英管壁厚的影响

合成石英玻璃具有高纯度性能而被广泛应用于光纤、半导体等领域。以合成石英玻璃厚壁管为母材,采用无接触拉管法制备石英玻璃薄壁管,研究加热功率、管内气体流量、母材尺寸对石英玻璃薄壁管壁厚的影响。结果表明,加热功率、管内气体流量与石英玻璃薄壁管壁厚成反函数关系,石英管母材截面积与石英薄壁管截面积近似成线性关系而影响壁厚。     

依靠技术进步 开创石英玻璃工业的新局面

石英玻璃是一种二氧化硅单组分的硅酸盐玻璃。它是以天然水晶、硅石或四氯化硅经水解为原料,经高温熔融而成。石英玻璃具有一系列优良的物理、化学性能。它的纯度高,高纯的石英玻璃二氧化硅含量可达到六个九;能耐1200℃的高温,短时间内可在1400℃下使用;有极好的抗结晶性和化学稳定性,在高温下也能耐硫酸、硝酸、盐类、王水、中性盐类、碳和硫的侵蚀;有极低的热膨胀系数,其膨胀系数仅为普通玻璃的1/10～1/20;光学性能极佳,透紫外光谱性及透紫外光、近红外光谱性能好;有优良的电绝缘性能和高于普通玻璃的机械性能;具有低而稳定的超声延迟性能。因此,人们往往称石英玻璃为“玻璃王”。由于石英玻璃在热、化、光、声、电学上     

世博轴阳光谷钢结构稳定性分析

世博轴阳光谷单层空间网格结构曲面形状复杂、几何尺度大、悬挑跨度大,其整体稳定性是结构分析与设计中的关键问题之一。分析以特征值屈曲模态作为初始几何缺陷分布形式的合理性,通过非线性有限元分析系统考察了阳光谷单层网格结构的整体稳定性能,并研究了单根杆件失稳对结构整体极限承载力的影响。分析结果表明：几何非线性以及几何、材料双重非线性临界屈曲承载力均满足相关规范要求,阳光谷钢结构具有良好的整体稳定性;阳光谷钢结构对几何初始缺陷不敏感,阳光谷上由索膜结构传来的索拉力可进一步降低其缺陷敏感性;局部杆件的失稳退出工作并不会导致结构整体承载力的突然丧失,整体结构具有良好的承载能力。图7表6参7     

板片空间结构缺陷稳定分析及试验研究

板片空间结构是一种轻质、高强的新型空间结构体系,其整体稳定性是研究、设计过程中的一个关键问题.板片空间结构属于缺陷敏感结构,缺陷稳定分析也是迫切需要而尚未完全得以解决的问题.设计两个板片结构试验模型进行稳定性试验.采用自动协调加载控制系统和电测相结合的方法,连续跟踪记录结构失稳全过程的荷载位移曲线以及应变变化情况.并以结构实测缺陷为依据,分别采用实测缺陷法、一致缺陷模态法和改进随机缺陷法考虑节点位置偏差缺陷的影响.结果表明,自动协调加载控制系统可保证对失稳全过程的跟踪,连续数据采集方式采样率高而且数据测量精度高.实测缺陷法可比较精确地反映板片空间结构实际的稳定性能.一致缺陷模态法分析的临界荷载并不是所有缺陷结构中的最小值,其概率可靠度随着模型的变化而变化.通过改进随机缺陷法,对板片空间结构的稳定性能有了比较全面的认识,也定量分析了设计临界荷载和一致缺陷模态法分析的临界荷载的可靠性.     

某浓缩池网架屋盖腐蚀稳定分析

以某选煤厂浓缩池网架屋盖为背景,通过有限元软件进行建模分析,探究杆件腐蚀损伤程度和结构的初始缺陷对网架结构的整体稳定性能的影响。结果表明,该网架结构杆件的腐蚀降低了结构整体稳定性;而初始几何缺陷对该结构的整体稳定性影响较小,该结构属于缺陷不敏感结构。     

复杂曲面单层网壳结构的非线性稳定性分析研究

通过敲击试验及坠物试验研究单层网壳结构在缺陷影响下的非线性稳定性,设计一种复杂结构曲面模型,在其靠边缘位置构造一处人造缺陷,通过传感器进行各种信号收集,对结构进行敲击及坠物两种操作,分别通过传感器对其频率及模态进行识别,结合破坏形式判断结构其他杆件与缺陷在受载后的破坏发展情况及各自产生破坏的原因。通过有限元分析与试验比较,荷载达到极限后杆件发生失稳破坏,结构性能直接被破坏,而距缺陷较远的部分则发生弯曲变形,部分结构性能损失,并且由缺陷向外呈现破坏逐渐减轻情况。     

弦弓式预应力柱面网壳结构的稳定性和抗震性能分析

在大跨度干煤棚工程设计中采用的弦弓式预应力柱面网壳结构是由网壳和预应力拉索组成的杂交体系。采用非线性有限元方法研究了这种结构的稳定性,分析了各种荷载工况、初始缺陷和拉索预应力对结构稳定性的影响。分析了预应力对结构自振特性的影响,然后采用振型分解反应谱法对结构的水平及竖向地震反应进行了研究,总结了结构地震内力系数分布规律。研究表明,布置拉索对结构的稳定性能改善明显,结构的极限荷载提高30%以上,施加的预应力对结构的动力性能影响不大。     

2种改性剂对沥青表面形貌的影响

为了研究改性剂对沥青表面形貌的影响,利用原子力显微镜(AFM)对基质沥青、SBS改性沥青以及Sasobit改性沥青老化前后的表面形貌进行测试.结果表明:SBS改性沥青"蜂状结构"数量及所占面积比基质沥青更小,表面更粗糙,Sasobit改性沥青"蜂状结构"为细长形,数量很少,表面粗糙度很大;3种沥青老化后"蜂状结构"均表现为体积增大,数量增加,表面粗糙度增大;SBS改性剂可以提高沥青的高温稳定性及短期抗老化能力;Sasobit改性剂能够改变沥青的晶体结构分布,提高沥青抗老化性能;单个"蜂状结构"平均面积变化情况能较好地评价沥青老化特性.     

铝合金网壳结构研究现状

铝合金空间网壳结构具有极大的发展前景。从典型工程实例、杆件稳定性、网壳结构三个方向展开,总结了国内外铝合金空间网壳结构的研究现状,阐明了当前针对铝合金网壳结构的主要研究内容集中在蒙皮效应、节点半刚性、杆件初始缺陷对整体稳定性的影响以及抗火性能的分析。     

考虑初始几何缺陷的弦支穹顶结构动力稳定性分析

根据基于B-R运动准则改进的判别方法,采用ANSYS有限元分析软件,考虑材料弹塑性,应用静力稳定分析中的"一致缺陷模态法"考虑结构初始缺陷,对不同矢跨比的弦支穹顶结构动力稳定性能进行了研究.研究表明,初始缺陷对结构动力稳定临界荷载有影响,并且初始缺陷对不同矢跨比的结构影响不同.因此,在进行结构分析时,初始缺陷影响不可忽略.     

布索方式对弦支穹顶结构稳定性能的影响研究

弦支穹顶结构由上部单层网壳和下部索杆系统组成。为了解下部索杆系统的布置形式对弦支穹顶结构整体稳定性能的影响,确保结构在设计过程中合理布置下部索杆系统,以单层网壳以及9种不同索杆布置形式的弦支穹顶,共10种跨度均为122m的结构为研究对象,进行全跨荷载与半跨荷载下考虑初始几何缺陷与无初始几何缺陷的整体稳定性计算,提取结构失稳模态与结构稳定性系数,分析不同布索形式对结构稳定性的影响,并将计算结果与单层网壳结构的计算结果进行对比。分析结果表明:结构对初始几何缺陷较为敏感,结构的稳定性与下部索杆中撑杆的布置数量与位置有较大的关系,而与斜索的具体布置形式关系不大,且半跨荷载对结构更为不利。     

纳米-微米烧结石英玻璃烧结动力的研究

研究了烧成温度及升温速率对纳米一微米烧结石英玻璃烧成性能的影响。通过分析X—Ray衍射图谱、扫描电镜照片及试样性能测定的结果，并结合烧结机理来研究纳米一微米烧结石英玻璃在烧结过程中的烧结动力学。确定了最佳的烧成制度，来促进烧结石英玻璃更好的烧结，并避免试样在烧结过程中析晶。     

超薄石英玻璃晶圆双面抛光过程中破裂的探究

本文对超薄石英玻璃晶圆在双面抛光过程当中破裂的产生原因进行了研究,从受力分析及实验检测两方面分析了抛光机施压和转速对晶圆破裂的影响。研究表明:晶圆在双面抛光过程中破裂的主要原因是由于其边缘所承受的切应力和正应力超过晶圆机械强度极限。双面抛光机转速和施加压力的大小是导致晶圆破裂缺陷产生的主要影响因素。本文对4英寸0.3mm超薄石英玻璃晶圆的加工工艺参数进行了研究,当下盘转速高于22rpm或施加轻压小于0.2bar时,晶圆破裂比例大幅提高。当下盘转速为20rpm、施加轻压0.4bar时能够在避免破裂缺陷的同时实现最快加工速度。