PMNT单晶电畴结构随组分与结构的变化

利用多种方法观察了弛豫型铁电单晶ＰＭＮＴ中电畴结构随组分与结构的演变过程与特征．观察发现,在ＰＭＮ－ＰＴ的三方相区内,随ＰＴ含量的增加,电畴结构表现出微畴一（亚微畴）－不规则宏畴一规则宏畴转变历程;在三方－四方相变中,非１８０°电畴发生７１°（或１０９°）宏畴－９０°宏畴的转化,同时电畴图像变得更为规则．根据不同组分ＰＭＮＴ电畴的显示特征,提出晶体的最大双折射率可以作为度量其弛豫性强弱的光学参数．观察到了电畴的分布不均匀与多级结构现象,前者与组分或结构的起伏有关,后者与多期式马氏体转变有关．本文还分析了偏光显微镜、ＤＩＣ、ＳＥＭ、ＳＥＡＭ等观察方法中电畴的成像特征．     

升温对[100]cub弛豫铁电PMN-32PT单晶电畴组态演变的影响

采用热台偏光显微镜观察以ACRT+ Bridgman法获得、经过金相抛光处理的弛豫铁电PMN-32PT单晶[100]cub切型电畴组态,考察了未退火状态下[100]cub切型单晶的消光行为及连续升温对本征电畴与由抛光机械应力诱导非本征电畴组态的影响.结果表明,在升温过程中,PMN-32PT单晶非本征电畴在三方-四方铁电相变后消失;本征电畴组态的变化表现为两个阶段,第一阶段畴先细化后宽化,第二阶段进行铁电-顺电相变,相变过程缓慢,持续范围为168～177℃,且与三方-四方相变出现次序相反.     

67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-33PbTiO3单晶的微结构与铁电畴

用偏光显微镜(PLM)和透射电镜(TEM)观察了67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-33PbTiO3单晶的畴结构.在PLM下,光学质量不同的晶体具有不同的畴结构,透明晶体具有毫米尺度的大畴,透明性差的晶体的带状孪生畴宽约为0.1mm;在TEM下,雾状晶体中存在着复杂的微米尺度的孪生畴,而均匀晶体中存在着不规则的微米尺度的180°畴.原位EDS分析表明,在孪生晶体中存在Nb-Ti-Mg-Pb-O非晶相.透明晶体的介电和压电常数显著地高于雾状晶体.讨论了化学不均性对畴结构的影响.     

多场耦合下铁电薄膜非线性行为的畴变模型

铁电薄膜在外加力场, 电场和温度场的作用下表现出明显的非线性, 为了更好的描述这种现象, 本文提出了一个热-电-力耦合场铁电薄膜下的畴变模型。该模型基于细观力学模型, 认为电畴自由能的改变提供电畴翻转的动力, 且180°电畴翻转由两步90°翻转构成。在本构关系中加入了铁电薄膜制备过程中产生的残余应变项, 以区别于块体铁电材料, 通过该模型计算出了铁电薄膜在不同外场下的响应, 结果与实验和其他模型的结果较为符合。     

镍基单晶高温合金的反相畴界强化EI

本项研究表明，在一种抗热腐蚀ＤＤ８单晶高温合金中，观察到反相畴界存在三种形成机制：一种是γ＇相内局部有序化原子产生错排；第二种是基体１／２＜１１０＞位错切入γ＇相；第三种是基体位错网诱发。经推导得到如下反相畴界能对单晶合金强度贡献的表达式：     

顶部籽晶粉末熔化法制备的超导YBCO单晶畴性能研究

采用顶部籽晶粉末熔化法(TSPMP)制备了30mm×15mm的YBCO单畴样品.在77K、零场冷却条件下获得最大磁悬浮力值43N(NdFeB,0.5T).在2T的静态磁场中场冷充磁后,77K下获得最大的捕获磁通为380mT.金相分析显示211粒子的粒度分布在1～3μm,ac面上的211粒子的分布密度＞ab面上的分布密度.从磁通钉扎角度分析了211的粒度对磁悬浮力和捕获磁通的影响.     

外加电场法制备LiNbO3周期畴的工艺研究

研究了LiNbO₃单晶周期极化畴结构的制备工艺, 讨论了外电场的特性对周期极化过程的影响. 在对周期畴制备各工艺步骤进行实验研究的基础上, 提出解决LiNbO₃单晶周期畴制备中一直存在的边缘击穿问题, 必须选择合适的周期电极形式并对脉冲波形进行优化. 采用所提出的工艺, LiNbO₃周期极化畴的成品率提高到了90%. 为解决周期极化过程中反转畴的侧向扩展, 在对周期极化物理过程进行分析的基础上, 采取了对周期电极宽度进行优化设计和在样品上包覆聚酰亚胺绝缘胶的方法, 有效克服了这一问题, 制备了占空比符合预期的高质量的周期畴结构.     

钛酸铅陶瓷的介电和极化翻转特性研究

以水热纳米粉为前驱粉料,采用传统烧结工艺在950℃制备了致密性高、具有亚微米尺寸晶粒的钛酸铅(PbTiO3)陶瓷,并对其介电温谱和压电响应特性进行了系统的研究。结果表明,PbTiO3陶瓷在低温下的相对介电常数与测试频率无关,在室温以上,随着频率的增加,介电峰值向低温方向移动;压电力显微镜研究结果显示PbTiO3陶瓷中具有明显的微区极化翻转,表明具有较好的铁电性能。     

高居里温度弛豫基铁电单晶的研究进展

传统压电铁电材料已不能满足工业发展的需要,高居里温度弛豫基铁电单晶将是下一步铁电压电材料发展的趋势.PINT、PYNT、BSPT和BS-BG-PT单晶等几种高居里温度弛豫基铁电单晶的研究已经开展,它们均表现出优良的性能;但其研究仍处于初步阶段,存在很多问题有待解决,如晶体尺寸小,性能研究不完善,材料成本高等.大尺寸高质量单晶的生长、结构性能的深化研究以及新体系的探索将是下一步高居里温度弛豫基铁电单晶的研究重点.     

PMN-PT弛豫铁电单晶畴结构的压电响应力显微术研究

利用压电响应力显微术开展了PMN-PT弛豫铁电单晶铁电畴结构的三维极化取向成像、畴结构的不均匀性及极化状态稳定性机理的研究.揭示了纳米尺度畴结构的不均匀性源于纳米尺度极性微区的相互作用和无规场之间的共同调制,而单晶表面屏蔽电荷机制主要源于大气环境下水的溶解性吸附,该机制对PMN-PT单晶中畴状态的稳定性及材料最佳性能的发挥起着重要作用.     

单桩横向非线性动力响应的简化分析模型

根据迟滞非线性系统随机振动的基本理论,在动力Winkler地基梁模型的基础上,提出了一个新的研究单桩横向非线性动力响应的一维简化分析模型。其中,桩周土对单桩的横向非线性作用力由连续分布的非线性退化迟滞弹簧模拟,而运动过程中的能量耗散,则由与非线性弹簧并联的、频率相关的粘壶表示。该模型能够反映单桩非线性行为的主要特征,并可以揭示各种非线性因素,如,桩周土的迟滞效应、桩周土力学性能的退化、桩周土的屈服、桩土界面分离等,对单桩动力响应的影响。该模型采用的计算参数,可以由实际桩土系统的物理参数、被广泛采用的设计规范和经验公式加以确定。计算结果表明,该模型可以较好地模拟各种单桩土系统的横向非线性动力学响应。     

一种单晶高温合金的高周疲劳行为(英文)

本文对一种单晶高温合金在800℃经高周疲劳实验的断裂特征和微观变形机制进行了详细研究,发现该单晶合金存在两种断裂形貌,一种是定向解理断裂,一种是蜂窝状撕裂,这两种断裂方式分别与按确定取向的滑移变形机制和位错胞变形机制相联系。还观察到了小角晶界的变形机制,合金中存在的极微量 MC 碳化物仍然是重要的疲劳源,该单晶高温合金的高周疲劳强度极限较之相应的普通铸造 IN738合金和低偏析定向凝固 DE38G 合金大幅度提高。     

镍基单晶合金高温氧化的动力学特征

通过对镍基单晶合金高温氧化后的组织结构观察和内氧化层深与循环氧化质量变化动力学曲线的测定，研究了合金的高温氧化特性，结果表明：在大气环境条件下，无保护涂层合金发生明显的氧化和内氧化；在近异形大颗粒内氧化物处于现贫Al区，使区内γ′强化相消失，内氧化层的深度随时间的变化服从抛物线规律。外加拉伸应力使内氧化加剧，在循环氧化初期，由于形成以Al为主的氧化膜易剥落，质量变化动力学曲线表现出较快的减重趋势，合金在20－80h的循环变化期间，在1040℃和1070℃分别呈较缓的增，减重趋势。     

深过冷DD3高温合金的两次细化机制

用复合熔盐净化与循环过热相结合的方法,获得了最大210K过冷度,研究了DD3高温合金过冷熔体凝固组织的演化规律,在所获得的过冷度范围内,凝固组织的形态发生两次晶粒细化,发生第一次细化的过冷度为30－70K,因枝晶熟化,重熔,高度发达的树枝晶转变为第一类粒状晶;发生第二次细化的过冷度超过153K,凝固组织因枝晶碎断和再结晶而志变为第二类粒状晶。     

修正Entropic-FV模型预测聚合物溶液活度

Entropic-FV（EFV）修正模型是对摩尔体积和自由体积线性混合规则修改而获得,模型形式基本不变,也无须增加模型参数.将该修正模型、EFV模型及原修正模型EFV-1.2用于预测25个由PDMS、PS、PVC与苯、甲苯、乙醇等组成的聚合物-溶剂体系的组分活度,并与实验数据进行比较,平均预测偏差分别为7.37%、7.96%、6.90%.结果显示,该修正模型的预测效果优于原模型、且稳定性较好。     

Ni基单晶高温合金的强化特点

本文研究一种在热腐蚀环境下工作的 Ni 基单晶高温合金错配度以及γ′筏状形成与性能的关系;通过蠕变和持久试验,研究合金的变形组织和强化特点。在变形过程中,基体运动位错遇γ′相受阻而在γ′相表面形成位错网络,这种位错结构在变形中形成了新的强化机制,提高了合金的蠕变抗力。     

土与结构接触面弹塑性损伤模型用于单桩与地基相互作用分析

基于粗粒土与结构接触面弹塑性损伤静动力统一模型(称作EPDI模型)建立了可用于有限元分析的弹塑性损伤接触面单元。对接触面试验进行了模拟,采用不同的接触面本构模型及参数对单调和循环荷载作用下的单桩基础的侧摩阻力和桩顶位移进行了有限元分析。结果表明:包括剪应力应变关系和剪胀特性在内的接触面力学特性对桩土相互作用分析有重要影响,需要合理地加以描述。基于试验结果建立的弹塑性损伤接触面单元能够有效地用于土体与结构物相互作用分析,并能够合理地反映土与结构接触面的包括体应变及其与剪应变耦合特性在内的接触面主要静动力学特性。     

一个钢筋混凝土损伤塑性本构模型及工程应用

以ABAQUS大型程序为平台,采用应变协调假设和强度等效假设,给出了一个描述钢筋混凝土材料与结构损伤塑性分析的本构模型。这里的钢筋强化特性是通过定义强化了的拉伸塑性应力-应变曲线来实现的。模型中的钢筋不再以独立的金属材料形式出现,而是被等效钢筋混凝土代表体元模型包含进去了,用拉伸应力-应变曲线峰值后区的硬化-软化强度曲线直接定义强化功能。这个模型着重对ABAQUS软件中给出的损伤塑性模型的拉伸强化-软化阶段的特性进行了完善。采用试件受单向拉伸和简支梁受集中力载荷两个简单算例说明了模型的有效性。最后该研究将这个模型用于一个受地表堆积载荷、土压力和地下水压力联合作用下的钢筋混凝土墙体结构的ABAQUS有限元损伤塑性数值分析中。     

斜向撞击方柱下的车辆简化数值模型研究

精确模拟车辆撞击建筑物的受力和变形需建立精细的数值模型并消耗大量的计算时间。但建筑结构防撞设计只针对被撞结构,合理地简化车辆模型能够在保证计算精度的同时提高计算效率。该文首先基于能量守恒原理建立了45°斜向撞击方柱的车辆简化数值模型,并在此基础上分析了撞击方向对柱变形和损伤的影响。分析表明：简化车辆模型能够准确模拟车辆斜向撞击方柱时的撞击力、撞击冲量、柱变形和材料应变响应,同时有效地提高了计算效率;相比正面（90°）撞击,斜向（45°）撞击时车辆变形耗能较小,造成柱损伤和变形更大。