Al2O3/Al复合材料的界面结构特征

利用高分辩透射电子显微镜研究挤压铸造法制备的亚微米 Al 2O 3颗粒增强 Al 基复合材料的界面微观结构。结果表明 : Al基体的 (200) 和 (111) 面优先沿 Al 2O 3颗粒表面生长 , 在复合材料界面处 Al 基体与 Al 2O 3颗粒具有 Al (200) ∥Al 2O 3 (101 2) 、Al [011 ] ∥Al 2O 3 [0221 ] 的晶体学位向关系并形成半共格界面 , 且界面存在 Al (111) / / Al 2O 3 ( 1120) 的共格关系。界面干净无任何反应物。接近界面的 Al 基体中出现了柏氏矢量为 b= 1/ 3 [ 111 ] 弗兰克不全刃位错 , 该刃位错引起界面附近基体中明显的晶格应变场 , 位错周围晶格变形场的范围约为 20～30 层原子面宽度 , 而在 Al 2O 3颗粒靠近界面的区域中未观察到位错等缺陷。并从晶体学角度对界面的形成机制进行了分析。     

基于图像处理的纤维分布与取向分布对水泥基材料弯曲性能的影响

聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基材料的弯曲性能与纤维在水泥基体内的分布和取向分布相关。采用抛光断面后涂荧光粉的显微成像法,基于图像处理程序对PVA纤维在水泥基材料中的分布和取向分布进行量化测定,对不同基体结构特征影响纤维分布的机理进行了讨论。结合弯曲试验结果,研究了纤维分布和取向分布对材料弯曲性能的影响。纤维分布测定结果表明,均匀的基体结构特征利于纤维的分布,同时对于材料组分和加工制作过程完全相同的试件,纤维分布系数越大,试件的弯曲强度与韧性越大;纤维取向分布测定结果表明,乱向分布的纤维当其长度方向与抛光断面方向的角度接近90°分布概率越大,试件的弯曲韧性也越大。     

一种新型缓速酸及其在文南油田增注中的应用

中原文南油田低渗透油藏流水井近井、远井地带堵塞严重,注水压力过高,配注水理不能完成。为此,研制了一种缓速酸液用于解堵。该酸液的基本组成为：一种商品混合酸液HS－1,含磷酸、硼酸等多种酸（8％）;氯乙酸（2％）;一种商品强氧化剂HS－2（12％）及活化剂（2％）。室内性能测试结果表明：该酸液具有良好的缓速性能;在地层内可长时间维持低pH值（＜2,60min）,对地层伤害小;表面和界面张力低（≤28.0和＜0.4mN/m);由于加有特种表面活性剂,悬浮微小颗粒的能力很强;降解有机残渣的能力强（Rs＞85％）;腐蚀性符合要求;改善 岩心渗透率能力强,穿透深度大。在文南油田12口注水井实施解堵施工12井次,工艺有效率95％,平均单井注水压力降低3MPa,平均有效期＞150天,平均单井增注6000m^3。介绍了施工工艺程序和两口井的施工效果。     

短期老化对橡胶粉改性沥青流变性能的影响

为探究短期老化作用对橡胶粉(CR)改性沥青性能的影响,针对经旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)老化前后的CR改性沥青,进行动态剪切流变实验(DSR)和重复蠕变恢复实验(RCRT)得出相应流变参数,并结合扫描电子显微镜(SEM)从细观的角度观察沥青内部结构变化及其对沥青流变性能的影响。结果表明:老化作用引起沥青组分的变化,使沥青表现出硬化现象;老化作用对CR改性沥青的变形恢复能力和变形影响随温度升高而减小;老化作用和温度的影响大于应力对其影响;随温度的升高,老化作用对CR改性沥青流变性能影响变弱。     

Meso-mechanical interfacial behavior of elbow steel fiber reinforced concrete

The strain distributions near the interface when the elbow steel fiber is pulled out from the half-mould concrete matrix are directly measured using a combined method of single fiber pull-out test and digital image correlation. Meanwhile, the real-time processes of the bonding, debonding and sliding at the interface are observed. The micro-mechanism of the strain localization in the failure process of interface when debonding occurs and the strengthening mechanism at the imbedded fiber are discussed. The experimental results show that the meso-scale strain localization gives rise to the localization of shear damage near the fiber interface. This strain localization characterized by the debonding process near the interface occurs, develops and moves gradually at an apparently regular interval. At the elbow part of the imbedded fiber, the peak value of the shearing stress occurs. But the primary debonding does not occur at this place because the strength of the shear damage is increased at the local area of the elbow part in the concrete, displaying an apparent reinforced effect at the end of the fiber.     

镶嵌粒子周围应变场的实验和数值模拟研究

采用电子束云纹法对陶瓷粒子嵌入316L不锈钢表面后粒子周围应变场进行了实验测量,分析了镶嵌粒子周围应变场的分布规律;运用LS-DYNA对嵌入粒子周围及内部应变场进行了有限元模拟,并与实验结果进行比较;同时对2个粒子嵌入情况进行了有限元模拟,分析了粒子之间的距离对应变场及残余应力场的影响。结果表明:距嵌入粒子边缘距离越小,塑性应变越大,随着距离的增加,塑性应变逐渐减小,最后趋于零,x方向的最大塑性应变为10.75%,y方向的最大塑性应变为11.33%;实验结果和数值模拟结果吻合较好,最大误差为10.8%;粒子之间的距离越近,对应变场及残余应力场的分布范围影响越大,而对最大残余应力值的影响较小。     

基于纳米划痕的电子束光刻胶微观力学性能研究

目的 研究不同厚度的ZEP-520电子束光刻胶胶层的韧性以及其与衬底间的结合强度等力学性能,为解决光刻胶层在使用过程中的开裂及脱落问题提供实验支持.方法 利用纳米划痕技术对不同厚度下的ZEP-520电子束光刻胶进行了划痕测试,分析了光刻胶开始破损和完全脱粘时的临界载荷,研究了胶层厚度与光刻胶韧性的定量关系,并以光刻胶胶层与硅基底的结合能评价了其结合强度.此外,在厚度为587 nm的光刻胶胶层上,利用电子束曝光技术成功制备了频率为10000线/mm的高质量正交光栅,采用几何相位分析法对栅格间距误差进行了定量表征.结果 ZEP-520光刻胶胶层的韧性、结合力以及结合能均随胶层厚度的增加而增加,结合能在光刻胶胶层厚度大于529 nm时,趋于定值0.17 J/m2.利用几何相位分析法测得所制备的光栅间距误差在1.3％以内,并且未存在开裂以及脱粘等现象.结论 在ZEP-520电子束光刻胶胶层微纳米成形过程中,适当增加光刻胶胶层厚度可以有效增强胶层韧性和其与衬底之间的结合力,缓解光刻胶胶层在使用过程中出现裂纹与脱落的现象.     

胶粉改性沥青混合料弯曲蠕变试验研究

胶粉改性沥青混合料是一种典型的粘弹性材料,具有很好的抗高温和抗低温开裂性能.由于利用了废旧橡胶轮胎对于减少黑色污染,发展循环经济和保护环境,具有重要意义.通过配合比相同的胶粉改性沥青和SBS改性沥青混合料的弯曲蠕变对比试验,研究了在-15℃、0℃、15℃、30℃和45℃下两种沥青混合料粘弹特性.得出胶粉改性沥青和SBS...     

聚合物改性沥青细观结构和重复蠕变特性研究

针对内蒙古等西北部地区常用的3种聚合物改性沥青（SBS改性沥青、胶粉改性沥青和复合胶粉改性沥青）,利用扫描电子显微镜（SEM）观察它们的细观结构形貌,得到改性剂在沥青中的分布状态及其与沥青间的界面结合特性,发现3种改性沥青的改性剂与沥青间均具有良好的界面融合性.利用动态剪切流变仪（DSR）对3种改性沥青进行不同温度和荷载应力下的重复蠕变试验,通过对累积应变、蠕变劲度的黏性部分GV随荷载和温度变化规律的分析表明：3种改性沥青随加载次数、温度及应力大小变化的规律相同,但同样条件下胶粉改性沥青具有最低的温度敏感性、最小的累积应变和最大的GV值,说明其具有最好的抗高温变形性能,其次为复合胶粉改性沥青.     

基体组分优化对纤维水泥基复合材料应变硬化性能的影响

纤维增强复合材料(FRCC)在负荷下具有应变硬化和多裂缝类型特征,然而,并不是所有水泥基材料中加入一定量纤维就可得到应变硬化性能,基体组分,加工制作过程的不同和基体缺陷的差异影响着应变硬化的稳定性。依据取得应变硬化行为的微观力学模型和其他一些研究方法,探讨了水灰比、骨料、矿物掺合料、基体缺陷等因素变化对FRCC应变硬化能力的影响。结果表明:在微观力学模型的指导下,优化基体材料的组分能够稳定的取得应变硬化的行为。