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纳米CeO_(2p)/Zn-4.5%Al复合材料的高能超声制备及其力学性能

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中国有色金属学报 2007年第5期17卷 757-762页

作者：周衡志李子全陈建康胡孝昀南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

设计一套高能超声搅拌装置,并在氩气氛保护下,通过对纳米CeO2进行预处理及控制工艺参数,用该装置制备了CeO2质量分数分别为1%～6%的纳米CeO2p/Zn-4.5%Al复合材料。用SEM观察颗粒的分散情况,测试材料的室温拉伸性能。结果表明:所设计的... 详细信息

设计一套高能超声搅拌装置,并在氩气氛保护下,通过对纳米CeO2进行预处理及控制工艺参数,用该装置制备了CeO2质量分数分别为1%～6%的纳米CeO2p/Zn-4.5%Al复合材料。用SEM观察颗粒的分散情况,测试材料的室温拉伸性能。结果表明:所设计的装置结构合理、超声作用效果佳;纳米CeO2可以单粒分散入基体合金中;随着CeO2质量分数的增加,复合材料的抗拉强度和弹性模量明显高于基体合金,伸长率则降低;复合材料的断裂机制为脆性断裂。

关键词：金属基纳米复合材料纳米CeO2 高能超声搅拌法力学性能

不同冷却条件SiCp/ZA-27复合材料界面的TEM观察

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南京大学学报（自然科学版） 2001年第1期37卷 84-90页

作者：李子全吴炳尧沈光俊南京大学近代声学国家重点实验室声学研究所东南大学机械工程系南京210096

主要用透射电子显微技术（ＴＥＭ）、电子探针显微分析（ＥＰＭＡ）和选区电子衍射技术（ＳＡＤ）分析了不同冷却条件下ＳｉＣｐ／ＺＡ－２７复合材料的界面特征和结构，发现冷却速度明显影响复合材料的界面结构、界面相组成和复杂金属... 详细信息

主要用透射电子显微技术（ＴＥＭ）、电子探针显微分析（ＥＰＭＡ）和选区电子衍射技术（ＳＡＤ）分析了不同冷却条件下ＳｉＣｐ／ＺＡ－２７复合材料的界面特征和结构，发现冷却速度明显影响复合材料的界面结构、界面相组成和复杂金属氧化物的分布以及校晶生长过程的溶质二次分配，且复合材料慢冷时的界面比液淬时的界面复杂得多．复合材料浆液液淬快冷时的界面特征是初生ａ（Ａ１）相与ＳｉＣ颗粒直接机械结合，界面光滑无界面反应产物和中间过渡相及非晶氧化物；电磁搅拌随炉冷却条件下，复合材料界面绝大部分是共晶组织与ＳｉＣ颗粒直接结合，少部分是由共晶组织／岛状非晶组织／ＳｉＣ组成；随炉慢冷时的界面主要是由共晶组织／非晶组织／ＳｉＣ组成，金属基体与ＳｉＣ直接结合的界面非常少．不同冷却条件制备的复合材料的界面存在不同厚度的非晶组织．根据界面形貌和选区电子衍射花样并结合计算机模拟计算，发现部分界面处存在第三相（如ＭｇＡｌ２Ｏ４，Ｍｇ６ＣｕＡｌ７等相），合成电子衍射花样表明这些第三相与ＳｉＣ或基体间无晶体学位相关系．未发现ＳｉＣ与基体间有晶体学位相关系，说明ａ（Ａ１）或共晶相在ＳｉＣ表面成核的可能性较小．复合材料浆液水淬后的基体经微衍射分析得出过饱和?

关键词：复合材料界面凝固条件晶体学位相关系选区衍射花样冷却条件

智能优化算法在年降水量频率分析中的应用研究

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智能优化算法在年降水量频率分析中的应用研究

作者：陈子全西北农林科技大学

学位级别：硕士

频率分析是估计水文变量设计值的主要方法，在工程水文学中应用十分广泛。水文变量如年降水量、年最大洪峰流量、枯季最小径流量等都属于随机变量，水文频率分析的目的就是通过数理统计方法来揭示水文变量与发生概率之间的关系，为水利... 详细信息

频率分析是估计水文变量设计值的主要方法，在工程水文学中应用十分广泛。水文变量如年降水量、年最大洪峰流量、枯季最小径流量等都属于随机变量，水文频率分析的目的就是通过数理统计方法来揭示水文变量与发生概率之间的关系，为水利工程规划设计，水资源优化配置提供依据。通过查阅近年来国内外水文频率研究方面的有关文献，本文对水文频率研究现状进行了总结，并在此基础上对频率曲线线型、常规参数估计方法、基于智能优化算法的参数优化进行了分析研究。通过MATLAB软件对各参数估算方法编程实现。主要研究结果如下：（1）总结了正态分布类、Γ分布类、极值分布类、Wakeby分布类和Logistic分布类五大类分布函数及其常规的参数估计方法矩法（MOM）、极大似然法（ML）和线性矩法（LM）。（2）介绍了模拟退火算法（SA）、遗传算法（GA）和蚁群算法（ACA）3种智能优化算法的算法流程及参数的选择。（3）选取12种分布函数作为渭河流域90个站点年降水量资料系列的频率分布，采用矩法（MOM）、极大似然法（ML）和线性矩法（LM）3种常规的参数估计方法对各频率分布进行参数估计，并以矩法的估计值作为初值，按照离（残）差平方和最小准则（OLS）、离（残）差绝对值和最小准则（ABS）和相对离（残）差平方和最小准则（WLS）应用模拟退火算法（SA）、遗传算法（GA）和蚁群算法3种智能优化算法分别对参数进行优化计算，以期为各站点的年降水量提供合理的频率分布及估算方法。（4）通过对渭河流域90个站点的年降水量进行频率分析，结果表明，当按照OLS准则进行频率曲线适线时，频率分布建议采用广义Logistic分布（GLO），参数估计方法建议采用模拟退火算法（SA）;当按照ABS准则进行频率曲线适线时，频率分布建议采用广义Logistic分布（GLO），参数估计方法建议采用遗传算法（GA）;当按照WLS准则进行频率曲线适线时，频率分布建议采用广义Logistic分布（GLO），参数估计方法建议采用遗传算法（GA）。

关键词：水文频率分析频率分布参数估计智能优化算法年降水量

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铸造镁合金的晶粒细化技术

材料科学与工程学报 2004年第1期22卷 146-149页

作者：刘子利沈以赴李子全王蕾南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210016

从晶粒细化方法和晶粒细化机理两个方面总结了不含锆铸造镁合金和含锆铸造镁合金晶粒细化技术的研究进展 ,并指出新型高效晶粒细化剂的开发和晶粒细化机理的研究是镁合金晶粒细化技术研究的重点。

关键词：镁合金晶粒细化锆铸造工艺机械性能气密性

基于分段单孔反演的隧址区多断层地应力分布特征

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中国公路学报 2022年第7期35卷 216-227页

作者：周子寒何川陈子全汪波蒙伟西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

目前,针对具有多个原位地应力测试钻孔的隧址区初始地应力场反演,往往一次性将全部实测值用以计算值的回归反分析,没有考虑到隧道纵向长度远超其他方向且钻孔分布较远的特点,单个钻孔表征的临近区域地应力分布特征或反演精度被其余钻孔... 详细信息

目前,针对具有多个原位地应力测试钻孔的隧址区初始地应力场反演,往往一次性将全部实测值用以计算值的回归反分析,没有考虑到隧道纵向长度远超其他方向且钻孔分布较远的特点,单个钻孔表征的临近区域地应力分布特征或反演精度被其余钻孔实测值“拉低”,导致整体反演结果容易陷入局部优解。依托拉林铁路桑珠岭隧道、叙毕铁路斑竹林隧道、沿江高速火山隧道、木寨岭公路隧道等工程,采用多元线性回归法结合最小二乘法寻优准则,分析了隧址区仅有单个钻孔反演精度较高的原因,提出了对具有多个钻孔的隧址区分段并分别进行单钻孔回归反演的新方法。在此基础上,重点讨论了木寨岭公路隧道断层破碎带区域地应力分布特征。结果表明:分段单孔反演较多孔反演进一步提高了反演精度;地应力的分布在断层前后呈现出先急剧增大后急剧减小的特征;除自重应力与埋深存在一定关联外,两项水平主应力随断层间距或厚度的增大突变性加剧;断层之间间距、断层倾角、断层厚度均是影响地应力方向偏转大小的重要因素,断层之间间距或断层倾角越小、断层越厚,地应力方向偏转越显著。

关键词：隧道工程初始地应力场反演断层破碎带高地应力

Sb_2O_3掺杂对ZnO薄膜光吸收性能的影响

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光电子．激光 2006年第1期17卷 41-44页

作者：常春荣李子全徐芸芸南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210016

采用RF磁控溅射技术制备了Sb2O3掺杂ZnO薄膜,通过X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见光(UV-Vis)分光光度计研究了Sb2O3对ZnO薄膜结构和光吸收性能的影响。结果表明:Sb2O3的掺杂影响了ZnO的原子和电子状态、晶粒的生... 详细信息

采用RF磁控溅射技术制备了Sb2O3掺杂ZnO薄膜,通过X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见光(UV-Vis)分光光度计研究了Sb2O3对ZnO薄膜结构和光吸收性能的影响。结果表明:Sb2O3的掺杂影响了ZnO的原子和电子状态、晶粒的生长方式和光吸收性能。薄膜中Sb以多种形态存在:替位原子和化合物(Sb2O3、Zn7Sb2O14)等,ZnO呈混晶方式生长;随着Sb含量的增加,其引起的晶格畸变和次晶相的含量逐渐增加;掺杂薄膜在远紫外(UVA)波段的吸收显著增强,UV吸收峰变窄,强度增大,吸收边变得陡峭且向短波方向移动达5 nm,在Vis波段的吸收有所增强。

关键词：掺杂ZnO薄膜 Sb2O3 光吸收

花岗质侵入岩地层隧址区的初始地应力场反演分析

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西南交通大学学报 2022年第2期57卷 322-330页

作者：周子寒何川蒙伟汪波寇昊陈子全西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

火山隧道隧址区地层主要以花岗闪长岩侵入砂、泥岩分布,隧道轴线穿越花岗质侵入岩附近,岩性变化剧烈,地应力分布复杂.利用地应力实测数据反分析侵入岩体区域初始地应力场分布规律以对设计、施工提供理论指导.根据火山隧道地勘资料建立... 详细信息

火山隧道隧址区地层主要以花岗闪长岩侵入砂、泥岩分布,隧道轴线穿越花岗质侵入岩附近,岩性变化剧烈,地应力分布复杂.利用地应力实测数据反分析侵入岩体区域初始地应力场分布规律以对设计、施工提供理论指导.根据火山隧道地勘资料建立三维数值模型,基于现场水压致裂法实测原位地应力数据,采用多元线性回归法反演得到工程区域初始地应力场,重点讨论了花岗闪长岩侵入面附近地应力分布规律.结果表明:花岗质侵入岩区域初始地应力场分布规律十分复杂,主应力量值及水平主应力方向均在侵入体内外侧发生剧烈变化(隧道轴线的主应力量值变化幅度为2.0~5.3 MPa,角度变化幅度为50.7°~178.8°);埋深和侵入体分布形态成为影响初始地应力场分布的重要因素,埋深越大或侵入体岩床横截面越小,初始地应力量值越大;同时侵入体前沿区域受到挤压构造作用显著,应力集中现象较为明显.

关键词：花岗质侵入岩侵入体隧道地应力反演

水—力耦合作用下硬脆性岩石的破裂及能量机制研究

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水—力耦合作用下硬脆性岩石的破裂及能量机制研究

作者：陈子全成都理工大学

学位级别：硕士

目前,高地应力、高地下水压作用下硬脆性岩石的破坏过程机理和能量机制是岩石力学与工程领域的前言课题。但由于水-力耦合作用机制极为复杂,前期相关研究工作极少。鉴于此,以典型实际工程为研究背景,本文拟通过开展硬脆性岩石试验研究,... 详细信息

目前,高地应力、高地下水压作用下硬脆性岩石的破坏过程机理和能量机制是岩石力学与工程领域的前言课题。但由于水-力耦合作用机制极为复杂,前期相关研究工作极少。鉴于此,以典型实际工程为研究背景,本文拟通过开展硬脆性岩石试验研究,深入系统地认识其力学特性和渗透特性、变形破坏规律、内部破裂发展演化的规律以及能量变化规律和能耗演化特征。在这些试验研究的基础上,基于颗粒离散元理论,从细观力学角度,并结合宏观现象深入研究岩石的破裂及能量机制。主要获得以下研究结果:(1)随着含水率的增大,砂岩声发射活动的集中程度和强度也有所降低,岩石吸收总能量的增速和总量减少。弹性能增速在储能阶段随含水率的增加而减小,但不同含水率作用下岩石在应力跌落阶段的弹性能释放速率大致相同。岩石的储能极限随含水率的增大而减小,不同含水率作用下岩石的峰前和峰后能量耗散速率大致相当。表征岩石由压密阶段进入弹性变形阶段的特征点A和岩石由弹性阶段进入弹塑性阶段的起裂点B的应力值随着含水率的增大而减小。表明随着含水率的增大,岩石的脆性破坏特征减弱,塑性增强。(2)水力耦合作用下,砂岩的声发射率和AE能率随着水压的增大更为集中,强度也更高。声发射累计振铃计数和累计能量随着水压的增大而增大,表明水压会刺激岩石裂纹的产生和扩展以及促进应变能的释放。岩石最终失稳破坏时刻的声发射三维定位图中裂纹数量随水压的增大而增多,裂纹的集中程度也更高,在宏观破坏形态上表现出破坏角减小。说明在水力耦合作用下岩石的破坏机制由压制剪切向压制张裂变化,岩石的脆性破坏特征增强。(3)饱水岩石的峰值强度低于干燥岩石,随着水压的增大岩石的峰值强度逐渐减小。饱水岩石的峰值应变高于干燥岩石,但随着水压的增大岩石的峰值应变降低。这是因为一方面水压升高相当于有效围压降低,另一方面水压会促使岩体裂隙形成并扩展,进而加速岩石破裂,水压越高,效应越明显,从而造成岩石在较小变形下便发生破坏。(4)岩石的峰值强度和峰值应变随着卸荷速率的增大而降低,卸荷速率对岩石的环向扩容影响较大,随着卸荷速率的增大,岩石破坏时刻发生的扩容更为显著。低卸荷速率条件下,环向应变和体积应变曲线较为柔和,表明环向扩容和裂纹扩展是一个逐渐发展的过程,而随着卸荷速率的增大,环向应变和体积应变曲线的拐点更为突然,表明岩石的脆性随着卸荷速率的增大而增大。(5)岩石的变形破坏过程中的渗透演化规律是内部细观损伤演化和宏观裂纹相互作用的结果。加载初期岩石具有一定的渗透性,此后随着裂纹的压密闭合和应力场的增大,渗透率略微下降。岩石进入弹塑性变形阶段后,随着裂纹的萌生扩展,渗透性越来越好,当岩石达到破坏时刻,渗透率急剧增大。岩石各个阶段的渗透率值水平随着水压的增大而增大。这是因为水压会促进岩石内部裂隙扩展,从而增大或增加了渗透通道,水压越高,渗透通道扩展效应越显著,岩石的渗透性能也越好。(6)不同卸荷速率和不同水压条件下岩石的声发射率特性变化不大,但AE能率水平随着水压的增大而增大。表明水压能促进应变能的释放,增强岩石的脆性破坏特征。和常规三轴试验相比,卸荷三轴试验中AE能率水平明显提高,且随着卸荷速率的增大而增大。表明卸荷试验中岩石破坏阶段能量释放更快更多,岩石破坏更为突然。(7)水-力耦合作用下,花岗岩的储能极限不仅降低,且随着水压的增大,能量储存的速率也会下降。岩石峰后应力跌落阶段的能量释放速率则随着水压的增大而有所升高,卸荷速率越大,释能速率也越大。这是因为随着水压和卸荷速率的增大,岩石的脆性破裂特征增强,裂纹扩展的速率加快和张性破裂的增多,有利于岩石内部可释放弹性应变能的瞬间释放。(8)采用PFC3D破裂源机理对岩石的破裂及其能量机理进行了分析,在无水压条件下,岩石内部的颗粒黏结破裂导致的能量释放是整体性的,在施加端部水压后,在施加水压的下部裂纹和能量释放明显较上部多,表明水压能刺激岩石内部裂纹的萌生和扩展。水-力耦合作用下,岩石内部裂纹和能量释放更为集中,随着水压的增大,张性破裂所释放的能量比例明显提升。水压能够刺激岩石内部张拉裂纹的产生和加速岩石的破裂,剪切裂纹则受到抑制。(9)硬脆性岩石的冲击动能曲线呈现出明显的“主震型”特点,最大瞬时冲击动能随着水压的增大而增大,表明水压能增强岩石内部能量的释放。岩石达到峰值强度点的弹性能极值随着水压的增大而减小,不同水压条件下,岩石峰后的弹性能跌落速率和耗散能增长速率大致相当。

关键词：水力耦合硬脆岩石力学特性破裂过程能量机制颗粒流

Ba对原位自生Mg_2Si/Mg-Zn-Si复合材料组织与力学性能的影响

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材料工程 2010年第4期38卷 63-68页

作者：陈可李子全刘劲松杨继年孙颖迪卞松刚南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

研究添加0.1%-2.0%Ba（质量分数,下同）对高Si原位自生Mg2Si/Mg-Zn-Si复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：随着Ba含量的增加,初生Mg2Si由树枝晶转变为多面体颗粒,其尺寸先减小后增大;汉字状共晶Mg2Si也先减少后增加;复合材料的力... 详细信息

研究添加0.1%-2.0%Ba（质量分数,下同）对高Si原位自生Mg2Si/Mg-Zn-Si复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：随着Ba含量的增加,初生Mg2Si由树枝晶转变为多面体颗粒,其尺寸先减小后增大;汉字状共晶Mg2Si也先减少后增加;复合材料的力学性能显著改善。当Ba含量为1.0%时,其细化变质效果最好,合金的综合力学性能最佳,这是由于Ba的加入形成了大量细微的BaMg2Si2粒子可作为初生Mg2Si的异质形核核心,从而细化变质了Mg2Si;当Ba含量过高（〉1.0%）,BaMg2Si2相聚集长大导致了过变质现象,力学性能下降。变质为细小多边形的Mg2Si颗粒减少了加载时应力集中与裂纹产生、扩展;其弥散分布阻碍了变形时位错运动,因此强化了复合材料。

关键词： Ba Mg2Si 变质异质形核