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沉井-砂土界面特性及侧摩阻力分布特性试验研究

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铁道建筑 2024年第3期64卷 59-65页

作者：朱俊涛陈富翔李德杰曾旭涛肖靖中交第二航务工程局有限公司武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室武汉430040 河海大学岩土工程科学研究所南京210098

沉井侧摩阻力是桥梁工程中的重点关注问题。为研究沉井-砂土界面特性,使用大型直剪仪对不同法向应力及含水率条件下的砂土进行界面剪切试验,并开展模型试验,研究不同类型的砂土、有无台阶以及不同施工工艺条件下沉井下沉过程中的侧摩阻... 详细信息

沉井侧摩阻力是桥梁工程中的重点关注问题。为研究沉井-砂土界面特性,使用大型直剪仪对不同法向应力及含水率条件下的砂土进行界面剪切试验,并开展模型试验,研究不同类型的砂土、有无台阶以及不同施工工艺条件下沉井下沉过程中的侧摩阻力分布特性。结果表明:剪切位移较小时,沉井-砂土界面剪应力随剪切位移的增加而增加,当剪切位移达到某一临界值后,剪应力趋于稳定;界面抗剪强度随含水率的增加而小幅减小,界面抗剪强度参数以内摩擦角为主,黏聚力较小,界面水敏性较低;沉井下沉过程中,侧壁土压力-入土深度曲线在沉井刃脚位置发生“内拐”,即侧壁土压力在刃脚发生应力松弛,应力松弛的程度与下沉深度正相关,且随砂土粒径的增加有所降低;与无台阶沉井相比,台阶型沉井的侧壁土压力明显降低,在沉井上增设台阶可有效降低沉井的下沉难度;台阶型沉井与侧壁土体之间灌砂会导致沉井侧壁土压力小幅增加,对沉井的下沉难度影响不大。

关键词：桥梁工程沉井界面剪切试验界面特性模型试验侧摩阻力

空间天线用金属薄膜/有机材料结构脉冲激光刻蚀界面特性研究

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真空与低温 2024年第5期30卷 522-527页

作者：王瑞格桑顿珠魏广杨建平胡汉军尚凯文吴敢兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

为了研究脉冲激光刻蚀过程中金属薄膜/有机材料界面的特性变化,以典型的有机材料聚酰亚胺(PolyImide,PI)为基底,通过物理气相沉积在其表面制备了1μm厚的金属Cu薄膜,分别采用短脉冲(100 ns)和超短脉冲(290 fs)激光刻蚀去除部分金属薄膜... 详细信息

为了研究脉冲激光刻蚀过程中金属薄膜/有机材料界面的特性变化,以典型的有机材料聚酰亚胺(PolyImide,PI)为基底,通过物理气相沉积在其表面制备了1μm厚的金属Cu薄膜,分别采用短脉冲(100 ns)和超短脉冲(290 fs)激光刻蚀去除部分金属薄膜,然后借助XPS、SEM等对刻蚀后的界面进行了表征分析,测试了样品高频段(4~18 GHz)的介电性能以及太阳光谱(200~2 000 nm)的透射性能。结果表明,纳秒和飞秒激光作用后,Cu/PI这种热物性相差很大的材料体系的界面特征存在共性和差异。共性体现在两种激光刻蚀后的介电常数和损耗因子值比刻蚀前均有小幅提升,这是由刻蚀过程中金属薄膜气化反向沉积的颗粒及界面处PI碳化在新表面上形成了一层很薄的介质薄膜引起的。差异性体现在界面微观形貌上,由于飞秒和纳秒激光的作用机制不同,飞秒激光刻蚀后界面浅表层形成了微孔洞结构,导致在500~2 000 nm可见/近红外波段透射率下降60%左右,而纳秒激光刻蚀后透射率没有明显变化。

关键词： Cu/PI薄膜激光刻蚀介电性能界面特性

空间天线用金属薄膜/有机材料结构脉冲激光刻蚀界面特性研究

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真空与低温 2024年

作者：王瑞格桑顿珠魏广杨建平胡汉军尚凯文吴敢兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室

为了研究脉冲激光刻蚀过程中金属薄膜/有机材料界面的特性变化，以典型的有机材料聚酰亚胺（Polyimide，PI）为基底，通过物理气相沉积在其表面制备了1μm厚的金属Cu薄膜，分别采用短脉冲（100ns）和超短脉冲（290fs）激光刻蚀去除部分... 详细信息

为了研究脉冲激光刻蚀过程中金属薄膜/有机材料界面的特性变化，以典型的有机材料聚酰亚胺（Polyimide，PI）为基底，通过物理气相沉积在其表面制备了1μm厚的金属Cu薄膜，分别采用短脉冲（100ns）和超短脉冲（290fs）激光刻蚀去除部分金属薄膜，然后借助XPS、SEM等对刻蚀后的界面进行了表征分析，测试了样品高频段（4～18GHz）的介电性能以及太阳光谱（200～2000nm）的透射性能。结果表明，纳秒和飞秒激光作用后，Cu/PI这种热物性相差很大的材料体系的界面特征存在共性和差异。共性体现在两种激光刻蚀后的介电常数和损耗因子值比刻蚀前均有小幅提升，这是由刻蚀过程中金属薄膜气化反向沉积的颗粒及界面处PI碳化在新表面上形成了一层很薄的介质薄膜引起的；差异性体现在界面微观形貌上，由于飞秒和纳秒激光的作用机制不同，飞秒激光刻蚀后界面浅表层形成了微孔洞结构，导致在500～2000nm可见/近红外波段透射率下降60%左右，而纳秒激光刻蚀后透射率没有明显变化。

关键词： Cu/PI薄膜激光刻蚀介电性能界面特性

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边缘分析下的耐张线夹金属结构界面特性分析

计算机仿真 2024年第3期41卷 98-102,181页

作者：陈家慧彭倩冯杰杨焘国网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610041 四川赛康智能科技股份有限公司四川成都610041

耐张线夹是架空输电线路上的重要配件,但其在应用过程中存在握力下降、松动情况,为输电线路安全运行带来了一定的风险。为充分掌握耐张线夹应用情况,提出基于图像边缘特征提取的耐张线夹金属结构界面特性仿真分析方法。方法设计耐张线... 详细信息

耐张线夹是架空输电线路上的重要配件,但其在应用过程中存在握力下降、松动情况,为输电线路安全运行带来了一定的风险。为充分掌握耐张线夹应用情况,提出基于图像边缘特征提取的耐张线夹金属结构界面特性仿真分析方法。方法设计耐张线夹传感阵列结构,获取耐张线夹边界电压值,并利用该边界电压值构建灵敏度矩阵;对灵敏度矩阵实施反复投影处理后得到耐张线夹金属结构界面图像;然后使用边缘点特征向量重构方式获取耐张线夹金属结构界面边缘特征点;以上述边缘特征点为基础,使用MATLAB仿真软件构建耐张线夹金属结构三维模型并仿真其金属结构界面特性。仿真结果表明,所提方法提取耐张线夹金属结构边缘特征能力较强,且可有效仿真耐张线夹金属结构界面的应力特性。

关键词：图像边缘特征提取耐张线夹金属结构界面特性三维仿真

双电子传输层结构硫硒化锑太阳电池的界面特性优化

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物理学报 2022年第3期71卷 331-338页

作者：曹宇刘超颖赵耀那艳玲江崇旭王长刚周静于皓现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林132012 东北电力大学电气工程学院吉林132012 中国铁路设计集团有限公司天津300308 城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程实验室天津300308 东北电力大学化学工程学院吉林132012

硫硒化锑薄膜太阳电池因其制备方法简单、原材料丰富无毒、光电性质稳定等优点,成为了光伏领域的研究热点.经过近几年的发展,硫硒化锑太阳电池的光电转换效率已经突破10%,极具发展潜力.本文针对硫硒化锑太阳电池中n/i界面引起的载流子... 详细信息

硫硒化锑薄膜太阳电池因其制备方法简单、原材料丰富无毒、光电性质稳定等优点,成为了光伏领域的研究热点.经过近几年的发展,硫硒化锑太阳电池的光电转换效率已经突破10%,极具发展潜力.本文针对硫硒化锑太阳电池中n/i界面引起的载流子复合进行了深入研究.发现硫硒化锑太阳电池的界面特性会受到界面电子迁移能力和能带结构两方面的影响.界面电子迁移率的提高能使电子更有效地传输至电子传输层,实现器件短路电流密度和填充因子的有效提升.在此基础上,引入ZnO/Zn_(1–x)Mg_(x)O双电子传输层结构能够进一步优化硫硒化锑太阳电池性能.其中,Zn_(1–x)Mg_(x)O能级位置的改变可以同时调节界面和吸光层的能级分布,在Zn_(1–x)Mg_(x)O导带能级为–4.2 eV,对应Mg含量为20%时,抑制载流子复合的效果最为明显,硫硒化锑太阳电池也获得了最佳的器件性能.在去除缺陷态的理想情况下,双电子传输层结构硫硒化锑太阳电池在600 nm厚时获得了20.77%的理论光电转换效率,该研究结果为硫硒化锑太阳电池的进一步优化和发展提供了理论与技术支持.

关键词：薄膜太阳电池硫硒化锑界面特性双电子传输层

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激光熔覆SiC_(f)/Ti-6Al-4V复合材料界面特性与微观力学性能研究

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稀有金属材料与工程 2022年第9期51卷 3360-3365页

作者：韩振中赵琪冉庆选韩日宏蒋晓军齐海波石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北石家庄050043 河北省交通工程与环境协同发展新材料重点实验室河北石家庄050043

针对激光熔覆制备SiC_(f)/Ti-6Al-4V复合材料过程中反应时间短和扩散时间短的问题,开展了不同真空热暴露条件下SiC_(f)/Ti-6Al-4V复合材料界面特性和微观力学性能的研究。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、... 详细信息

针对激光熔覆制备SiC_(f)/Ti-6Al-4V复合材料过程中反应时间短和扩散时间短的问题,开展了不同真空热暴露条件下SiC_(f)/Ti-6Al-4V复合材料界面特性和微观力学性能的研究。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、纳米压痕仪,表征了经不同温度、不同时间真空热暴露后界面反应层厚度、界面处化学成分、微观力学性能。研究发现,激光熔覆叠层技术制备复合材料过程中增强体、C涂层、基体之间会发生界面反应,其主要界面反应产物为TiC。短时真空热暴露会使得界面反应层厚度增加,C涂层厚度减小,随着热暴露时间延长,反应层的生长符合抛物线规律,反应的动力学参数频率因子k0=6.005×10^(-3) m·s^(-1/2),反应激活能Q=143.13 kJ·mol^(-1)。经900℃短时真空热暴露,纤维、C涂层、基体及界面反应层的硬度和弹性模量没有发生明显的变化,表明该材料在900℃及以下温度具有良好的短时热稳定性。

关键词： TMCs 真空热暴露界面特性微观力学性能

AISI 1045钢表面激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层的界面特性及摩擦性能

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中国表面工程 2023年第2期36卷 54-64页

作者：曹佳俊常成邱兆国曾德长刘敏闫星辰华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510651

激光熔覆高熵合金涂层摩擦磨损行为的研究主要聚焦在涂层表面,鲜有对熔覆层/基体界面区域的摩擦学行为进行研究。为了提高AISI 1045钢的耐磨性,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体表面制备宏观形貌良好、组织均匀的FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(... 详细信息

激光熔覆高熵合金涂层摩擦磨损行为的研究主要聚焦在涂层表面,鲜有对熔覆层/基体界面区域的摩擦学行为进行研究。为了提高AISI 1045钢的耐磨性,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体表面制备宏观形貌良好、组织均匀的FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)高熵合金涂层。利用OM、XRD、SEM、EDS和摩擦磨损测试仪对激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层的微观结构、物相组成、界面特性和摩擦磨损性能进行研究。通过对FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层XRD图谱和元素分布分析发现,涂层主要由面心立方(Fe,Ni)相和体心立方相(BCC)形成的共晶组织及其中弥散分布着的NiAl金属间化合物构成。硬度测试表明,从涂层顶部到基体,涂层、稀释区、热影响区和基体的平均显微硬度分别为518±20、561±63、473±81和217±12 HV_(0.2)。涂层/基体界面区域生成了Cr_(23)C_(6),在摩擦过程中会形成一层摩擦层,相比于涂层和基体具有更小的摩擦因数(0.56),磨损率(4.76±0.51×10^(-5)mm^(3)/(N·m))最低,为涂层/界面区域摩擦学行为提供了理论参考。

关键词：激光熔覆高熵合金涂层微观组织界面特性摩擦磨损

V4Cr4Ti合金和RAFM钢的热等静压扩散连接及其界面特性

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焊接学报 2022年第7期43卷 57-62,I0006页

作者：张启航李佳霖谌继明王长浩杨波张弛核工业西南物理研究院成都610041 清华大学北京100084

低活化铁素体/马氏体(reduced activation ferritic/martensitic,RAFM)钢及钒合金被认为是未来核聚变反应堆第一壁的候选结构材料,性能各有优劣,可满足近中期应用要求.采用热等静压技术在温度800℃、等静压压强150 MPa和保温时间2 h下实... 详细信息

低活化铁素体/马氏体(reduced activation ferritic/martensitic,RAFM)钢及钒合金被认为是未来核聚变反应堆第一壁的候选结构材料,性能各有优劣,可满足近中期应用要求.采用热等静压技术在温度800℃、等静压压强150 MPa和保温时间2 h下实现V4Cr4Ti合金和CLF-1钢的固态扩散连接,对其界面微观组织、元素扩散特征以及抗剪强度进行了分析.结果表明,CLF-1钢在距离连接界面120μm区域内出现脱碳层,而V4Cr4Ti合金侧存在宽度约1.5μm的高硬脆碳化物层;V4Cr4Ti合金/CLF-1钢连接界面无缺陷,接头室温抗剪强度最高达238 MPa.断口分析表明,断裂发生于靠近V4Cr4Ti合金侧的高硬脆碳化物层,断口表现出整体韧性,局部脆性断裂的特征.

关键词：热等静压钒合金低活化铁素体/马氏体钢界面特性

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硫化钼纳米片对油水界面特性的影响

油田化学 2023年第3期40卷 482-489页

作者：冯阳侯吉瑞兰夕堂王栋森代磊阳高尚中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249

新型纳米材料2-D纳米黑卡已被证实可有效提高低渗-致密油藏采收率,并展现出优异的油水界面特性。但是其主要成分硫化钼纳米片对油水界面微观特性影响仍不明确。应用Lammps建立硫化钼纳米片模型,首先就硫化钼纳米片尺寸进行优选。在常温... 详细信息

新型纳米材料2-D纳米黑卡已被证实可有效提高低渗-致密油藏采收率,并展现出优异的油水界面特性。但是其主要成分硫化钼纳米片对油水界面微观特性影响仍不明确。应用Lammps建立硫化钼纳米片模型,首先就硫化钼纳米片尺寸进行优选。在常温常压(298 K,1 atm)条件下,针对优选出的硫化钼纳米片尺寸对油水界面影响进行分子动力学模拟研究,分析硫化钼纳米片在油水界面的吸附形态、纳米片与油水界面交角对界面的影响以及纳米片应力分析。模拟结果表明:30A×40A尺寸的硫化钼纳米片在油水界面作用时效果最佳;硫化钼纳米片的存在,影响油水界面密度、厚度、界面交角、界面覆盖率;明确了硫化钼纳米片在油水界面作用机理:纳米片上各点位应力影响其交角,交角影响界面覆盖率,但交角与界面覆盖率之间又存在相互竞争关系影响油水界面张力的波动。本研究明确硫化钼纳米片对油水界面特性的影响,为2-D纳米黑卡驱油机理研究奠定理论基础。

关键词：硫化钼纳米片界面特性分子动力学模拟 LAMMPS