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材料界面之超微观表征:“镜”中观乾坤——材料界面、微纳分论坛侧记

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中国材料进展 2019年第10期38卷 950-951页

作者：郭俊杰郝晓东张帅太原理工大学陕西科技大学

材料界面是材料组织的重要组成部分,对能量传递和物质输送起着十分重要的作用。通过特定的合成、制备、调控、改性等研究方法,可精确调控材料界面的化学组成、原子分子排列与超微观组织结构,能够直接影响材料的物理与化学性质,以及其在... 详细信息

材料界面是材料组织的重要组成部分,对能量传递和物质输送起着十分重要的作用。通过特定的合成、制备、调控、改性等研究方法,可精确调控材料界面的化学组成、原子分子排列与超微观组织结构,能够直接影响材料的物理与化学性质,以及其在诸多领域的应用范围。目前,基于球差校正电子显微学技术,以及在光、热、电、力等外场作用下原位分析技术的发展,可实现对原子尺度下的材料合成、器件制备与加工、组织结构与成分的原位观察及对物理化学性质及性能的实时分析,对探索材料性能的超微观结构起源发挥着至关重要的作用。

关键词：材料界面微观表征原子尺度能量传递原子分子实时分析材料合成外场作用

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材料界面与表征分论坛侧记

中国材料进展 2020年第11期39卷 822-823页

作者：郝晓东陕西科技大学

材料界面是材料组织的重要组成部分,对能量传递和物质输送起着十分重要的作用。近些年来,随着对半导体材料、纳米功能材料、环境及能源材料、认知及智能材料、复合及陶瓷材料、传统合金及高熵合金等材料研究得不断深入,材料界面的超微... 详细信息

材料界面是材料组织的重要组成部分,对能量传递和物质输送起着十分重要的作用。近些年来,随着对半导体材料、纳米功能材料、环境及能源材料、认知及智能材料、复合及陶瓷材料、传统合金及高熵合金等材料研究得不断深入,材料界面的超微观组织、化学成分与物理化学性能之间关系和规律的科学问题以及界面形成过程中的热力学和动力学所对应的工程问题日益凸显。目前,基于球差校正电子显微学技术,以及光、热、电、力等外场作用下原位分析技术的发展,可实现对原子尺度下的材料合成、器件制备与加工、组织结构与成分的原位观察及对物理化学性质及性能的实时分析,对探索材料性能的界面微观结构起源发挥着至关重要的作用。

关键词：材料界面纳米功能材料原子尺度半导体材料能量传递实时分析智能材料材料合成

材料界面的电子显微学研究未来新材料发展的关键

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中国材料进展 2016年第10期35卷 742-743页

作者：贾豫冬

氧化物界面的高分辨电子显微术自从诺奖得主HerbertKroemer指出界面在半导体材料中的重要性，界面对半导体器件性能的影响已被深入研究。贾春林教授基于半导体材料界面的研究，发现氧化物材料的界面和畴壁在导电性，铁磁性和光伏性等方... 详细信息

氧化物界面的高分辨电子显微术自从诺奖得主HerbertKroemer指出界面在半导体材料中的重要性，界面对半导体器件性能的影响已被深入研究。贾春林教授基于半导体材料界面的研究，发现氧化物材料的界面和畴壁在导电性，铁磁性和光伏性等方面显示出与基体材料不同的新性质。这些特性在潜在物理学研究及其在纳米电子学中的潜在应用等方面已经引起了广泛的研究热潮。为了满足器件制造与工业应用的要求，

关键词：材料界面电子显微学材料发展高分辨电子显微术半导体材料氧化物材料器件性能工业应用

发电机组定子绕组绝缘复合材料界面特性分析研究

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科技创新与应用 2024年第16期14卷 108-111页

作者：刘虹邑彭浣钦何明鹏谢志辉李愿杰东方电气(福建)创新研究院有限公司福州350108 东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618099

发电机组的定子绕组主绝缘材料在长期运行过程中受到多场的热、电、磁、力以及复杂环境因素的影响,极易出现局部的老化,从而降低绝缘性能,严重地危害设备的安全和系统的稳定可靠性。该文以某大型水电站发电机组中的定子绕组线圈及其绝... 详细信息

发电机组的定子绕组主绝缘材料在长期运行过程中受到多场的热、电、磁、力以及复杂环境因素的影响,极易出现局部的老化,从而降低绝缘性能,严重地危害设备的安全和系统的稳定可靠性。该文以某大型水电站发电机组中的定子绕组线圈及其绝缘层为研究对象,针对复合材料及界面特点,采用专门的材料分析技术手段,系统地研究电机服役一段时间后的绝缘层材料靠近铜导线处的结构、形貌、成分和微缺陷等变化。结果表明,在使用1年后,绝缘层包覆材料靠近铜导线侧局部出现微裂纹,相应的材料特性也发生变化,并显示出与位置分布的差异性。研究结果为持续跟踪电机服役可靠性中的材料性能演变提供实证支撑。

关键词：材料界面微缺陷定子绕组发电机材料性能演变

考虑异相材料界面力学行为的多材料结构渐进式拓扑优化设计

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考虑异相材料界面力学行为的多材料结构渐进式拓扑优化设计

作者：王杰华中科技大学

学位级别：硕士

多材料结构由于其轻量化、多功能等特点,被广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。近年来随着多材料增材制造技术的发展,多材料结构能够更加方便快捷的制造,使得多材料结构更广泛地应用于工程领域。在多材料结构中,异相材料之间的界面作... 详细信息

多材料结构由于其轻量化、多功能等特点,被广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。近年来随着多材料增材制造技术的发展,多材料结构能够更加方便快捷的制造,使得多材料结构更广泛地应用于工程领域。在多材料结构中,异相材料之间的界面作为结构中的一部分,也会对结构的性能产生重要影响。本文基于双向渐进结构优化法(Bidirectional Evolutionary Structural Optimization,BESO)发展了一种考虑异相材料界面力学性能的多材料拓扑优化方法,主要研究工作介绍如下:首先,基于BESO方法进行了多材料结构设计的研究并搭建了相应的设计平台,在多种工况和优化参数下进行设计验证设计平台的有效性和可靠性,并且基于该设计平台进一步地开展了多材料微结构构型的拓扑优化设计。其次,基于目前已发展的多材料结构渐进式拓扑优化设计方法,首次提出一种基于BESO方法的考虑界面力学性能的多材料拓扑优化方法。在整体结构力学性能模拟的过程中加入材料界面的模拟,并推导相应的灵敏度计算公式,在不同工况下进行结构刚度最大化的设计,并通过对比相同工况下不同优化参数所得优化构型,探究优化参数对优化构型的影响。最后,将论文中提出的考虑界面力学性能的多材料拓扑优化设计方法应用于壳体填充结构的优化设计,通过在填充区域填充不同类型和体分比的晶格,进一步比较不同填充方式下结构的力学性能,并通过3D打印后对结构进行加载试验验证结论。

关键词：拓扑优化渐进结构优化法多相材料材料界面壳体填充结构

聚焦材料明察秋毫——材料界面、微纳论坛侧记

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中国材料进展 2017年第11期36卷 796-797页

作者：郭俊杰章海霞太原理工大学

“2017新材料国际发展趋势高层论坛-材料界面、微纳论坛”于2017年11月12日在西安临潼悦椿温泉酒店举行。

关键词：材料界面论坛聚焦发展趋势新材料

从宏观到超微观记录分子与原子的“一举一动”--材料界面与控制分论坛侧记

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中国材料进展 2018年第9期37卷 708-709页

作者：李同同吴亭亭章海霞中国科院金属研究所太原理工大学

材料界面是材料组织的重要组成部分,它对能虽传递和物质输送起着重要作用。随着对半导体材料、纳米材料、生物材料、智能材料、复合材料、陶瓷材料、镁铝合金等材料研究的不断深入,材料界面超微观结构、成分与性能之间关系规律的问题日... 详细信息

材料界面是材料组织的重要组成部分,它对能虽传递和物质输送起着重要作用。随着对半导体材料、纳米材料、生物材料、智能材料、复合材料、陶瓷材料、镁铝合金等材料研究的不断深入,材料界面超微观结构、成分与性能之间关系规律的问题日益凸显。随着材料科学向纳米结构尺度的发展,材料的宏观性能越来越依赖于原子尺度的超微观结构。因此,材料界面微观结构信息的提取对材料性能研究至关重要。高分辨电子显微术和分析电子显微术作为表征、检测材料超微观结构的里要手段,可以从分子、原子尺度上研究材料界面的超微观结构,从而揭示材料界面结构对性能的影响。

关键词：材料界面微观结构宏观性能原子尺度分子高分辨电子显微术论坛控制

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考虑双材料界面不确定性的拓扑优化设计

考虑双材料界面不确定性的拓扑优化设计

作者：吴春雷大连理工大学

学位级别：硕士

在双材料结构拓扑优化设计中,直观上材料属性在通过材料界面时是不连续变化的,但由于在包含双材料的结构中,材料交界面处总会由于不同材料间的分子相互渗透、融合或者因产生化学反应生成新的物质等原因使得材料界面处的材料属性不同于... 详细信息

在双材料结构拓扑优化设计中,直观上材料属性在通过材料界面时是不连续变化的,但由于在包含双材料的结构中,材料交界面处总会由于不同材料间的分子相互渗透、融合或者因产生化学反应生成新的物质等原因使得材料界面处的材料属性不同于任何一种单一材料,而将材料界面作为具有一定宽度的窄带对待能更好地反应材料的这种属性变化。实际中由于生产制造工艺如多材料增材制造技术会使制造出的结构中上述的材料界面的窄带宽度具有一定的不确定性,因此,本文将上述材料界面的窄带宽度作为一随机变量或随机场对待并采用光滑的材料属性插值函数,这样便可得到考虑材料界面窄带宽度具有不确定性或称为界面不确定性的拓扑优化设计问题。对于随机场可通过级数最优线性估值(EOLE)法进行离散。文中通过基于水平集模型并采用多项式混沌展开(PCE)对包含界面不确定性的拓扑优化设计进行分析。最后,文中给出了一些数值算例来说明考虑界面不确定性会得到较为鲁棒性的拓扑优化设计结果。

关键词：双材料拓扑优化材料界面不确定性水平集

探索材料性能的超微观结构起源——材料界面、表征与检测论坛侧记

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中国材料进展 2015年第10期34卷 734-735页

作者：郭俊杰太原理工大学

国内电子显微学研究十分繁荣、活跃，当前新材料正朝着微细化方向发展，如纳米科技；也更加集成化，如晶界和畴结构阵列的集成；同时也要实现智能化，如传感、作功、控制的一体化。界面研究在材料科学技术进步中起到更重要作用。要充分... 详细信息

国内电子显微学研究十分繁荣、活跃，当前新材料正朝着微细化方向发展，如纳米科技；也更加集成化，如晶界和畴结构阵列的集成；同时也要实现智能化，如传感、作功、控制的一体化。界面研究在材料科学技术进步中起到更重要作用。要充分认识其他表征技术，如扫描隧道显微技术（STM）和实现多种检测表征技术相结合的重要性，另外发展高通量表征方法对新材料研发具有重要意义。

关键词：材料界面表征技术微观结构材料性能检测扫描隧道显微技术起源论坛