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剪切增稠液填充蜂窝夹芯板的低速冲击响应

爆炸与冲击 2025年第1期45卷 75-87页

作者：李雨薇易昶成刘志芳雷建银李世强太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所山西太原030024 材料强度与结构冲击山西省重点实验室山西太原030024

将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06... 详细信息

将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06、0.08 mm)对夹芯板力学性能的影响。利用数字图像相关技术测量了结构的应变历史和后面板挠度场的分布情况,探讨了结构的低速冲击响应过程。实验结果表明,在低速冲击下,未填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板中心区域凸起变形,周围区域有明显鼓包变形;填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板凸起变形且局部凸起区域较大,周围无鼓包产生。STF的剪切增稠效应可以增加参与能量吸收的蜂窝单元,扩大结构的局部变形区域,减小结构的后面板挠度。提高冲击速度、增大蜂窝孔径或者减小壁厚,都更有利于STF的剪切增稠效应。

关键词：剪切增稠液蜂窝夹芯板低速冲击变形模式数字图像相关技术

平纹编织碳纤维增强碳化硅复合材料孔隙分级及性能预测

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复合材料学报 2025年

作者：马晨钰曾庆丰马欣语刘建涛范晓丽史俊勤宋歌西北工业大学材料学院天目山实验室高性能航空材料与先进制造中心西南交通大学机械工程学院

为了更精确快速的进行孔隙建模，需要寻找大小孔隙的临界体积。本研究采用micro-CT技术与三维重建方法，对2D Cf/SiC中的微结构进行了提取与重建。在孔隙建模方面，提出了一种避免孔隙重叠和纤维束阻隔的方法，并通过孔隙体积及其长宽... 详细信息

为了更精确快速的进行孔隙建模，需要寻找大小孔隙的临界体积。本研究采用micro-CT技术与三维重建方法，对2D Cf/SiC中的微结构进行了提取与重建。在孔隙建模方面，提出了一种避免孔隙重叠和纤维束阻隔的方法，并通过孔隙体积及其长宽比两种划分标准，建立了相应的单胞模型。通过有限元分析技术计算模量，界定了大孔隙与小孔隙的体积临界值。根据体积的划分，孔隙体积小于0.04mm3时对Cf/SiC单胞的力学性能较小；依据长宽比的划分，发现当孔隙体积小于0.021mm3时，其形状对材料性能的影响可以忽略不计。以0.021mm3作为临界体积，大于临界体积的精确建模，小于临界体积根据统计数据随机建模，计算得到的拉伸试样的宏观模量为110GPa，与实验得到的113GPa误差2.7%，证明了此划分方法可以在保证精度的同时提高建模效率。在孔隙分级的基础上探讨了体积元选取和纤维束波纹比对模量的影响，发现单胞模型在保持计算精度的同时效率更高，而波纹比增大导致复合材料模量减小。

关键词：平纹编织C /SiC复合材料代表特征体元孔隙大小孔隙结构力学性能

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镧改性香蕉秸秆对水中磷的吸附性能

水处理技术 2025年第1期51卷 71-76+82页

作者：李碗碗黄智阮子欣杨凌蒋艳红广西师范大学环境与资源学院广西生态脆弱区环境过程与修复重点实验室

以氯化镧为改性剂，采用浸渍法合成镧改性香蕉秸秆材料（LaBS），对磷进行吸附研究。通过静态吸附试验探讨了初始溶液浓度、温度、pH和共存阴离子对LaBS吸附磷的影响。采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、比表面积（BET）、X射线衍射... 详细信息

以氯化镧为改性剂，采用浸渍法合成镧改性香蕉秸秆材料（LaBS），对磷进行吸附研究。通过静态吸附试验探讨了初始溶液浓度、温度、pH和共存阴离子对LaBS吸附磷的影响。采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、比表面积（BET）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等表征技术对LaBS的理化性质和吸附机理进行了探索。结果表明，LaBS在360 min可以达到吸附平衡，吸附过程符合准二级动力学模型，吸附过程受多步骤控制；最大吸附量为125 mg/g；等温吸附曲线均符合Langmuir曲线，为单分子层吸附，吸附机理主要以化学吸附为主；吸附热力学参数ΔG<0，是一个自发进行的过程。微观分析表明，LaBS吸附机理主要为其表面的氢键和羟基等官能团与溶液中的磷酸根进行交换反应。

关键词：镧改性香蕉秸秆吸附除磷

液态金属冷却法制备镍基单晶高温合金铸件的研究进展

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机械工程学报 2025年 127-141页

作者：艾诚张龙郭敏黄太文刘林长安大学材料科学与工程学院西北工业大学凝固技术国家重点实验室

与目前已在工业上得到广泛应用的快速凝固法(High rate solidification,HRS)相比，液态金属冷却法(Liquid metal cooling,LMC)具有更高的温度梯度，因此在制备大尺寸单晶涡轮叶片时具有显著的优势。归纳总结HRS与LMC技术的工作原理与温... 详细信息

与目前已在工业上得到广泛应用的快速凝固法(High rate solidification,HRS)相比，液态金属冷却法(Liquid metal cooling,LMC)具有更高的温度梯度，因此在制备大尺寸单晶涡轮叶片时具有显著的优势。归纳总结HRS与LMC技术的工作原理与温度梯度，由HRS与LMC技术制备的单晶高温合金铸件的枝晶组织、显微偏析、固溶处理、显微孔洞、铸造缺陷形成倾向与力学性能等特点。与HRS技术相比，LMC技术可显著地细化枝晶间距，并降低铸态组织中元素的显微偏析倾向；LMC技术可有效地降低固溶处理难度，并降低铸态和热处理态合金中显微孔洞的数量和尺寸；LMC技术可有效地降低定向凝固时雀斑和缘板杂晶等铸态缺陷的形成倾向；在较低的服役温度下，LMC技术可有效地提高合金的低周疲劳性能和高周疲劳性能。然而，LMC技术存在选晶器中引晶段晶体取向控制效果较差和Sn污染等问题，需要采用优化定向凝固工艺参数和使用高强度定向凝固型壳等方法解决上述问题。

关键词：液态金属冷却法镍基单晶高温合金显微组织固溶处理铸造缺陷力学性能

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扭转预应变对45钢低周疲劳性能的影响

机械强度 1998年第4期20卷 300-302页

作者：王时越林茉君邵剑飞云南工业大学材料力学实验室

介绍４５钢在不同扭转预应变下的低周疲劳性能，包括循环应力—应变特性、循环硬化软化特性及低周疲劳寿命的研究工作。结果表明，扭转预应变降低低周疲劳寿命，循环应力随扭转预应变的增大而增大。

关键词：扭转预应变低周疲劳疲劳寿命碳钢

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新型氨基树脂对水中重金属的吸附性能研究

化工新型材料 2025年

作者：谭紫燏孙剑刘绍刚刘雪虎董慧峪刁开盛谢婷广西民族大学化学化工学院林产化学与工程国家民委重点实验室广西林产化学与工程重点实验室广西林产化学与工程协同创新中心中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室

采用悬浮聚合法制备了一种新型氨基大孔交联吸附树脂，并考察其对水中重金属Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)的吸附性能。结果表明，该树脂吸附重金属吸附动力学符合拟二级动力学模型，吸附速率的主要限速步骤为颗粒内扩散。对Cu(II)、Pb(II)和C... 详细信息

采用悬浮聚合法制备了一种新型氨基大孔交联吸附树脂，并考察其对水中重金属Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)的吸附性能。结果表明，该树脂吸附重金属吸附动力学符合拟二级动力学模型，吸附速率的主要限速步骤为颗粒内扩散。对Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)的等温吸附均符合Langmuir模型，最大平衡吸附量分别为0.84、0.75和0.52mmol/g；对Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)的去除机制是主要配位吸附，由氨基提供吸附位点。在pH=1～6范围内，氨基大孔交联吸附树脂对重金属的吸附能力较好；在0～10mmol/L范围内，该树脂对重金属的吸附量随着离子强度的增加而明显降低。

关键词：氨基树脂吸附树脂合成重金属吸附模型作用机制

基于第一性原理的Sc掺杂ZnO对气体的吸附特性研究

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原子与分子物理学报 2025年第1期42卷 54-60页

作者：张巍钟李海侠吴浩伟于镇张善祥桂林理工大学广西高校先进制造与自动化技术重点实验室桂林541006 桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541006

CO、SO_(2)、H_(2)S是矿井内由煤炭及围岩中涌出或在生产过程中产生的的典型有毒气体,本文采用第一性原理及密度泛函理论研究了稀土元素Sc掺杂ZnO对单个气体分子(CO、SO_(2)、H_(2)S)的吸附特性.通过对各体系布居分布、能带结构、态密... 详细信息

CO、SO_(2)、H_(2)S是矿井内由煤炭及围岩中涌出或在生产过程中产生的的典型有毒气体,本文采用第一性原理及密度泛函理论研究了稀土元素Sc掺杂ZnO对单个气体分子(CO、SO_(2)、H_(2)S)的吸附特性.通过对各体系布居分布、能带结构、态密度及差分电荷密度分析,研究结果表明:Sc-ZnO(001)-Zn位掺杂体系稳定性最好,Sc-ZnO对单个CO、SO_(2)及H_(2)S分子的吸附能分别为-0.140 eV、-1.885 eV及-0.093 eV,其中对SO2分子的吸附为化学吸附,其余为物理吸附.确定了Sc-ZnO作为半导体气敏传感器来检测三种有毒气体的可行性,尤其是对于SO_(2)气体,为Sc-ZnO作为气敏传感材料实现对矿井有毒气体的检测提供了理论指导.

关键词：第一性原理 Sc掺杂ZnO 有毒气体吸附特性

基于第一性原理C-Cd掺杂ZnO的电子结构和光学性质的研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 135-142页

作者：张善祥李海侠于镇吴浩伟张巍钟桂林理工大学广西高校先进制造与自动化技术重点实验室桂林541006 桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541006

借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂... 详细信息

借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂时形成能是正的,说明掺杂体系不易形成;共掺杂体系当中,所有掺杂体系的形成能均为负的,C-2Cd掺杂时形成能最低;与本征ZnO相比,所有掺杂体系的禁带宽度均有所降低,由于C元素的掺杂,禁带中产生杂质能级,减小电子跃迁所需要的能量;在光学性质方面,所有掺杂体系在低能区域的吸收图谱、介电函数虚部的峰值与本征ZnO相比均有所增大,且在低能区均发生红移,其中C-2Cd掺杂体系的红移程度最为明显且峰值最大.由此说明C和Cd共掺杂有望提高ZnO的光吸收率和光电转化效率,可以扩展其在光电器件领域中的应用.

关键词： C-Cd共掺杂第一性原理密度泛函理论电子结构光学性质

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基于耦合界面键合效应的石墨烯磨损研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 66-75页

作者：郑云飞卢艳武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081

石墨烯作为二维固体润滑材料,其超滑特性不仅是物理作用结果,其化学键结构机制下的摩擦化学现象,是深入理解石墨烯摩擦性能的关键.本文采用分子动力学(MD)方法构建了多重层数石墨烯增强不同粗糙形貌的金属基底模型,实现了其与金刚石尖... 详细信息

石墨烯作为二维固体润滑材料,其超滑特性不仅是物理作用结果,其化学键结构机制下的摩擦化学现象,是深入理解石墨烯摩擦性能的关键.本文采用分子动力学(MD)方法构建了多重层数石墨烯增强不同粗糙形貌的金属基底模型,实现了其与金刚石尖端滑动过程的动态分析,揭示了考虑尖端与石墨烯之间存在界面键时石墨烯层的理化耦合作用下的磨损机理.研究结果表明:当考虑金刚石尖端与石墨烯之间化学键合时,石墨烯发生磨损破裂的临界载荷相对于不考虑界面化学键时的值减小,这是由于界面键的形成会剥离石墨烯导致石墨烯断裂所致;金属基底的粗糙度也是决定石墨烯发生磨损破裂时临界载荷的重要因素之一,当粗糙度增大,临界载荷减小,同时通过增加石墨烯层的层数(增韧)来提高石墨烯发生磨损破裂失效的临界载荷.

关键词：石墨烯层界面键分子动力学磨损破裂

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