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不同取向镍基单晶高温合金650℃原位拉伸

电子显微学报 2024年第3期43卷 295-302页

作者：李菲祺吕俊霞程晓鹏王晋张跃飞张泽北京工业大学材料与制造学部北京100124 浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310027

镍基单晶高温合金作为飞机涡轮发动机叶片的主要使用材料,其在服役过程中受到各向应力作用产生变形导致材料失效,因此本文基于课题组自主研发的原位拉伸设备对[140]取向、[340]取向、[122]取向的镍基单晶高温样品进行了650℃原位拉伸。... 详细信息

镍基单晶高温合金作为飞机涡轮发动机叶片的主要使用材料,其在服役过程中受到各向应力作用产生变形导致材料失效,因此本文基于课题组自主研发的原位拉伸设备对[140]取向、[340]取向、[122]取向的镍基单晶高温样品进行了650℃原位拉伸。其中[140]取向样品在屈服阶段后样品硬化到塑性变形后期出现了幅度较小的应力下降,最后样品在应力作用下滑移迹线所在的基体发生开裂,裂纹沿着滑移迹线所在方向扩展至样品断裂。[340]取向样品在整个塑性变形阶段,样品的应力持续下降,孔洞缺陷处形成缺陷导致材料失效。[122]取向样品一直处于硬化阶段,到塑性变形后期样品出现了应力的下降,跟[340]取向样品失效方式相同,孔洞开裂形成裂纹源导致材料失效。本文针对三种取向样品的力学性能,塑性变形过程中的滑移情况以及对应的施密特因子变化、样品失效的方式进行了分析,对合金在真实服役过程中提高其服役寿命具有重要意义。

关键词：镍基单晶高温合金原位拉伸滑移分析力学性能

直流传导式液态金属电磁泵流场畸变及其电磁构型补偿

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复合材料学报 2024年

作者：杨进陈观慈张文斌陈永华杨照林昆明理工大学机电工程学院

利用直流传导电磁泵（DC-EMP）驱动低熔点的镓基液态金属作为冷却工质的散热方法，在高热流芯片的热控领域展现出重要的应用前景。为削弱液态金属的磁流体动力学（Magnetohydrodynamic， MHD）效应及其导致的流场畸变，提高DC-EMP的驱... 详细信息

利用直流传导电磁泵（DC-EMP）驱动低熔点的镓基液态金属作为冷却工质的散热方法，在高热流芯片的热控领域展现出重要的应用前景。为削弱液态金属的磁流体动力学（Magnetohydrodynamic， MHD）效应及其导致的流场畸变，提高DC-EMP的驱动性能。对液态金属的流动特性，流道内电流密度场、磁感应强度及洛伦兹力矢量分布进行了研究，采用磁轭和绝缘板进行电磁构型补偿以提高DC-EMP作用区的磁感应强度和有效电流，从而削弱MHD效应。结果表明：受MHD效应的影响，靠近侧壁面的液态金属被加速主流区流速降低，流道内液态金属在穿过作用区后会发生严重的流场畸变。液态金属切割磁感线产生的感应电流在作用区端部形成涡电流，减弱了作用区内的有效电流，同时在涡电流和电、磁场端部效应的耦合下，在作用区外产生与流速方向相反的洛伦兹力阻力，抑制液态金属进入和离开作用区，进而降低DC-EMP的性能。试验表明电磁泵的进出口压差△P随输入电流It的增加而增大，当It=50 A时补偿后的△P较传统结构提高了78.08%。

关键词：镓基液态金属复合材料直流传导电磁泵电磁构型补偿芯片散热热管理

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基于机械互锁分子的新型发光材料研究进展

中国科学：化学 2024年第8期54卷 1250-1276页

作者：宋景霖陈超王威杨海波华东师范大学化学与分子工程学院上海200062

近年来,随着机械互锁分子领域的快速发展,化学家们开始尝试将发光基元引入机械互锁分子中,并探究其独特的发光性质.相比于发光小分子,机械键的存在使所得的功能化机械互锁分子表现出优异的发光性能.进一步地,通过巧妙地应用机械互锁分... 详细信息

近年来,随着机械互锁分子领域的快速发展,化学家们开始尝试将发光基元引入机械互锁分子中,并探究其独特的发光性质.相比于发光小分子,机械键的存在使所得的功能化机械互锁分子表现出优异的发光性能.进一步地,通过巧妙地应用机械互锁分子独特的动态性,成功设计构筑了多样化具有突出刺激响应光学特性的机械互锁分子,并探索了其在光催化、光学传感、智能发光材料等领域的应用.此外,将手性元素引入机械互锁发光体系中,其圆偏振发光性能也引起了越来越多的关注.本文从机械键对发光性能的调控、刺激响应型机械互锁发光材料、手性机械互锁分子的圆偏振发光性能三方面综述了近年来基于机械互锁分子的新型发光材料的研究进展,并分析了当前面临的挑战,展望了未来该领域的发展前景.

关键词：轮烷索烃机械键刺激响应性圆偏振发光

橡胶-再生骨料保温混凝土热传输机理及微观结构分析

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功能材料 2024年第5期55卷 5007-5013页

作者：屠艳平谢俊杰程书凯陈国夫白登显邓丽武汉工程大学土木工程与建筑学院武汉430073 武汉工程大学湖北省绿色土木工程材料与结构工程研究中心武汉430073 广安职业技术学院土木工程学院四川广安638500

采用橡胶颗粒(RP)、再生骨料(RA)作为保温轻骨料,纳米SiO_(2)(NS)作为辅助胶凝材料,制备橡胶保温混凝土(IRC)。通过自然光照和模拟光照下的环境模拟试验,并结合材料密度、吸水率、导热系数、微观孔结构等指标,研究IRC的热工性能及热传... 详细信息

采用橡胶颗粒(RP)、再生骨料(RA)作为保温轻骨料,纳米SiO_(2)(NS)作为辅助胶凝材料,制备橡胶保温混凝土(IRC)。通过自然光照和模拟光照下的环境模拟试验,并结合材料密度、吸水率、导热系数、微观孔结构等指标,研究IRC的热工性能及热传输机理.结果表明:RP的掺加引入了大量孔隙,密度、吸水率和孔容逐渐增大,形成了多孔结构,提高了IRC的保温性能,RP掺量为20%时,导热系数为1.01 W(m·K)^(-1);NS的掺加细化了IRC的孔径,破坏了连通的热流通道,进一步提高了IRC的保温性能,掺入3%的NS后,导热系数进一步降低7.8%~9.4%。

关键词：保温混凝土纳米SiO_(2) 再生骨料导热系数孔结构建筑节能

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中子衍射应力分析技术及其应用进展

金属学报 2024年第8期60卷 1017-1030页

作者：林皓李建杨钊龙钟圣怡上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海交通大学中子科学与技术全国重点实验室上海200240 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621999 上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

中子衍射依托中子源大科学装置,能够非破坏性地获取材料内部微结构的统计信息,是建立物质微观、介观和宏观结构与性能内在联系的重要表征手段,同时也是航空发动机涡轮盘/叶片、反应堆压力容器等重大技术与装备关键部件内部残余应力定量... 详细信息

中子衍射依托中子源大科学装置,能够非破坏性地获取材料内部微结构的统计信息,是建立物质微观、介观和宏观结构与性能内在联系的重要表征手段,同时也是航空发动机涡轮盘/叶片、反应堆压力容器等重大技术与装备关键部件内部残余应力定量无损评价的重要方法。本文简要介绍了中子衍射技术测量原理和基本方法,阐述了该技术在材料基础与前沿探索的研究进展,评述了其在工程构件设计、制造、服役及安全评估中的地位与作用。基于新材料和新工艺开发的共性需求,展望了中子衍射技术跨尺度、多参量分析的开发潜力,及其未来在高通量表征中的发展方向。

关键词：中子衍射残余应力高通量表征服役安全

C/SiC复合材料数据库及机器学习性能预测平台的设计与开发

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机械工程材料 2024年第5期48卷 51-61页

作者：曹文轩史振宇邹斌王继来张成鹏袭建人山东大学机械工程学院高校洁净机械制造教育部重点实验室山东大学材料科学与工程学院济南250061

以MySQL Workbench 8.0为数据库平台,采用三层浏览器/服务器架构,利用PyCharm 2022开发了一套基于Web界面和机器学习技术的C/SiC复合材料数据库系统,该系统包括材料数据库和机器学习模型2部分,具有对材料组分结构、制备工艺、试验性能... 详细信息

以MySQL Workbench 8.0为数据库平台,采用三层浏览器/服务器架构,利用PyCharm 2022开发了一套基于Web界面和机器学习技术的C/SiC复合材料数据库系统,该系统包括材料数据库和机器学习模型2部分,具有对材料组分结构、制备工艺、试验性能等材料研发各阶段的信息查询、添加、修改、删除、搜索以及支持信息管理、设计分析视图、案例推理辅助设计、用户与系统管理等功能。基于神经网络回归算法训练机器学习模型,利用材料微观结构参数预测材料力学性能,对不同微观结构参数的影响权重进行评价,并部署在系统平台中;通过Web用户界面调用机器学习模型,对预留的验证集数据进行拉伸模量和弯曲模量预测。结果表明:机器学习模型预测材料力学性能的精度达到95%左右,训练出来的预测模型具有良好的精度与泛化能力。

关键词： C/SiC复合材料材料数据库 Web系统神经网络性能预测

基于密度泛函理论的NaTaO_(3)的结构设计及光催化抗菌性能研究

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人工晶体学报 2024年第6期53卷 1051-1060页

作者：汪涛张于浩殷海荣四川工程职业技术大学建筑工程系德阳618000 陕西科技大学材料科学与工程学院西安710000

NaTaO_(3)光催化剂因高的化学稳定性和热稳定性,以及环境友好性可以满足不同领域的需求。通过离子掺杂可以调节NaTaO_(3)的电子结构和性能,本文基于密度泛函理论研究了钙钛矿型Na_(0.75)B_(0.25)TaO_(3)(B=Cr,Mn,Fe,Cu,Zn)的电子结构和... 详细信息

NaTaO_(3)光催化剂因高的化学稳定性和热稳定性,以及环境友好性可以满足不同领域的需求。通过离子掺杂可以调节NaTaO_(3)的电子结构和性能,本文基于密度泛函理论研究了钙钛矿型Na_(0.75)B_(0.25)TaO_(3)(B=Cr,Mn,Fe,Cu,Zn)的电子结构和光学性质,分析了不同过渡金属掺杂对NaTaO_(3)的能带结构和电子态密度的影响。研究发现Cr、Mn、Fe和Zn掺杂使NaTaO_(3)呈现金属性质,Na_(0.75)Cu_(0.25)TaO_(3)则呈现半导体性质并且禁带宽度缩小到1.35 eV。掺杂Cu后会引起新的能级(Cu 3d和Cu 4s)在禁带中出现,这些新的能级位于禁带的中心,会导致禁带向导带移动。此外,Cu掺杂体系的吸收光谱发生了红移并且可将光吸收波长扩展到800 nm。接着,探索了NaTaO_(3)和Na_(0.75)Cu_(0.25)TaO_(3)的光催化抗菌性能,结果表明Cu离子调控后的光催化剂对金黄色葡萄球菌(***)的杀菌效率为99.99%,并对杀菌机理进行了分析。

关键词： NaTaO_(3) 密度泛函理论过渡金属掺杂电子结构光学性质光催化抗菌

稀土离子掺杂红外微晶玻璃发光材料的研究进展

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硅酸盐学报 2024年第8期52卷 2527-2542页

作者：叶昇达陈健濠黄雄健董国平华南理工大学材料科学与工程学院发光材料与器件国家重点实验室广州510641 华南理工大学物理与光电学院广州510641

稀土离子掺杂微晶玻璃兼具晶体材料优异的光学特性和玻璃材料良好的物理化学特性,是一种极具发展前景的红外发光材料。本文从微晶玻璃的透过率出发,结合散射理论对其影响因素进行了简要分析,指出实现透明微晶玻璃的基本条件。分析归纳... 详细信息

稀土离子掺杂微晶玻璃兼具晶体材料优异的光学特性和玻璃材料良好的物理化学特性,是一种极具发展前景的红外发光材料。本文从微晶玻璃的透过率出发,结合散射理论对其影响因素进行了简要分析,指出实现透明微晶玻璃的基本条件。分析归纳了目前稀土离子掺杂红外微晶玻璃的现状和特性,包括氟氧硅酸盐、碲酸盐和锗酸盐微晶玻璃体系。介绍了稀土离子掺杂红外微晶玻璃的应用研究进展,最后对其发展状况进行总结及展望,为稀土离子掺杂红外微晶玻璃的研究提供思路和参考。

关键词：微晶玻璃红外氟氧硅酸盐碲酸盐锗酸盐

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纤维增强复合材料多模式内聚断裂的相场模型

工程设计学报 2024年第3期31卷 301-308页

作者：粟海波陈波潓吴熙王亮上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 浙大城市学院工程学院浙江杭州310015 城市基础设施智能化浙江省工程研究中心浙江杭州310015

经典的断裂相场法是基于脆性断裂理论建立的变分方法,因此其无法准确描述复合材料的准脆性断裂行为。基于此,提出了一种多相场模型来描述纤维增强复合材料的多模式内聚断裂行为。通过对各向异性相场驱动力和损伤本构关系的合理定义,提... 详细信息

经典的断裂相场法是基于脆性断裂理论建立的变分方法,因此其无法准确描述复合材料的准脆性断裂行为。基于此,提出了一种多相场模型来描述纤维增强复合材料的多模式内聚断裂行为。通过对各向异性相场驱动力和损伤本构关系的合理定义,提出了一种混合型内聚断裂相场模型,并通过推导得到了相应的演化方程与强度准则。采用该模型进行了3种复合材料板的裂纹扩展及失效仿真,结果表明,所提出的多相场模型能够有效模拟复合材料的多模式内聚断裂行为,具有较高的应用价值。

关键词：复合材料相场模拟内聚断裂失效机理