物理化学力学——一个新的知识领域

在各种固体的各种性质中,在外力作用下抵抗破坏和变形的力学性质,如强度、塑性、弹性等,占有特殊地位。这些力学性质直接与物体的结构,与在物体中作用着的分子内聚力和热运动特性有关。固体的强度、塑性和弹性,是判断它用来作为建筑和结构材料、建筑构件、机器和机械零件的可能性的主要而又最有特征的性质。如果不是首先依靠对于材料的力学性质的     

流变学及其在工业生产中的作用(英文)

流变学是研究复杂材料的流动和形变的科学。它所研究的材料既非胡克固体,亦非牛顿流体。这些材料被大量用于工业生产中,确定它们的流变性质有助于: (a)确定材料的用途; (b)如果这些材料需要加工,制定加工方法,加工仪器的设计,产量的估算及其控制; (c)加工前后的质量控制。这些复杂材料需要由许多物质函数来表征其流变性质,诸如剪切粘度,拉伸粘度,复粘度,弹性模量、屈服应力及触变性等。通常,这些函数之间没有简单的直接联系。在工业生产的一些具体问题中要确定有关的函数是比较困难的,它需要有流变学方面的知识。当今,在工业生产的实践中发展并逐步完善了确定材料性质的一些方法,而基础流变学的研究有助于对这些方法的合理性和局限性作出正确的估计。本文对流变学在:(i)高聚物加工(ii)润滑:两个技术领域的应用作了简单的介绍。     

位错理论的继承、分析、应用和发展

一位错理论与强度物理学强度物理学是固体物理学的一个分支。它所研究的范围是固体(特别指晶体)的力学性质与内部结构之间的关系。当固体受到渐渐增加的拉伸应力的作用时,它首先发生弹性形变,随后发生不可回复的或范性的形变,最后发生断裂。此外,当固体在较高温度下进行拉伸时,会发生蠕变;在循环应力的作用下,会出现疲劳现象;而在较低温度下,则主要产生变脆的现象。上述这些弹性、范性和断裂等现象是固体用作工程材料时所表现的宏观性能。研究     

多杆型零件精密冷挤压

材料成形加工技术是先进制造技术(AMT)三大构成部分中最本源内容,它是直接作用于被加工材料的技术,是制造的物理过程之总称．成形加工技术的进步与发展从根本上决定了制造技术的工程技术意义和市场经济价值．     

金属的脆性

物体在外力的作用下会引起变形,当外力消除时,变形随即完全消失,这种变形是弹性形变;若外力消除后,物体不能恢复原状,变形仍被保留,则称为范性形变。金属材料在工艺加工和使用过程中通常会发生范性形变,倘若金属的范性很差,或者在温度降低时发生变脆现象,则不仅会使工艺加工产生困难,而且在使用期间也会发生突然脆断的     

固体强度问题

人们在很久以前就已经产生的关于机械强度的观念,是以对断裂的临界性质的了解作为基础的。人们认为只要外力所造成的应力达到某个一定的极限数值,物体就马上断裂。关于断裂的临界性机构的这种观念,是从实验上对许多材料已经确定的致断应力的鲜明的极限值出发的。当应力低于这极限值,物体可以长久地经受着外加负载,而只要应力超过极限值,它马上就断裂。由此就产生了强度的度量,它用断裂时单位横截面上所承受的力来表示。直到今天还占着统治地位的上述观念,虽然     

金属铝中Si点缺陷的第一原理研究

点缺陷是固体中最简单的一种缺陷,然而固体的许多物理和机械性质都敏感于点缺陷的存在。另外,固体中的其他各种对材料性质起决定作用的缺陷,如线缺陷、面缺陷和空洞等都受到与点缺陷的相互作用的影响。因此,详细地研究点缺陷的性质对理解材料的微观和宏观性质都有重要作用。由于金属铝及其合金在航空航天和电子工业上的重要性,对铝及其合金的研究受到了很大的重视。硅是铝中最重要的杂质缺陷之一。铝-硅合金也是最重要的商业化合金之一(当加入0.01％(重量分数)Na时)。这种合金的微结构和机械性质在少量外来原子加入后得到了很大的改善。     

甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物/聚氧化乙烯氢键复合物-LiClO_4体系离子电导的研究

固体电解质,或称快离子导体,是指在固态时具有熔盐或液体电解质的离子电导性的一类材料。高分子固体电解质,由于其成膜性好,易于加工,粘弹性好,能适应电池充放电过程中电极体积的变化,同时有较好的化学稳定性,因而被认为是发展全固态高能锂电池的理想电解质材料。在高分子快离子导体的母体材料中,研究最多的是聚氧化乙烯(PEO)。因为离子电导     

先进材料的原子制造

为了实现更高效和更智能的产品和系统,需要发展更小尺度和更高精度的制造技术,以提高材料的性能、利用率和集成度.原子是物质的最小构筑基元,实现原子级精准制造(原子制造)能以最大的精度定制材料的结构和性质.原子制造能从物质世界底层(原子)出发进行制造,在此过程中,大量的新物质、新器件和新机理正在被发现.尽管原子制造尚处于起步阶段,但它是实现精准合成、定制材料性能的关键路线.本文首先从原子制造与传统制造的对比出发,阐明原子制造的内涵.接着以典型体系(包括单原子、团簇、二维材料和高熵合金)为例,从结构设计角度介绍材料的原子制造方法及科学原理.然后以量子信息技术、半导体器件和能源转化为应用场景,从物质的性质定制角度阐明原子制造的优势和价值.最后从发展兼具精准性和可批量性的原子制造方法、原子尺度机理探究、原子制造新材料和新器件等角度总结原子制造面临的挑战并展望未来发展.     

神通广大的超声加工

随着科学技术的不断发展,硬脆材料(玻璃、光学玻璃、陶瓷、石英、铁氧体、锗、硅、各种晶体、宝石、金刚石等)的应用愈来愈广,常常需要利用这些材料制造各种零件和在零件上进行各种加工。一般说来,这些材料由于硬度高、脆性大、又不导电,加工比较困难。尤其是要在这类材料零件上加工出不规则形状的通孔和盲孔、深孔和螺纹,以及用成形     

椭圆偏振光谱分析方法对铁表面阳极氧化过程的研究

近半个世纪以来,椭圆偏振技术在材料和化学学科领域的应用,多限于测定固体表面膜厚度和光学常数以及与此等性质有关的范围。黄宗卿与Ord在研究碱性溶液中铁电极的氧化还原时,首先提出了代表△、ψ的总变化的新物理量——光学参量变化速率(optical tracki-     

物体的成因影响人造物分类的特异性

以前的研究发现, 物体的成因(是否人工制造而成)影响成人和幼儿对物体的命名和分类, 但没能说明成因影响物体分类的特异性, 即成因的作用发生在概念系统的哪个水平. 两个实验用前人研究的物体命名任务的变式, 检验了物体的成因对物体概念系统的领域水平(划分“人造物/非人造物”的水平)和基本水平(物体命名的水平)分类的影响. 结果显示: (ⅰ) 完成自由命名任务时, 人工制造条件的成因使物体被更多地分类为人造物领域的范畴, 而自然形成条件的成因使物体被更多分入自然物领域; (ⅱ) 用迫选任务强行改变基本水平的分类后, 领域水平分类的模式保持不变. 综合起来, 两个实验的结果说明领域水平和基本水平的分类可以分离, 而物体的成因对物体分类的影响只发生在物体概念系统的领域水平. 此外, 被试陈述的分类理由提示, 人工制造条件的成因可能导致被试自动推测物体的功能, 进而影响物体分类. 最后讨论了物体的功能对物体分类的影响, 以及新理论代替基于设计的人造物分类理论的可能性.     

能观测原子特征的混合型显微镜

美国威斯康星大学的工程师已发明一种新型的显微镜。这种显微镜结合现今检验固体结构的技术,用标准光谱技术可能观测材料中的原子或一次观察物体一个微小部分,并建立一个彩色编码的图象,以表明存在那种原子及其精确的位置。这种显微镜可望用于观察诸如半导体或活细胞的物体上原子的分布。它不但能告诉物体表面上有那些原子,而且能告诉与这些原子键合的那些原子。     

反隐身技术编织的天罗地网

一直以来,隐身可谓是许多人梦寐以求的超能力.虽然掌握"来无影去无踪"的特异功能对我们来说还是遥不可及的梦想,但是从技术上我们早已找到了隐身的"基因密码". 我们能看到物体,是因为物体发射或者反射的光通过瞳孔、晶状体进入眼睛,从而被我们接收.而如果这些光线通过散射、反射或吸收等方式被改变,使得观察者看不到物体的存在,就能实现视觉上的隐身.有的国家通过使用特殊材料,已经研制出了隐身斗篷.这里的隐身是指对人眼或者目视观察时的隐身.     

若干溶解、腐蚀后固体表面的分数维研究

固体表面溶解、腐蚀时粗糙度变化的研究,对于矿石溶出、金属腐蚀、材料表面处理和化学加工等都有参考价值。近年来,用分数维(fractal)方法研究固体表面沉积时粗糙度的变化已有大量研究工作,而固体表面溶解、腐蚀时粗糙度变化的研究则很少见。本文报道用典型实验和计算机模拟探讨这一问题的初步结果。 1 单晶硅抛光面用NaOH溶液的腐蚀结果     

黄昆院士与固体物理学

固体是由许多原子组成的.固体物理学主要研究固体的原子结构以及固体中电子与原子、电子与电子、原子与原子之间的各种相互作用和由这些相互作用决定的固体材料的各种性质.     

有机蒙脱石基快离子导体

快离子导体是具有异常好的离子输运性质的一类固体材料。近年来,发现一些有开放结构的天然矿物具有快离子导体的基本性质,蒙脱石就是其中的一种。我们对用天然蒙脱石进行改性处理所得的蒙脱石基快离子导体已做了一些研究工作,本文进一步报道有机改性蒙     

特种能场微成形技术研究进展

随着微成形加工尺度范围的不断延伸,单纯依靠模具施加载荷(力场)的微成形技术难以突破成形尺度极限,因此迫切需要发展塑性微成形新原理、新方法和新工艺。针对微成形尺度效应这一基本科学问题,将电场、电磁场和超声波等特种能场应用到微成形技术中,利用特种能场与材料相互作用产生的物理效应,突破微成形尺度极限并扩大可加工材料的范围,从而实现跨尺度、多材料和可控微成形。特种能场微成形技术将极大地促进微成形技术的发展和应用,成为微/纳制造技术领域一个重要研究方向。     

飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术及其应用

激光加工技术作为重要的先进制造技术之一已广泛应用于众多的工业制造领域. 利用激光直写技术进行材料加工时, 其所能达到的加工分辨率一直受到经典光学理论衍射极限的限制, 难于进行纳米尺度的加工. 飞秒脉冲激光的出现不仅为研究光与物质相互作用的超快过程提供了手段, 也为发展先进的微纳米加工技术提供了不可多得的光源. 近年来, 作为最新的激光加工技术之一的飞秒脉冲激光多光子微纳加工技术已成为国际上研究的热点. 该技术利用多光子效应和激光与物质作用的阈值效应, 成功地实现了纳米尺度的激光直写加工分辨率, 可望在功能性微纳器件制备等纳米技术领域发挥重要作用, 具有广阔的应用前景. 在2001年日本科学家利用飞秒脉冲激光双光子聚合技术首次突破衍射极限获得120 nm的加工分辨率后, 最近我国科学家实现了15 nm线宽的纳米尺度加工分辨率. 在利用多光束并行加工技术进行快速、大批量微纳结构加工的同时, 最新发展的多光束组合技术实现了多部件组合加工、一次成型, 解决了微尺度零部件组装难题, 为微纳尺度器件及微机电系统的开发提供了具有实用化前景的加工方法与途径. 利用飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术的高精度、良好的空间分辨率和真三维加工能力的特点, 各国科学家制备出了各种微尺度光子学器件及微机电系统, 充分展示了该技术的应用前景. 随着对飞秒脉冲激光与物质相互作用机理、加工技术及相关材料技术的深入研究, 飞秒脉冲微纳加工技术必将获得快速发展, 并在先进纳米制造领域获得新的突破.     

金属塑性变形的双剪应力准则

材料在复杂应力状态下的屈服准则和强度理论,是研究固体力学、材料强度和结构强度的一个重要基础,从1864年到1913年,提出了两个重要的屈服准则,即Tresca和Mises准则。此后,对材料屈服基本准则的研究的进展不多。在点的空间主应力状态中,存在三个主剪应力