有第二相粒子的复相材料显微组织及其演变的仿真研究

建立了具有明确物理冶金基础的复相材料显微组织及其演变的图像仿真方法,仿真结果与实验事实相符,从而为利用计算机仿真手段研究材料科学提供了一条有效途径．应用建立的仿真系统,可以直接观察复相材料显微组织及其演变过程,并可对复相组织演变的动力学特性进行定量分析。     

微纳制造、微流控及生物介观仿真

首先解释了生物介观仿真的重要性,然后简要介绍了生物介观仿真的两个基本方法,即微纳制造和微流控技术,并描述了将这两种技术应用于生物介观仿真的几个例子。鉴于生命科学中各学科领域的飞速发展,相信发展以微纳制造和微流控技术为基础的介观仿真工程对基础和应用研究都会有很大的推动。     

以天然植物为模板合成复合孔材料

以青麻和龙菜两种植物为大孔模板,以三嵌段共聚物为介孔相模板合成高度有序的多级复合孔材料.以青麻杆为大孔模板合成具有双大孔道及其孔壁为介孔相的三级高度有序的复合材料;以龙菜杆芯为模板合成具有二级孔道结构的复合孔材料.这一复合孔材料克服了大孔材料比表面积低和复合孔材料中介孔相有序性不高的问题,使其既具有大孔结构,又具有介孔相较大的比表面积.     

定向金属氮化法制备MgO／AlN复相材料

MgO/AlN复相材料具有良好的抗侵蚀性和热震稳定性,在钢铁工业中具有良好的应用前景.介绍采用纯铝定向金属氮化工艺过程中热力学模拟计算对实验装置设计的指导,概括在氮化过程中镁蒸气的传质行为和铝熔体的气液固传输机理,总结了各种工艺参数如外掺剂镁粉、处理温度、保温时间、合金硅元素和预形体材质等对MgO/AlN复相材料渗透氮化和显微结构的影响,指出制备致密的MgO/AlN复相材料是今后研究的重点.     

Sialon/SiC复相材料的组织与性能

研究了利用粘土、SiC为主要原料,直接合成的Sialon/SiC复相耐火材料的相组成和显微组织,并研究了材料中Sialon含量对复相材料的密度、抗折强度、耐压强度和热震稳定性的影响·结果表明,复相材料的抗折强度和耐压强度均随Sialon相含量的增加而增加,最大抗折强度为876MPa,最大耐压强度为193MPa;材料的体积密度随材料中Al2O3残余相含量的增加而增加,材料的最大体积密度为265g/cm3;材料的热震稳定性随Sialon相含量的增加而下降;材料的显微组织为Sialon和Al2O3形成的连续基质相包裹着SiC颗粒的显微复合组织·     

耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料本构建模与仿真

针对耐热不锈钢X8CrNi25-21的材料特性,基于弹塑性力学理论和位错动力学对经典的Johnson-Cook（JC）本构模型进行修正,引入位错塞积理论,并在本构中考虑晶粒尺寸和晶体取向等微观参数,建立了基于尺度效应的耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料响应行为本构模型.通过采用介观尺度非标准件,并利用热处理工艺改变材料的晶粒尺寸,开展准静态拉伸实验、动态霍普金森压杆实验进行介观尺度材料测试,建立了晶体尺寸与介观尺度材料塑性变形与断裂行为特征的变化规律,并最终确定了耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料本构模型各参数值.      

MoSi_2基复相材料的研究进展

通过对MoSi2 复相材料近年来研究进展的总结 ,阐述了合金化和复合化对MoSi2 基复相材料性能的改善 .着重叙述了MoSi2 SiC系复相材料的制备方法 ,以及增强相的含量对力学性能的影响 .研究结果表明 ,通过基体的改性和复合化 ,使复相材料的强韧性得到很大程度的提高 ,而不同的制备工艺所得到材料的性能有成倍的差异 .因此 ,协同优化增强剂种类、数量和多种制备工艺的有机结合 ,是制备高性能复相材料的关键 .同时 ,介绍了几种有发展前景的复相材料 ,并提出了MoSi2基复相材料的研究发展趋势 .     

孔径可调的介孔磷酸铈的合成

采用中性表面活性剂十八胺为模板剂、硫酸铈为铈源，在水热条件下合成具有介孔结构的磷酸铈。通过X-射线衍射、透射电镜、高倍透射电镜和液氮吸附手段对介孔磷酸铈的介观结构、微观形貌和孔道结构进行了表征。结果表明，该材料是的有序的层状相介孔，层间距为2～3nm。产物主晶相为结晶性良好的单斜晶系的独居石磷酸铈，次晶相为正交晶系的磷酸铈。调整无机铈源与表面活性剂的摩尔比，实现磷酸铈介孔孔径在5.5～9.8nm之间可调。该介孔材料的最大比表面积高达113m²/g，孔体积为0.25mL/g。     

PZN-PFN基复相陶瓷的制备及介电性能研究

用混合烧结法制备了两相共存的PZN—PFN复相陶瓷，分析了实现两相共存的原因。研究了复相陶瓷的介电性能及其温度稳定性，也详细研究了烧结温度和保温时间对复相陶瓷介电性能及其温度稳定性的影响。     

半结晶性聚合物熔体冷却过程双尺度模拟

聚合物的结晶受温度及温度历史影响较大,同时发生结晶又会对聚合物材料温度场产生影响. 为了准确模拟冷却过程中温度场和结晶情况,将半结晶性聚合物熔体冷却过程及其结晶过程耦合起来分析,把宏观温度场结果作为介观模拟的输入,再把介观模拟的球晶生长情况作为宏观温度场模拟的输入,可同时得到宏观与介观二个尺度的模拟结果. 由于该耦合建立在一定的物理基础上,模拟得到的结果较为合理.     

碳热还原氮化法合成MgAlON/β-SiAlON复相材料的研究

以用后镁碳砖和用后滑板砖为主要原料,采用碳热还原氮化合成MgAlON/β-SiAlON复相材料,研究了复相材料的合成配比、氮化温度与相组成的关系,复相材料相组成与理化性能的关系,并采用XRD、SEM和EDS等手段对合成产物进行分析.结果表明:(1)热力学计算表明高温下MgAlON与β-SiAlON存在热力学稳定共存区域;(2)当氮化温度不同时合成相组成变化较大,1 923 K时氮化合成了MgAlON/β-SiAlON复相材料;(3)β-SiAlON含量较高试样的抗折强度较好,可达到45 MPa.     

Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO/Mg2SiO4复相陶瓷的制备与介电可调性能

采用标准电子陶瓷工艺,制备了Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO/Mg2SiO4复相陶瓷(MgO和Mg2SiO4按相同重量加入),研究了MgO和Mg2SiO4含量对复相陶瓷微观结构、介电性能及介电可调性的影响.结果表明,随着MgO和Mg2SiO4含量的增加,陶瓷的晶粒尺寸略有增大,低频(100 kHz)介电常数、介电损耗、介电可调度和介电常数温度系数降低.随着偏置电场的增强,介电常数降低,介电损耗变化不大(均在10-3量级).当MgO和Mg2SiO4的百分含量均为30%时,获得了室温介电常数为101.6、介电损耗为0.0017及1.79 kV/mm偏置电场下介电可调度为12.19%、介电常数温度系数为0.009℃-1的介电性能.     

重力分离SHS复合管内衬(Al_2O_3 ZrO_2)复相陶瓷的显微组织与形成

研究了重力分离SHS复合管内衬 (Al2 O3 ZrO2 )复相陶瓷的显微组织与形成过程 .研究得出 :陶瓷基体主要由Al2 O3 与ZrO2 的层片状或棒状共晶组织形成 .在 (Al2 O3 ZrO2 )复相陶瓷凝固过程中 ,亚共晶成分复相陶瓷熔体将先后发生离异共晶生长行为和共生共晶生长行为 ;而对于过共晶成分复相陶瓷 ,复相陶瓷熔体将按共生共晶方式结晶生长     

固相含量对注凝成型莫来石增强磷酸铬铝复相陶瓷性能的影响

研究了固相含量对注凝成型的莫来石增强磷酸铬铝复相陶瓷浆料的黏度、生坯以及烧结样品性能的影响。采用SEM等手段对复相陶瓷断面的微观形貌进行分析,使用万能试验机、陶瓷块体密度测量仪、显微硬度计测试其材料的弯曲强度、密度及维氏硬度,并使用矢量网络分析仪分析材料的介电性能。结果表明,随着固相含量的提高,坯体和烧结体的弯曲强度分别呈下降和上升趋势,维氏硬度增大,密度和介电常数增加。当固相含量为53%(体积分数)时,莫来石增强磷酸铬铝复相陶瓷烧结样品性能最好,其弯曲强度为181.30 MPa,线收缩率为18.12%,密度为2.75 g/cm~3,维氏硬度为975.64,平均介电常数为3.84。     

55SiMnVB钢复相热处理的组织与性能的研究

本研究选用国产新材料55SiMnVB 钢,采用直接高温淬火复相热处理和控制冷却复相热处理两种工艺,获得不同比例的马氏体和下贝氏体复合组织。分析了随下贝氏体量的变化、材料的静拉伸性能、冲击韧性的变化规律,并探讨了性能变化的微观机理。其结果表明,复合组织比单相回火马氏体组织或下贝氏体具有较佳的强度、塑性和韧性配合,因而可根据材料在实际服役条件下对强韧性的不同要求,确定获得最佳下贝氏体含量的复相热处理工艺。     

还原气氛下Al2O3-SiC-Si3N4复相材料的反应烧结过程

以Si3N4，Al2O3，SiC及少量SiO2为原料，研究Al2O3-SiC-Si3N4复相材料在埋炭条件下的反应烧结过程，并借助SEM，EDX和XRD对其微观结构和物相变化进行了分析。研究结果表明，活性α-Al2O3和纳米SiO2能够促进Al2O3-SiC-Si3N4复相材料的烧结，体积密度提高，显气孔率降低，从而提高了强度，在复相材料的合成过程中，发现在高温下烧成的试样内有Sialon相和Si2N2O相生成。     

Sialon/SiC复相材料的高温氧化行为

研究了以粘土直接合成Sialon/SiC复相材料的氧化行为,以及Sialon相含量、氧化温度和氧化时间对氧化过程的影响·结果表明,Sialon/SiC复相材料的氧化速度与温度成正比、与时间的平方根成正比·Sialon相的抗氧化性优于SiC相·这种材料的氧化反应是一种钝化反应,具有较好的抗氧化性,Sialon相含量的增加能提高材料的抗氧化性·     

复相材料分子裂纹热传导模型的多尺度混合有限元

随着材料科学和技术的发展,由于复相材料高度的敏感性和其它物理特性,它们在工程学、物理学和理论数学研究中变得越来越重要.因此,研究复相材料的物理特性就显得十分重要.迄今为止,对复相材料分子裂纹物性方面的研究非常少.针对复相材料的定态随机系数的椭圆偏微分方程问题,Jikov和Kozlov提出了一种均匀化方法,并证明了均匀化逼近解的存在性.然而,他们没有给出计算均匀化参数和解均匀化方程的数值方法.因此,本文中介绍了复相材料分子裂纹的均匀化热传导模型;然后,运用多尺度混合有限元方法来逼近复相材料分子裂纹的热传导模型;最后,给出了该热传导模型的多尺度混合有限元逼近解的存在唯一性和相应的误差估计.     

大功率微波作用下溶液复介电系数测量新方法

化学反应过程中的等效复介电系数测量是微波化学研究的重要内容.传统的复介电系数测量方法一般都需要测量反射系数的相位.而在大功率微波条件下，很难做到对反射系数相位的准确测量.为解决该问题，基于天线模型提出了一种新的测量方法.并对氯化钠水溶液和甲醇/乙醇混合溶液的复介电系数进行了测量.实验结果和相关文献中的公式计算值基本吻合.     

介观压阻效应在微型传感器中的应用研究

对运用共振隧穿双势垒（DBRT）结构中的一种压阻效应原理——介观压阻效应,用GaAs/AlAs/InGaAs DBRT结构薄膜作为敏感元件,设计了一个周边固支平膜片结构的压力传感器.通过分析、模拟、计算和试验测试得到了它的参数,并对介观压阻灵敏度和压阻灵敏度的量级作出了比较,验证了介观压阻效应原理可以提高压力传感器的灵敏度的可行性,为制造出基于介观压阻效应的新型超敏感型传感器提供了一定的理论依据.