基于FIB和TEM的纳米材料中界面分层破坏的实验方法研究与应用

本文针对三维尺寸均处于纳米量级的材料与结构中常见的界面分层破坏问题,利用聚焦离子束技术(FIB)和透射电子显微镜(TEM)开发设计了一套研究纳米材料中界面端部裂纹启裂行为的实验方法.采用FIB成功从宏观多层薄膜材料(硅/铜/氮化硅,Si/Cu/SiN)中切割制备出了由硅基体(Si)和200 nm厚铜薄膜(Cu)及1000 nm厚氮化硅层(SiN)构成的纳米悬臂梁试样.利用高精度微小材料加载装置,在TEM中对该试样进行加载实验,并原位观测了不同试样中Cu/Si界面端部裂纹启裂的行为.通过对启裂瞬时Cu/Si界面上临界应力分布的有限元分析发现,不同尺寸试样中的界面上法向应力与剪切应力均集中在距界面端部100 nm的范围内,且临界法向应力远大于剪切应力.对应力分布的进一步分析则发现,距界面端部5 nm区域内的法向应力场控制着Cu/Si界面的分层破坏过程,可用于表征界面分层破坏的局部控制准则.     

基于太阳能智能蓝牙小车的设计

伴随着物联网的兴起,Android系统平台以其独有的开放性优势正在为我们提供更多优质便捷的技术成果。该次设计是基于安卓手机蓝牙控制的太阳能智能小车设计,借助手机平台和蓝牙技术,设计和实现了一种无线遥控太阳能供电小车新的解决方案。本次设计是以手机控制平台、蓝牙模块、太阳能供电板、电机驱动模块等硬件模块所组成的遥控小车。实现了小车的前进、后退、前左转弯、前右转弯、后左转弯、后右转弯等实时得控制功能。     

热处理温度对La0.75Sr0.25Mn0.95Δ0.05O3中B位空位含量的影响

为了解决在空气条件下热处理温度和次数对含有B位空位锰氧化物La0.75Sr0.25Mn0.95Δ0.05O3中氧含量影响的物理问题,采用改进的溶胶凝胶法,成功制备了名义成分为La0.75Sr0.25Mn0.95Δ0.05O3的钙钛矿锰氧化物材料,先后对样品在973,107 3,127 3,147 3K进行了4次热处理,对其结构和磁性进行了研究.结果表明,经973K热处理后样品晶粒表面明显缺氧,导致其中存有碳元素;经过后3次热处理,样品的氧含量逐渐增加,从正分到过剩.结合晶体缺陷热平衡理论,氧含量过剩时,实际上形成了B位含有空位的AB1-Δ-zO3型钙钛矿结构.     

重庆市北碚区雷电气候特征及防护效率分析

通过对北碚区闪电定位系统监测的地闪资料(1999-2008年)数理统计和回归分析,重点分析其时空分布特征及其防护效率.结果表明:北碚区年均闪电次数5 735次,其中负闪占93%,正闪占7%;闪电主要集中在6-8月,占总闪的73%,其中7月最多,占闪电总数的38%;雷电日数的月变化呈单峰变化;闪电次数的日变化呈多峰变化,两个峰值出现在22:00-00:00和4:00-6:00,次峰值出现在15:00-16:00;正、负闪均表现出明显的堆积效应,且正闪的聚集中心幅值小于负闪.北碚区建筑物直击雷防护按照1,2,3类防雷类别设计时,可能会出现0.02%,0.03%,1.41%的绕击率和0.14%,0.83%,3.51%的反击率发生.基于此得到北碚区雷电流幅值概率分布模式,为雷电防护设计施工提供科学参考.     

井下避难硐室温湿度分布及耦合机理研究

为提高避险人员的生存舒适品质,建立基于密闭小空间的载人试验,对人体热舒适的温湿度耦合影响进行了定量分析和研究,验证了避难硐室配置制冷除湿装置的必要性,并对硐室内温湿度的主要扰动源进行分析和计算.采用CFD技术,构建了氧气瓶供氧时的避难硐室三维模型.模拟结果表明:无空调时避难硐室温湿度在9h内能达到33℃,90%,即人体闷热的环境条件;通过制冷除湿装置能有效地将其控制在30℃,83%以下.通过现场载人试验,验证了数值模拟的可靠性,并得硐室内温度达到28℃时,相对湿度应控制在80%以下.为避险设施设计提供指导性依据.     

羧基官能化己内酯的合成

以2-乙酸乙酯环己酮为起始原料,首先将原料水解为2-乙酸环己酮,然后分别用对位带吸电子基团硝基、推电子基团甲基和无取代基的苄基保护羧基,通过拜耳-维立格氧化反应的选择性同时得到2号位或6号位带羧基保护基的己内酯同分异构体化合物,最后使用急骤层析法分离同分异构体得到高纯度的6号位羧基官能化己内酯。保护基上取代基电子效应的不同导致生成不同比率的2号位和6号位产物,带有推电子基团时生成6号位单体的比率最大。取代基的极性差异也会影响同分异构体分离的难易程度,同分异构体的极性差距越大越容易分离。     

α-MnO_2纳米颗粒的可控制备及其催化性能

以高锰酸钾和硫代硫酸钠为前驱物,采用氧化还原沉淀法可控制备了α-MnO2纳米颗粒,并以邻二甲苯为目标污染物评价了α-MnO2纳米颗粒对其深度催化氧化性能的影响.考察了pH值、反应物的摩尔比、焙烧温度对催化剂结构和活性的影响.采用X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面积分析仪对催化剂进行了表征.结果发现,该类α-MnO2纳米颗粒的催化活性和稳定性良好,在400~700℃保持晶型稳定,粒径为25~50nm.其中,当反应原料的反应摩尔比为8∶3、pH=5、焙烧温度400℃时所制备的催化剂可在220℃时使0.06%(体积分数)的邻二甲苯完全转化为CO2和H2O,表现出最好的催化活性,并且其活性在连续60h的测试中保持稳定.     

强冲击载荷下战斗部材料的抗爆性能研究

为研究强冲击载荷下战斗部材料的抗爆性能,针对爆炸驱动结构的辅助装药防护层材料选择设计了一种分层结构,采用数值模拟的方法研究了不同材料组合形式的防护层结构在炸药作用下的爆炸驱动过程,对B炸药和黑火药作为辅助装药两种情况下不同金属防护层材料组合进行了静爆实验. 研究结果表明,隔爆性能最佳的2层45#钢+LY12铝合金形式防护层在B炸药起爆下发生较为明显的破坏,而隔爆性能最弱的3层全部为LY12铝合金的防护层在黑火药引燃作用下仍为完好壳体.      

具有波纹形貌的聚苯胺微纳米管的制备及表征

以富勒烯C60微纳米纤维（fullerenemicro／nano fibers,FM／NFs）作为可容易移除模板,利用直接超声混合法,成功地制备了具有波纹形貌的聚苯胺微纳米管。光学显微镜观察表明,聚苯胺呈纤维状,其长度分布在2～5μm之间。扫描电镜和透射电镜观察结果表明,聚苯胺微纳米纤维形貌类似于波纹管,波纹周期约为100nm,外径在0．5～1μm之间,为空心管状结构。