晶体塑性有限元分析开孔对多晶板材力学性能的影响

基于 ABAQUS 子程序 VUMAT 二次开发平台, 将位错和孪晶的演化过程引入晶体塑性有限元方法(crystal plastic finite element method, CPFEM)中, 实现了多晶塑性材料力学行为的有限元模拟, 并通过试验和模拟结果的对比, 验证了所提出方法和二次开发程序的有效性. 应用含孪晶效应的晶体塑性有限元方法 模拟分析了孔洞对于板材开孔问题的影响, 结果表明: ① 当孔径小于板宽一半时, 强度损失采用线性近似估算值是偏于安全的, 而超过板宽一半时, 不宜采用线性估算值; ② 当孔距较小时, 孔径排布方式对开孔板材的韧性以及极限承载力有重要影响, 排布方式可分弱影响区、强影响区和过渡区 3 种模式. 对于承受单向拉伸荷载的板材, 开孔时应选择沿轴线排布的方式.     

Heusler合金Fe_2VAl的晶体结构与热电性能研究

采用真空电弧熔炼和放电等离子烧结技术制备了Full-Heusler合金Fe_2VAl,利用XRD、XPS对合金的物相结构与成分进行表征,在300～800K温度区间内测试了合金的Seebeck系数、电阻率、热导率等热电参数,并将实验结果与基于L2_1有序结构Fe_2VAl合金的模拟计算值进行了比较。结果表明,实验所制的合金样品中Fe、Al、V原子比接近于2∶1∶1,基本满足Fe_2VAl合金的成分配比;结合XRD衍射谱及10K下合金的饱和磁矩可知,所制合金样品中除了完全有序的L2_1结构相外,还存在部分的B2相。另一方面,基于热电性能测试结果可知,所制Fe_2VAl合金表现出典型的n型半导体特性,其Seebeck系数和电阻率随着温度的升高而降低,这与利用VASP和BoltzTraP软件包结合计算得到的L2_1结构Fe_2VAl合金的热电参数随温度(300～800K)的变化趋势相符合;合金的热导率随着温度的升高呈先降低后升高的趋势,在500K附近具有极小值,而无量纲参数热电优值ZT在500K附近达到最大值,约为0.052。     

光子晶体的物理特性及其应用

光子晶体材料是一种由不同电介质周期性分布而形成的人工材料,在自然界中存在较少。光子晶体具有光子禁带,对光具有局域作用,可用于制造高品质光纤、高功率激光器、带阻滤波器、高效率天线等,应用前景非常诱人,但现在大规模进入民用还有许多关键技术等待人们去解决。     

基于同步辐射白光形貌术和X射线迹线法的6H-SiC单晶结构缺陷研究

[目的]SiC材料结构缺陷的检测和控制是实现材料应用的关键环节,因此本文对6H-SiC单晶中的结构缺陷进行研究。[方法]采用同步辐射白光形貌术观察6H-SiC单晶中的基本螺位错和基平面弯曲,并利用X射线迹线法模拟基本螺位错的形貌和基平面弯曲后衍射斑点的形状。[结果]6H-SiC单晶中的典型结构缺陷之一为基本螺位错,它的形貌特征为白色的圆斑;由于热弹应力的存在,6H-SiC单晶在生长过程中容易发生基平面弯曲,结果导致衍射斑点的形状发生改变。[结论]同步辐射白光形貌术和X射线迹线法可以用于检测6H-SiC单晶结构缺陷;样品的基本螺位错密度为1.56×10~4/cm~2,基平面弯曲半径近似为1m。     

苯并三氮唑、Cr(Ⅲ)和磷钨酸构成的无机-有机杂化化合物的合成与性质

合成了一种无机-有机杂化多酸化合物[Cr(H2O)6][BTA]3[P2W18O62]·12H2O(BTA=苯并三氮唑).采用X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱、热重分析和XRD分析对该晶体的结构进行了表征.结果表明:该晶体属于六方晶系,P-62c空间群;晶胞参数a=1.674 36(5)nm,b=1.674 36(5)nm,c=3.121 55(14)nm,γ=120(10)°,V=7.578 8(5)nm3,Z=1,F(000)=5 543.43,R1=0.052 4,wR2=0.096 5.在该晶体结构中,带负电荷的多阴离子簇、质子化的苯并三氮唑分子、Cr3+和水分子在分子中交替排列.电化学实验证明,该化合物对NO-2具有良好的电催化性质.     

钕配位聚合物的合成、结构、电化学和荧光性质研究

合成一种新的钕和丁二酸的配位聚合物,通过红外、紫外、荧光、热重、电化学和X线单晶衍射对其进行表征.晶体结构检测结果表明:中心离子钕(III)以九配位形成变形十四面体,该晶体属于三斜晶系,其中a=0.784 5(3)nm,b=0.811 4(3)nm,c=1.422 7(5)nm,α=96.933(5)°,β=97.023(5)°,γ=103.513(5)°,Z=2,V=0.863 4(5)nm3.荧光光谱显示,配位聚合物在367 nm处有一个较强的发射峰(λex=326 nm),归因于配体的π*→n跃迁;热重分析表明,配位聚合物分3步失重,最后剩余Nd2O3.电化学结果表明,在-0.4~0.3 V电势范围内,配位聚合物在0.024 V和-0.07 V处有一对不可逆的氧化还原峰,通过峰电位和半峰电位的计算公式|Ep-Ep/2|=47.7/αn(α=0.5),可以计算出转移电子数为2,由此可见,Nd(III)和Nd(V)之间的转换导致该配位聚合物具有电化学活性.     

火焰雷管装药恶劣温度下安定性分析

为分析火焰雷管用N-LTNR(中性斯蒂芬酸铅)和Pb(N₃)₂(叠氮化铅)装药在-70℃~+130℃恶劣环境温度下的安定性,采用相机观测了N-LTNR在DSC(示差扫瞄量热仪)中连续升温中(≥110℃)药剂变色、颗粒变碎、变疏松,以及降温过程中(≤-40℃)颗粒破碎、蹦跳等结晶水带来的物理不安定性;为检验N-LTNR失去结晶水对Pb(N₃)₂水解反应的影响程度,对N-LTNR和Pb(N₃)₂混合装药采用纯度分析鉴定化学安定性,结果表明Pb(N₃)₂的水解反应使纯度由98.6%降到95.26%,所以该雷管装药应限制在110℃以下使用.     

一维光子晶体的量子透射特性

用光的量子理论方法研究一维光子晶体的量子透射特性,先给出一维光子晶体的量子转移矩阵和量子透射率,再计算缺陷层数目、厚度及折射率变化对一维光子晶体量子透射特性的影响.结果表明,缺陷层参数的变化对禁带位置、缺陷模位置和强度均产生影响.     

镍基单晶高温合金蠕变机制研究进展

 叶片在服役过程中主要承受〈001〉轴向的离心载荷，由离心应力导致的蠕变损伤是叶片的主要失效机制之一。基于单晶叶片的典型服役条件，总结了国内外关于高温低应力和中温高应力蠕变变形损伤机制的研究现状，指出深入开展含典型缺陷单晶高温合金蠕变行为、氧化和热腐蚀对单晶合金蠕变-疲劳变形损伤机制影响研究十分必要。     

热等静压技术在镍基单晶高温合金中的应用研究进展

 通过总结目前热等静压对镍基单晶高温的应用研究进展，阐释了热等静压对镍基单晶高温合金中的疏松等孔洞类缺陷的消除作用，分析了孔洞的愈合机理，并分别展示了应用热等静压后合金的拉伸、持久、疲劳等力学性能变化情况，同时介绍了热等静压对已服役制件组织力学性能恢复处理的研究进展、计算模拟在指导热等静压工艺研究中的作用，展望了中国热等静压技术的未来发展。