不同应变速率下Mg?B4C纳米复合材料的力学性能表征

Magnesium has wide application in industry. The main purpose of this investigation was to improve the properties of magnesium by reinforcing it using B₄C nanoparticles. The reinforced nanocomposites were fabricated using a powder compaction technique for 0, 1.5vol%, 3vol%, 5vol%, and 10vol% of B₄C. Powder compaction was conducted using a split Hopkinson bar (SHB), drop hammer (DH), and Instron to reach different compaction loading rates. The compressive stress–strain curves of the samples were captured from quasi-static and dynamic tests carried out using an Instron and split Hopkinson pressure bar, respectively. Results revealed that, to achieve the highest improvement in ultimate strength, the contents of B₄C were 1.5vol%, 3vol%, and 3vol% for Instron, DH, and SHB, respectively. These results also indicated that the effect of compaction type on the quasi-static strength of the samples was not as significant, although its effect on the dynamic strength of the samples was remarkable. The improvement in ultimate strength obtained from the quasi-static stress–strain curves of the samples (compared to pure Mg) varied from 9.9% for DH to 24% for SHB. The dynamic strength of the samples was improved (with respect to pure Mg) by 73%, 116%, and 141% for the specimens compacted by Instron, DH, and SHB, respectively. The improvement in strength was believed to be due to strengthening mechanisms, friction, adiabatic heating, and shock waves.     

不同温度和应变率下PMMA拉伸性能

为了研究PMMA与金属的力学相似性,在100 ℃、115 ℃、125 ℃和加载速率为10 mm/min、20 mm/min条件下对PMMA进行了单向拉伸试验,主要研究了温度和应变率对材料拉伸性能的影响.结果表明:随着温度的升高,PMMA中液相逐渐由固态变为液态,材料的弹性模量和流动应力逐渐减小,弹性变形能力降低,塑性增加,均表现出明显的高温软化现象;材料在100℃时,PMMA中液相主要处于固态,材料对应变率敏感,并且应变率增大材料软化明显.随着温度的升高,材料对应变率的敏感性降低,大于125 ℃时应变率影响不再敏感.     

Mechanical and microstructural characterization of Al7075/SiC nanocomposites fabricated by dynamic compaction

This paper describes the synthesis of Al7075 metal matrix composites reinforced with SiC, and the characterization of their microstructure and mechanical behavior. The mechanically milled Al7075 micron-sized powder and SiC nanoparticles are dynamically compacted using a drop hammer device. This compaction is performed at different temperatures and for various volume fractions of SiC nanoparticles. The relative density is directly related to the compaction temperature rise and indirectly related to the content of SiC nanoparticle reinforcement, respectively. Furthermore, increasing the amount of SiC nanoparticles improves the strength, stiffness, and hardness of the compacted specimens. The increase in hardness and strength may be attributed to the inherent hardness of the nanoparticles, and other phenomena such as thermal mismatch and crack shielding. Nevertheless, clustering of the nanoparticles at aluminum particle boundaries make these regions become a source of concentrated stress, which reduces the load carrying capacity of the compacted nanocomposite.     

多晶纯钛中应变率拉伸力学行为实验研究

利用MTS809和自行研制的中应变率材料试验机,在室温下对多晶纯钛进行了0.004~14 s-1的准静态至中应变率范围内的拉伸试验,得到了多晶纯钛的拉伸应力应变关系.试验结果表明,多晶纯钛的拉伸力学行为在准静态至中应变率范围内具有明显的应变率强化效应和应变硬化效应,且有随应变率增大而逐渐明显的绝热温升软化效应.金相观察显示,拉伸变形过程中伴随孪生机制且孪晶密度随加载应变率的升高而增大.基于Johnson-Cook模型,提出了通过引入综合绝热温升软化系数Ψ来计及与应变率相关的绝热温升软化效应的修正的热粘塑性本构模型.结果表明,该模型能较好地表征多晶纯钛在本试验应变率范围内的拉伸力学行为.     

NiFe2O4-SiO2纳米复合微粒的制备和表征

合成了NiFe2O4-SiO2纳米复合微粒,借助傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对样品的成分、结构及形貌进行了表征,利用振动样品磁场计(VSM)测定了磁核及其复合微粒的磁学性能,并在pH=6的条件下测定了样品对溴代十六烷基吡啶的饱和吸附量.结果表明:合成的纳米复合微粒分布均匀,具有磁性和吸附性能,在磁靶向治疗中具有潜在的应用价值.     

不同缺口尺寸试样在不同加载速率下缺口前的应力应变分布

用动态有限元法计算了两种不同缺口尺寸的16MnR钢试样(3V,3I),在-110℃和v=1～500mm/min时的不同加载速率下三点弯曲(3PB)时的试样缺口根部应力、应变及应变率的分布.研究结果表明,3PB加载时加载速率对缺口前应力、应变和应变率影响的总体规律与四点弯曲(4PB)加载时相同;3PB加载下直缺口试样(3I)的整体屈服载荷及缺口前的应力、应变和应变率值比V缺口试样(3V)大;3I与3V缺口前的峰值正应力σyymax之差随加载速率v和外加载荷P/Pgy的增加而增大,表明尖锐缺口试样(3I)的应力提高对加载速率和外加载荷更敏感.     

纳米复合水凝胶的制备与表征

以两种不同的黏土-锂基黏土XLG和钠基黏土（Na—clay）为改性剂,通过原位复合法制备黏土／聚丙烯酰胺复合水凝胶．通过调整反应物之间的配比、反应条件考察了纳米复合水凝胶的机械强度、吸胀性能、透明性等性能．结果表明两种黏土都能够增强水凝胶的拉伸强度,其中前者效果更加明显．并且XLG／聚台物凝胶具有极好的透明度,XRD结果表明黏土在聚合物基体中呈纳米尺度均匀分散,并起到交联剂作用．     

循环加、卸载速率对砂岩变形和渗透特性的影响

通过煤岩热流固耦合试验系统(THM-2)对砂岩进行循环加、卸载试验,研究加、卸载速率对其变形和渗透特性的影响.结果表明:初始循环时,岩石的轴向变形量△ε1较大,随着循环试验的进行,△ε1趋于稳定,受卸载速率v2的影响较小.加载变形模量和卸载变形模量均逐渐上升,随着循环次数的增加,上升速度逐渐变缓;同一循环内,卸载变形模量大于加载变形模量,且随着加、卸载的进行,差值逐渐减小.加载阶段和卸载阶段渗透率变化量的差值随着循环次数的增加逐渐减小;从第5次循环开始,渗透率曲线呈“∞”形,渗透率演化规律可以用轴向应变的变化特点表征,轴向应变的变化量△εi1受到卸载速率vi2和应力加载上限σimax的综合作用,二者对应变在卸载初期起到积极的促进作用,三者之间的相互关系可用幂函数表达.     

不同应变率下Q345钢材力学性能试验研究

利用INSTRON拉伸试验机和Zwick/Roell HTM5020型高速拉伸试验机对Q345钢材进行准静态和高速拉伸试验.采用ANSYS中的LS-DYNA模块对不同加载速率下的拉伸试验进行仿真模拟,通过试验与仿真相结合的方式获得了钢材的真实应力应变曲线.仿真结果显示,Q345钢的真实应力应变关系在低应变率和高应变率下可分别近似用Ludwik模型和Voce模型描述.通过采用Hollomon准则和Voce准则的线性组合模型(H/V-R模型)对试验数据进行拟合,验证了H/V-R模型能比较准确地反映Q345钢的应变率效应,但和试验数据仍稍有偏差.为得到更优的经验型本构模型,将Wagoner的应变率准则引入H/V-R本构模型,进一步优化得到了可准确反映Q345应变率效应的H/V-R2经验型本构模型.     

不同条件下的硅酸盐细菌C6X菌株释钾效果

 针对神东矿区采煤塌陷地土壤亏钾现象,将石英、钾长石和伊利石3 种黏土矿物按不同比例混合,并以此作为供试基质,研究在不同控水条件下,硅酸盐细菌C6X 菌株接种量对不同基质释钾效果的影响,以期找到最佳条件使硅酸盐细菌C6X 菌株能够充分发挥释钾效应,从而使塌陷地土壤亏钾现象得到改善,以便进一步对当地土壤进行有效合理的利用。研究结果表明,接种硅酸盐细菌能增加基质速效钾含量;接种量变化影响基质的释钾效果,不同配比基质最佳接菌量均为10%;4 种配比基质的最佳含水量随着黏土矿物黏性的增强而依次降低,分别为对应基质最大持水量的120%、100%、70%和55%;石英:钾长石:伊利石质量配比为1:1:3 时,硅酸盐细菌C6X 菌株对其释钾效果最优,可达1.44%。因此,土壤在含水量为55%时接种10%的硅酸盐细菌其土壤改良效果最为明显。     

温度及应变速率对7075铝合金临界损伤因子的影响

解析Cockroft-Lathem韧性累积损伤计算原理,提出基于损伤敏感率演变规律求解临界损伤因子的方法。完成不同温度和应变速率条件下多组7075铝合金试样的热物理模拟压缩试验,以采集到的真实应力应变数据作为数值计算损伤值的底层材料模型,以最大损伤值出现的镦粗鼓外缘部位为研究区域,获得损伤敏感率在变形初期快速下降至后期逐步趋于0的损伤软化规律,而损伤软化现象对应变速率较为敏感。以损伤敏感率为0作为临界损伤因子出现的时机,获得7075铝合金在温度573～723K、应变速率0.01～10s-1下的临界损伤因子分布规律。结果显示其不是常数,而是为在0.255～0.453范围内变化的变量,其在高的温度下对应变速率更为敏感,在高的应变速率下对温度更为敏感。     

高温下C65混凝土力学性能试验研究

为研究高强混凝土的抗高温性能,研究了C65混凝土在高温下的力学性能,利用高温下混凝土加载试验设备,对C65混凝土分别进行了常温20 ℃、300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃、800 ℃高温试验,并对各温度下的高强混凝土进行了单轴压力学性能试验。分析了高温后混凝土外观特征,测得了高温下混凝土的单轴抗压强度,系统地分析了高温对高强混凝土力学性能的影响。结论表明:随温度的提高,高强混凝土的单轴抗压强度总体呈逐渐降低的趋势,并具有一定规律性。这些结论可以为高强混凝土结构抗火性能的研究提供理论依据。     

SnO2／碳纳米管纳米复合材料的制备及表征

采用水热的方法,将纳米SnO2负载在多壁碳纳米管（CNTs）表面,制备得到SnO2负载多壁碳纳米管复合材料（SnO2／CNTs）。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究了不同反应条件对产物形貌的影响。结果表明,通过改变溶液的浓度可以控制SnO2／CNTs纳米复合材料的形貌。     

银/聚苯乙烯纳米复合粒子的制备与表征

将银粒子与聚合物复合,不仅可改善银粒子的分散性,还可赋予高分子材料纳米粒子的特有性能。在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM].BF4)中制备了稳定的Ag纳米胶体,并以[BMIM].BF4/乙醇为混和溶剂,通过原位聚合方式制备出银/聚苯乙烯(Ag/PS)纳米核壳复合粒子,并对复合粒子的结构进行了表征。     

核/壳纳米LiFePO4/C正极材料的制备及其性能

采用原位聚合控制结晶法,Fe3+既为沉淀剂又为聚合反应的催化剂,在FePO4核外聚合聚吡咯合成纳米FePO4/PPy前躯体.以FePO4/PPy为铁源,葡萄糖为碳源,高温热处理制备核/壳纳米LiFePO4/C锂离子电池正极材料.并结合X线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱和充放电测试、循环伏安等手段对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行表征.研究结果表明:在FePO4核外聚合PPy能有效抑制LiFePO4颗粒的生长,制得核/壳型纳米LiFePO4/C正极材料;该材料具有良好的电化学性能,在0.1C,0.2C,0.5C和1.0C倍率下的放电比容量分别为149,143,133和129 mA·h/g,且循环性能优异.     

Single and multiple vesicle fusion induce different rates of endocytosis at a central synapse

During synaptic transmission, neurotransmitter-laden vesicles fuse with the presynaptic membrane and discharge their contents into the synaptic cleft. After fusion, the vesicular membrane is retrieved by endocytosis for reuse. This recycling mechanism ensures a constant supply of releasable vesicles at the nerve terminal. The kinetics of endocytosis have been measured mostly after intense or non-physiological stimulation. Here we use capacitance measurements to resolve the fusion and retrieval of single and multiple vesicles following mild physiological stimulation at a mammalian central synapse. The time constant of endocytosis after single vesicle fusion was 56 ms; after a single action potential or trains at < or = 2 Hz it was about 115 ms, but increased gradually to tens of seconds as the frequency and the number of action potentials increased. These results indicate that an increase in the rate of exocytosis at the active zone induces a decrease in the rate of endocytosis. Existing models, including inhibition of endocytosis by Ca(2+), could not account for these results our results suggest that an accumulation of unretrieved vesicles at the plasma membrane slows endocytosis. These findings may resolve the debate about the dependence of endocytosis kinetics on the stimulation frequency, and suggest a potential role of regulation of endocytosis in short-term synaptic depression.     

液相法制备炭/炭复合材料的显微结构

采用光学显微镜和扫描电子显微镜对用液相法制备的3种单向纤维增强炭/炭复合材料的显微结构进行了观察和分析.这3种炭/炭复合材料分别采用纯沥青作基体和沥青加焦炭粉、树脂加焦炭粉作预浸初基体制得.在热压成形初坯体内,收缩的微裂纹沿纤维轴向与外界相通,可被再浸渍填充,而孔洞则大多与外界隔绝,不能被再浸渍填充.实验结果表明焦炭填充料的添加改变了复合材料的显微结构,可调整炭/炭复合材料的纤维体积分数,减少气孔的形成,有利于再浸渍致密化;它还扰乱基体层状结构组织,导致其围绕焦炭粉颗粒呈紊乱状态.     

POSS/PMMA纳米复合材料制备及其热性能研究

文章以CuCl/2,2’-联吡啶为催化剂,单功能基POSS-Cl为引发剂,采用原子转移自由基聚合方法制备了POSS/PMMA核壳型结构的纳米复合材料,通过FTIR1、H-NMR、XPS等手段对其进行表征,并用DSC、TGA等检测手段对其热性能进行研究。研究结果表明,ATRP法制备POSS/PMMA纳米复合材料是可行的,POSS的加入对PMMA的热性能有较大程度地提高。     

TeO2/TiO2纳米复合物的制备与表征

为改善TiO2的光电性质,笔者采用溶胶-凝胶法制备了TeO2/TiO2纳米复合物.分别用SEM、XRD、EDX、IR、UV-Vis等对产物进行了一系列表征,结果表明,复合物TeO2/TiO2为粒径20 nm左右的均匀球形锐钛矿相纳米粒子.