BN纤维微观结构和力学性能的透射电镜研究

用透射电子显微镜技术,研究了BN纤维的微观结构,阐明了BN纤维在生成转化过程中存在的晶体结构状态。研究表明,以涡轮层状相为主晶相,含氮量高,晶粒尺寸小的BN纤维具有良好的力学性能。在BN纤维的制备过程中,轴向加适当张力,可促使BN纤维表层晶粒的定向排列,为提高材料的力学性能,提出了制造工艺的改进方向。     

氮化硼(BN)纤维微结构与力学性能的关系

本文用电子显微术研究了BN纤维的微观结构，讨论了微结构对其力学性能的影响，提出了BN纤维制造工艺的改进方向。     

氮化硼纤维填充聚乙烯醇导热复合材料的制备

以聚乙烯醇(PVA)为基体,选用六方氮化硼纤维(BN fiber)作为导热填料,通过溶液共混的方法制备导热复合材料。结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及导热测试结果,探究填料的微观形貌以及与基体的界面相容性对于提升复合材料导热性能的影响。结果表明:BN fiber对于提升复合材料的面内导热率有很好的效果,而且采用过氧化氢(H₂O₂)溶液进行表面改性,可以有效改善界面相容性;当经过1 400℃热处理再经过表面改性的BN fiber(BN fiber-1400-H₂O₂)的填充量为5%(质量分数)时,复合材料的面内导热率达到了1.32 W·m^-1·K^-1,为纯PVA体系的629%,相比于表面改性前提升了60%。     

纳米级Fe-Cr纤维的提取和微观结构研究

采用浓硝酸将Cu-Fe-Cr原位复合线材的铜基体选择腐蚀后得到了Fe-Cr纤维,用扫描电镜观察了纤维的微观形貌,实验结果表明,纤维提取率随着线材直径的减小而降低,当线材直径为0.36 mm时,纤维达到纳米级,呈片状。     

无机玄武岩纤维微观结构的光谱学特征研究

利用多种光谱方法研究新制备的玄武岩纤维的组成和微观结构特征.X-射线探针分析表明其主要成份为硅酸盐和碱土金属氧化物.中红外光谱和显微远红外光谱研究表明纤维中含有Si-O,Si(Al)-O和金属与氧的振动模式;利用共焦激光显微拉曼光谱对比研究玄武岩和制备的玄武岩纤维的结构特征,结果表明纤维中含有[Si2O5]2-、[Si2O6]4-[、SiO4]4-等结构单元.广角X-射线衍射表明玄武岩纤维为非晶结构,具有短程有序的特点,计算的短程有序度为0.912 nm.详细解释了各种光谱变化的原因,据此提出了玄武岩纤维的非晶微观结构近程有序模型的特征.     

玄武岩纤维混凝土力学性能的研究

研究不同体积掺量的玄武岩纤维对混凝土抗压性能和抗拉性能的影响．根据试验可知,掺量范围内为0-5kg/m2时,随着纤维掺量增加,玄武岩纤维混凝土的抗压强度．KJL先增加后下降的规律,而劈裂强度则不断上升,因此玄武岩纤维的掺入对于混凝土早期强度有一定的提高作用．其中,对28d龄期混凝土试块的抗压强度影响最为显著;当掺量为4kg／m^3时,抗压强度最强,提高了46．3％,随着掺量继续增加,抗压强度呈现下降趋势．试验结果表明,在合理的纤维掺量下,混凝土抗压强度和劈裂强度有明显提高,纤维最优掺量值为4kg／m^3。     

兔毛纤维的微观形态学结构

作者使用超薄切片,冷冻断裂和剥离技术在分析电镜中以透射(TEM)、扫描透射(STEM)和扫描(SEM)成象模式研究了兔毛纤维的微观结构。兔毛纤维是一种带有间隔层的中空纤维,中心部分是蜂巢状结构。主要结构成份是角质、皮质和间隔层物质。没有多孔的髓质。从组织学结构考虑,皮质包含正、副和仲皮质成分。一般在兔毛纤维横截面上正副皮质不呈双边分布。基于所作的观察,提出了兔毛纤维的结构模型。     

干热环境喷射用纤维混凝土力学性能及孔隙结构分析

为揭示高地温干热环境下纤维对喷射用混凝土的改善机理,设计了基准工况、玻璃纤维工况、微丝镀铜钢纤维工况及端钩型钢纤维工况,通过力学性能试验及压汞法测试技术研究了混凝土力学性能及微观孔隙特征,并建立了强度与孔隙结构参数的数学模型.结果表明:干热环境下,掺加纤维材料后,混凝土力学性能得到不同程度的提高,其中端钩型钢纤维工况改善效果最好,与基准工况相比,1、7、28 d龄期的抗压强度分别提高了28.47%、64.40%和74.78%,劈裂抗拉强度分别提高了88.5%、72.6%和110.6%;掺加纤维材料可有效减少混凝土有害孔孔径,28 d龄期时掺加纤维工况的最可几孔径约为62.5 nm,而基准工况约为110 nm;综合考虑分形维数及复合孔隙率的多因素关系强度模型可准确描述强度与孔隙结构参数的定量关系.     

合成结构纤维对混凝土力学性能的影响

采用长度分别为4.7,5.6和6.5cm的合成结构纤维,均以5kg·m-3的掺量配制C40混凝土,通过维勃稠度、抗压强度、方板和圆板弯曲韧性、混凝土梁和切口梁弯曲韧性等试验,分析了其对混凝土工作性能和力学性能的作用规律与特征,同时与素混凝土以及同体积掺量(40kg·m-3)的钢纤维混凝土进行对比.结果显示,合成纤维的加入降低了混凝土的流动性、抗压强度和混凝土梁的抗弯强度,其长度越长则降低抗压强度及抗弯强度的程度越高;合成纤维对混凝土方板或圆板的初始断裂强度影响不大,但可明显提高断裂能,其作用高于同体积掺量的钢纤维,并且中等长度(5.6cm)的合成纤维增加混凝土断裂能的作用最大;合成结构纤维混凝土的应力-挠度曲线在其下降过程中呈现一个"平台段",虽然平台高度不及钢纤维混凝土的,但其长度明显更长,这是由合成结构纤维的材质特征决定的.     

混杂纤维锂渣混凝土力学性能研究

锂渣粉掺入混凝土中可有效提高混凝土的耐久性能,但是对其延性影响较小。在C50锂渣混凝土中掺入聚丙烯纤维和钢纤维以研究纤维对混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度的影响。聚丙烯纤维对普通混凝土抗压强度呈不利影响,但0.9kg/m3时有助于提高混杂纤维混凝土的抗压强度,此外掺量在3.6kg/m3时,抗拉强度达到峰值。钢纤维可有效提高混凝土抗压、拉强度,单掺时抗压、拉可提高47.66%、94.50%。两种纤维复掺时表现出更优的性能。另外还对纤维混凝土作用机理进行了分析。     

BN纳米带几何结构和电子性质第一性原理研究

本文采用第一性原理研究了不同带宽下BN纳米带的几何结构与电子性质。研究结果表明：随着带宽的增大,BN纳米带边缘发生形变,键角增大,B-B键键长增大,当带宽约为1.7nm时,B-B键发生断裂;电子性质研究表明：随带宽减小,最高占据轨道(HOMO)/最低非占据轨道(LUMO)能隙减小。对电子态密度(DOS)及赝能隙分析表明：BN纳米带带宽越小在费米能级处DOS越大,且赝能隙越小,这和GNR比较相似,说明BN纳米带越窄电子越容易从价带向导带跃迁。     

BN含量对注射成形AlN-BN复相陶瓷性能和组织的影响

采用粉末注射成形和无压烧结相结合的工艺制备AlN-BN复相陶瓷,讨论了AlN-BN混合料的流变性能以及BN含量对复相陶瓷热导率、硬度以及显微组织的影响.研究结果表明, AlN-BN混合料具有良好的流动性和较小的温度敏感性,适宜陶瓷注射成形.复相陶瓷的热导率、致密度以及硬度随着BN含量增加而降低,主要是由于BN本身具有较低的硬度和热导率以及在烧结过程中形成特殊的卡片房式结构阻碍了AlN烧结致密化造成的.综合考虑热导率和可加工性能的要求,最佳的BN质量分数在10%～15%之间,所制备的复相陶瓷的热导率大于120W·m-1·K-1,硬度低于HRA 80,致密度大于90%.     

沙漠砂锂渣聚丙烯纤维混凝土基本力学性能试验研究

通过试验分析了3 d、7 d、28 d时不同沙漠砂替代率对锂渣聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明:在锂渣掺量20%,聚丙烯纤维1.5 kg/m3时,利用沙漠砂替代锂渣聚丙烯纤维混凝土中细度模数小于3的工程用砂成效显著,具有深远的社会意义和优越的经济价值。随着沙漠砂替代率增大,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度均呈先增大后减小趋势,其中当沙漠砂替代率为30%时为最优掺量,较基准组28 d抗拉强度提高53.26%。     

钢纤维含量对树脂混凝土力学性能的影响

树脂混凝土是一种新型机床结构材料，由于其优良的阻尼性能使其在精密机床制造业上有着广泛的应用。但是由于其抗压、抗拉、及抗剪强度低，限制了其进一步应用。采用钢纤维增强树脂混凝土是一个新的发展方向。经力学实验表明，在树脂混凝土内填加钢纤维可使其抗剪强度、抗压强度、劈裂抗拉强度有明显提高，并且其韧性和耐磨性均有一定提高。钢纤维掺量在某一范围内有最佳的增强效果。     

铝箔微观组织对其力学性能的影响

采用拉伸实验和透射电子显微镜分析了铝箔微观组织对厚度为6～7 μm的铝箔力学性能的影响. 实验结果表明: 铝箔中化合物的形貌及析出位置较退火工艺对铝箔抗拉强度的影响更大, 处于晶界的块状化合物破坏了晶界的整体联系, 增加了铝箔微观组织的不均匀性;提高铝箔强度时应尽量避免化合物在晶界处析出. 亚晶的尺寸与位错密度紧密相关, 亚晶尺寸小, 单位体积内亚晶界增加, 位错密度也随之增加. 铝箔具有较小的亚晶尺寸, 因而具有较高的抗拉强度.     

钢纤维混凝土力学性能试验研究

对钢纤维体积率（Vf）为0～3％、基体强度为C50的钢纤维混凝土（SFRC）进行立方抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲强度、弹性模量和泊松比的测试，试验结果表明：SFRC抗压强度随Vf的增加仅仅有着小幅度的增长，正向立方抗压强度略大于侧向立方抗压强度；轴心抗压强度与立方抗压强度之比值在0．75～0．77之间：钢纤维对SFRC的抗拉、抗弯性能起着明显的增强作用，正向、侧向劈裂抗拉强度比值随Vf的增加而增大；SFRC的弹性模量和泊松比均是不敏感的材料参数，前者随材料抗压强度的提高而缓慢增加，后者随Vf的加大而略有减小．