新型四配位硅基材料的结构与性质

硅基半导体已广泛用于光电转化和现代通信等不同领域,新型硅基材料的发展,有助于应对功能材料在现代科技领域面临的挑战.本文主要介绍本课题组近年来在新型四配位硅基材料领域中的理论设计与计算模拟,包括新型四面体硅基材料和平面四配位硅基二维单层材料.基于Si(C≡C)_4结构单元,设计了一系列类金刚石结构的宽带隙半导体材料,预测了它们的结构、光电及力学性质,分析了平面四配位硅的成键特征及其稳定化策略,探讨了含平面四配位硅的二维单层材料在锂离子电池和CO_2活化转化中的应用.     

多组元合金成分设计方法

合金成分设计是发展新型复杂合金材料的关键步骤。系统总结了在材料研发过程中常用的合金设计方法,如Hume-Rothery规则、当量法、电子理论、计算机模拟计算等,并详细介绍了各设计方法的理论基础和适用范围。同时指出了基于原子团簇的合金设计方法——“团簇加连接原子”结构模型,得出了该方法在不同合金材料领域中的应用具有普适性的结论,为多元复杂合金成分设计提供了一个更为简单的途径。     

多组元合金成分设计方法

合金成分设计是发展新型复杂合金材料的关键步骤．系统总结了在材料研发过程中常用的合金设计方法,如Hume-Rothery规则、当量法、电子理论、计算机模拟计算等,并详细介绍了各设计方法的理论基础和适用范围．同时指出了基于原子团簇的合金设计方法——“团簇加连接原子”结构模型,得出了该方法在不同合金材料领域中的应用具有普适性的结论,为多元复杂合金成分设计提供了一个更为简单的途径．     

无机紫外非线性光学晶体材料的研究进展

紫外(UV)非线性光学(NLO)晶体材料作为全固态紫外激光器的核心部件，在当前的科学和技术应用中发挥着至关重要的作用.目前，传统NLO材料的倍频基因类型相对单一，使得UV NLO材料的实际应用从根本上受到限制.因此，为了突破性能壁垒，亟需发展新的合成方法、开发新的功能基团、拓展新的UV NLO材料体系来进一步筛选新型高性能晶体.对目前UV NLO材料的研究进展进行总结，且结合近年来的相关工作详细描述化学取代定向设计合成策略在开发具有新型结构的高性能UV NLO材料中的应用，并对该领域的未来发展进行展望，强调化学取代定向设计合成策略的优势以及大尺寸晶体生长在光电器件实际应用中的重要性.     

舰船桅杆夹层结构稳定性数值分析和试验

通过探索舰船桅杆夹层结构在海洋环境中的力学特性,得到了结构在轴向载荷下的极限强度和破坏模式,其中复合层板结构的材料失效准则采用Tsai-Wu准则,建立计及材料非线性与几何非线性的夹层结构的力学模型.研究结果表明:夹层结构在轴向载荷作用下的失效模式以结构的整体失稳和局部分层失稳为主;在夹层结构数值分析中,首层失效和最终失效得到的临界失稳载荷差距很小,工程上可以简化分析,不考虑材料失效;船用夹层结构的极限承载力计算方法可以为复合材料结构的舰船应用提供基础性技术支撑和工程化判据.     

夹层板系统压缩力学性能试验研究

夹层板系统以其优越的力学性能在工程领域得到广泛应用。对夹层板系统在不同加载速率下的压缩力学性能进行了试验研究。首先对钢-聚氨酯-钢夹层板系统进行了准静态压缩试验,得到夹层板系统的准静态等效应力-应变曲线;并对同一组试样,基于分离式霍普金森压杆试验装置,进行了动态冲击压缩试验。近似等效SHPB试验原理,分析夹层板系统的动态力学性能。比较分析结构的破坏形式和原因,为新型结构的优化设计和应用提供参考。     

建筑工程中钢纤维混凝土技术刍议

钢纤维混凝土是近年来迅速发展起来的一种新型复合材料,以其良好的抗裂性、弯曲韧性和抗冲击性能,正广泛地应用于各类工程建设领域。本文通过介绍钢纤维混凝土在工程中的应用,为这一新型混凝土材料在建筑结构工程中的设计与施工提供了一些可资借鉴的经验。     

合成水滑石的插入化学

从开发新型微孔材料的观点出发，评述了合成水滑石的结构、合成方法及其在催化领域中的应用进展．     

夹层玻璃结构的抗鸟撞分析

抗鸟撞设计是飞机设计过程中一个复杂、关键的步骤.通过建立SPH-FEM耦合的鸟撞夹层结构数值计算模型,分析由常用的航空透明材料,如无机玻璃、聚氨酯（PU）、聚碳酸酯（PC）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）组合构成的夹层玻璃（板）风挡的鸟撞响应.PU、PC和PMMA的材料参数通过材料各自的准静态、动态试验结果得到.在有限元软件LS-DYNA中计算夹层结构的鸟撞过程,得到夹层结构的破坏失效过程,并分析不同材料组成的夹层结构的抗鸟撞性能.发现由无机玻璃和高分子聚合物组成的夹层结构的抗鸟撞性能最佳.     

卫星夹层结构夹芯层力学性能分析与数值模拟

由于高强、质轻的特点,夹层结构材料在工程领域得到了广泛的应用.本文对卫星夹层结构所采用的蜂窝夹芯进行力学性能分析,推导出六边形蜂窝夹芯结构的等效弹性常数;并选取某型号卫星蜂窝夹芯结构,对其进行数值模拟研究.通过对比理论计算和数值模拟结果,验证了等效弹性参数公式的正确性,可作为卫星蜂窝夹芯结构的优化设计的理论依据.     

轻骨料夹芯复合墙板及连接节点力学性能试验研究

设计轻骨料夹芯复合墙板试件及与钢结构的连接节点。通过采用低周反复加载试验,研究其力学和抗震性能,确定其破坏形式,根据试验数据获得了(p-Δ)滞回曲线和骨架曲线,分析耗能和变形性能等。为夹芯复合墙板在轻型钢结构住宅中的应用提供了试验依据。     

轻量化及塑料玻璃在新能源汽车上的应用分析

聚碳酸酯（PC）材料具有设计自由度高、强度好、密度低、轻量化的特点．从新能源汽车轻量化的要求出发,分析了新能源汽车的轻量化工作,并从材料、产品性能、标准以及产业化方面研究了PC材料在新能源汽车轻量化领域的应用前景和存在的问题．PC塑料车窗机械性能优于传统玻璃,但其抗磨性能和耐候性能较传统玻璃差．Pc塑料车窗的应用目前急需建立自身的标准,同时进一步提高耐候性和耐磨性;PC塑料车窗导热性较传统玻璃差,塑料车窗电阻丝消耗功率和温度性能明显低于传统玻璃,塑料车窗的除霜除雾功能还有待解决．     

泡沫铝夹芯材料抗爆抗侵彻性能研究进展

泡沫铝及其复合材料具有质量轻、比强度高、比刚度高和功能可设计性等优点,在轻质防护领域具有广泛的应用。为全面了解泡沫铝夹芯材料在爆炸与冲击侵彻载荷作用下的毁伤机理和防护性能,概述了泡沫铝及夹芯复合材料的制备方法和应用,从理论研究、实验研究和数值研究三方面介绍了泡沫铝夹芯复合材料的抗爆抗侵彻性能,重点讨论了泡沫铝自身结构、夹板材质和组合方式等因素对材料毁伤机理和防护性能的影响。结合实际应用,指出当前研究工作中存在的不足,并提出有待进一步研究的方向。     

波纹-负泊松比蜂窝混合芯夹层板的自由振动

夹层板作为一种复合材料结构,其芯层在系统特性中起着重要作用。基于三阶剪切变形理论(third-order shear deformation theory, TSDT),通过Rayleigh-Ritz法研究了由梯形波纹与具有负泊松比的蜂窝组成的混合芯夹层板的自由振动,分析了边界条件及参数变化对夹层板振动特性的影响。结果表明,边界条件、芯层结构与蜂窝倾角对夹层板的固有频率有重要影响。研究结果对混合芯夹层板结构在工程应用中的设计与优化具有一定的理论指导意义。     

Research on application of plastic materials in cars

This paper gives analysis of application status and prospect of plastic materials from the aspects of applied material amount comparison,development of new materials & new technologies,lightweight,design conception of new components,recyclability,simplification and diversity of materials,standardization of material specification and presents corresponding conclusions and suggestions.     

结构用FRP的研究和利用现状

纤维聚合物(FRP)复合材料因其强度重量比及刚度质量比高、热膨胀系数低、各向异性、轻质、耐腐、无磁、有良好的抗疲劳性能及高耐久性等特点,可广泛应用于桥梁、纤维混凝土、补强加固材料、连续纤维筋、岩土工程和建筑工程中.本文介绍了FRP材料在新建结构、结构加固、桥梁中以及预应力FRP在混凝土结构中的研究和应用状况,并提出了结构用FRP在使用方面的一些问题和开发研究前景.     

碳纳米管基电热材料的结构设计与应用

随着社会的发展,人们的日常生产生活对电热材料提出了更高的要求。碳纳米管因具有轻质、高电导率、高电热转换效率等特点,成为新型轻质高效电热材料的研究热点。纳米尺度的单根碳纳米管无法直接使用,因此,需要以有序的宏观形态进行组装以获得可用的高性能电热材料。介绍了基于碳纳米管的电热材料的主要宏观组装形态,对其结构设计进行了阐述,并对其应用方向进行了介绍,最后对碳纳米管的进一步工业化应用进行了展望。     

钢结构发展与应用中的问题

文中分析了钢结构的特点 ,总结了钢结构在高层结构、大跨结构、住宅结构、轻钢结构和钢管混凝土结构中的发展与应用。提出了认识、材料、人才、规范和设计程序是限制钢结构发展的主要问题 ,并对这些问题进行了分析     

Forming analysis and application for aluminum alloy material

The increase in car ownership brought about by energy shortages,and environmental crises became more acute.The most effective way to achieve energy saving and emission reduction of car is to improve engine efficiency.In addition to that,lightweight body is the key.Aluminum,magnesium alloy as significant materials of lightweight,and the application amount in the car body is a significant upward trend.However,there is high cost of material,with immature applied technology and a series of bottleneck problems.All of them affect general application of lightweight materials. This paper focuses on forming process issues for aluminum,magnesium alloy and the solutions to achieve.