离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.     

树叶状CuO微结构:低温水浴合成、影响因素和光催化降解性能

以CuCl2·2H2O和NaOH为起始反应物,在没有任何表面活性剂或模板的辅助下,于80℃的水浴中恒温60 min,快速合成了树叶状的CuO微结构.利用X-射线粉末衍射仪和场发射的扫描电子显微镜对所得产物的物相和形貌进行了系统的表征,并调查了起始反应物的摩尔比、反应的温度和时间等实验参数对最终产物形貌的影响.实验显示,所得的树叶状的CuO微结构在365nm的紫外光的照射下具有强烈的促进有机小分子降解的能力.这在环境治理与防护领域有潜在的应用.     

方柱微结构芯片射流冲击流动沸腾换热实验研究

对喷射条件下的电子芯片在FC-72中的流动沸腾换热进行了研究,并和同工况下的光滑芯片作了对比.实验选取的工况如下:过冷度为25、35℃;横流速度Vc为0.5、1、1.5m/s;喷射速度Vj为0、1、2m/s.实验采用的硅片尺寸为10mm×10mm×0.5mm,通过干腐蚀技术在其表面加工出30μm×120μm、50μm×120μm的方柱微结构.实验表明,所有芯片的换热性能都随过冷度和流速的增加而提高,方柱微结构能明显地强化芯片换热,而射流冲击进一步提高了芯片在高热流密度下的换热性能.同一横流速度下,喷射速度越大,换热性能越好,尤其是Vc=0.5m/s、Vj=2m/s时,强化效果最显著.随着横流速度的增加,射流冲击的强化效果减弱,临界热流密度值增幅减小.     

不同微结构纳米碳纤维电极的氧还原性能

采用催化化学气相沉积法制备了3种不同微结构的纳米碳纤维,利用高分辨透射电子显微镜和比表面测试等表征手段对纳米碳纤维的微结构和织构进行了分析;采用电化学循环伏安法对不同微结构纳米碳纤维电极的氧还原反应起始电位、峰电位和峰电流等参数进行了考察,并与石墨电极的氧还原性能进行了比较。结果表明:纳米碳纤维具有良好的氧化还原性能,微结构对纳米碳纤维的氧还原反应性能有着重要影响,这可能与不同微结构的纳米碳纤维具有不同的比表面和孔结构以及表面化学性能有关;同时纳米碳纤维也具有较好的电容性能。     

电场诱导微结构成型的模拟研究

随着光电器件的快速发展,聚合物微纳米结构凭借其独特的物理及化学性能广泛应用.空间调制电场诱导聚合物流变成型技术具有广泛适用性,是目前制作聚合物微纳米结构的重要方法.讨论了微结构成型过程及原理,利用COMSOL Multiphysics模拟软件实现图形化电极诱导聚合物微结构成型,分析了影响微结构成型的主要因素,增加电极宽...     

厚度对ZnS薄膜结构和应力的影响

用射频磁控溅射法在单晶Si基片上制备了4种不同厚度的ZnS膜,采用XRD和光学干涉相移法对薄膜的微结构和应力进行研究。结构分析表明,不同厚度的ZnS膜均呈多晶状态,并有明显的(220)晶面择优取向,晶体结构为立方晶型(闪锌矿)结构;随着薄膜厚度的增加,平均晶粒尺寸随之增大;薄膜的晶格常数在不同厚度下均比标准值稍大。应力分析表明,随着膜厚的增加,ZnS膜的应力差减小,在厚度为768 nm时的选区范围内应力差最小,应力分布较均匀。     

动物多肽与钠通道选择性互作的微基序空间等电点

电压门控钠通道(Voltage-gated sodium channels,Nav,钠通道)是产生和传播神经冲动的重要离子通道,是动物多肽类毒素靶通道之一.动物多肽结合不同的钠通道受体位点,改变Nav的构象和通道动力学特性.本文聚焦钠通道与动物多肽的功能性结合,以经典动物多肽AaH2、Protoxin-II与Nav1....     

C覆盖层对FePt纳米薄膜微结构的影响

使用对靶直流磁控溅射和原位退火方法在普通玻璃基底上制备了C/FePt/Fe纳米颗粒薄膜.通过表征分析表明,加入C覆盖层对FePt薄膜的微结构有较大的影响.经过退火处理后C颗粒渗透到磁性层中,起到了隔离磁性颗粒和减弱颗粒间结合能的效果,并且减弱了磁性颗粒间强的交换耦合作用,最终使颗粒和磁畴减小,增加了L10结构的有序程度;样品获得了1 089kA/m的矫顽力.     

小鼠巨噬细胞受S-O_2-1菌苗激活后的免疫增强效应

本文研究了小鼠巨噬细胞受S-O_2-1菌苗激活后的免疫增强效应.不同种鼠的小腹腔巨噬细胞均可被S-O_2-1菌苗激活,并能使其增殖,体积增大.激活后的巨噬细胞的亚微结构变化显著,细胞突起增多,表面积增加,线粒体及溶酶体增多,吞噬功能增强;细胞内溶菌酶、酸性磷酸酶及非特异性脂酶的活性明显增加.结果表明,S-O_2-1菌苗能增强小鼠巨噬细胞的免疫功能.     

实用技术推介

普通投影屏幕播放时，需要关灯和遮窗帘，而且清晰度和对比度都比较低。由苏州市奥深多媒体视觉工程研究所，引进消化国外技术后自行开发研制成功具有自主知识产权的微结构光学背投影屏幕，其性能及应用范围有了较大的提高，其特点为明亮清晰、色彩鲜艳、超高解析、超宽视角、适合多媒体及动态影像，设备简易、操作方便、可制大型屏幕、保养便利、价格优势等等。并已申报多项国家专利。特别适用于展示、展览、企业、商业商务演示、教学培训、科普宣传、视讯会议和工业监控及家庭影院系统等各种领域。