2017年瞬态电子技术热点回眸

 瞬态电子器件全部由可降解材料组成,当器件完成指定功能或废弃之后,可在外界的刺激下短时间内部分消失或全部降解。通过先进的加工工艺和功能优异的特种材料,瞬态电子器件的性能可与传统电子器件相媲美,并对传统器件功能形成补充,将应用范围扩展到环保、可降解医疗设备以及电子安全器件等前沿领域。本文从瞬态可降解材料、降解方式、加工工艺、功能瞬态器件等方面介绍2017年瞬态电子技术的主要研究进展,并对瞬态电子领域的未来发展作一展望。     

可拉伸高分子材料接连突破,可穿戴电子设备前景可期——2017年高分子材料研发热点回眸

 高分子材料作为重要的新型全能材料,已广泛应用在人们生活的方方面面。2017年高分子科学领域硕果累累,超分子聚合物、石墨烯、高性能材料、纳米多功能材料等方向都炙手可热。本文遴选2017年可拉伸高分子半导体、柔性储能材料、不对称聚合物分子刷的高效精准制备、二氧化碳吸附、塑料回收再利用和毒品检测方面的高分子应用等方向取得的成果进行盘点。     

基于LS-DYNA的复合材料层合板低速冲击损伤研究

结合应力强度理论和粘接域理论,提出一种全新的复合材料低速冲击损伤模型,利用大型动力有限元软件LS-DYNA进行实现,并通过算例的分析,验证了该模型的准确合理性。研究结果为复合材料抗低速冲击损伤提供理论依据。     

Ti/Al2O3梯度材料的结构设计与制备

摘要：选择Ti／Al2O3体系的梯度功能材料,利用有限元软件分析制备过程中产生的残余热应力后,得到最佳组成分布指数P=0．80,按照此设计结果利用热压烧结工艺制备出结构致密、形貌完整的Ti／Al2O3梯度功能材料,并对其进行了显微组织结构分析。     

相变背心降温性能的实验研究

为缓解夏季高温环境下工作人员所产生的热应激,通过研究设计了一款相变降温背心。通过在环境仓模拟四个不同的工况(在相对湿度为65%的情况下,温度分别为25 ℃、30 ℃、33 ℃和36 ℃),对降温背心进行降温性能研究。结果表明:随着工况温度的提高,受试者着装有无相变材料的降温背心,在相同测点的温差逐渐增大;由于身体跑步姿态的影响,后背降温效果要优于前胸降温效果;前胸实验组空白组相同测点平均温差最大为2.85 ℃,后背实验组空白组相同测点平均温差最大为6.7 ℃;在36 ℃条件下,前胸相变材料降温作用时间约为后背的一半。总体表明,该降温背心有一定的降温效果且作用时间较长。     

多晶金属材料断裂过程数值模拟方法

针对多晶金属材料微观结构的多样性和破坏过程的复杂性,本文基于Voronoi图构建多晶体微观结构图的基础上,结合近场动力学方法,将多晶体离散为一系列物质点,通过积分求解近场域内各物质点的相互作用力,建立了外界载荷作用下多晶材料内部裂纹扩展及结构破坏的损伤演化模型,对多晶材料取不同晶界强度系数和晶粒大小时的断裂性能进行研究。研究结果得到,当晶界强度系数β≥1时多晶材料通常发生穿晶破坏,β<1时材料则容易发生晶间破坏;在材料表现为穿晶破坏模式下,随着晶粒尺寸的减小,材料的抗断裂性能得到提升。     

地热浅埋孔回填材料中砂粒结构对导热系数的影响

地热浅埋孔回填材料的导热系数是影响地埋管换热器取热性能的关键因素之一。目前以一定配比的砂粒骨料与水泥、粘土、石英等的混合材料最常见,而材料中颗粒的结构形态是影响回填材料导热系数的关键因素之一。本文以回填材料中砂粒骨料为研究对象,从结构特征出发,探究内部颗粒级配及磨圆度对回填材料导热系数的影响。利用所开发的基于孔隙率的二维导热系数计算模型及三维热阻模型,定量研究不同固相导热系数、不同颗粒物粒级配及不同棱角磨圆度下,材料导热系数的变化规律。结果表明,在颗粒级配和磨圆度不变的情况下,材料整体的导热系数随固相导热系数的增加而增加。同一材料不同尺寸粒径间的差别较大时更易获得更高的整体有效导热系数,且粒径不同所造成的回填材料有效导热系数差别会随着固体导热系数的增大而变得更为显著。而磨圆度不同所造成的有效导热系数差异会随固体导热系数的增大而变得更为显著。颗粒磨圆度很高（球体）或很低（锥体）时,同样固相导热系数下材料的有效导热系数较小。本研究所得理论结果可以为回填材料的优选配置提供依据,有助于提高地埋管换热器的取热效率及地热能利用效率。     

MgO含量合理配置对综合炉料熔滴特征及形成初渣特性的影响

为了解决高Al2O3含量综合炉料透气性较差和熔滴特征S值较高的问题,通过对提高烧结矿中的Mg O含量和在球团矿中配加Mg O含量的方法进行研究,结果显示合理配置Mg O含量后最高压差由1.70 k Pa分别降低到1.63 k Pa和1.33k Pa,特征S值由141 k Pa·℃分别降低到100 k Pa·℃和99 k Pa·℃,改善了综合炉料的透气性、熔滴特征S值等熔滴特征参数;且在球团矿中配加Mg O含量对综合炉料熔滴特性的改善程度要优于提高烧结矿中的Mg O含量。此外,还对综合炉料的初渣进行研究,得出了综合炉料的熔滴特性的改善与初渣的矿物组成没有关系,主要是由于初渣化学成分的变化而产生的。     

富水粉细砂地层中护壁泥浆材料配比的优化

地下连续墙在以淤泥、粉细砂层地质为主,地下水丰富的江浙沪地区施工时,因传统护壁泥浆携砂能力过剩而造成废浆率大、沉渣厚和成墙质量差等问题。为有效提高地连墙施工质量,开展了低固相地连墙泥浆配制试验研究,通过优选增粘组分、成膜粉体助剂和膨润土,制备匀质性好、滤失量低、泥膜致密和携沙能力适中的工程用地连墙护壁泥浆,掌握了低固相地连墙护壁泥浆制备工艺等关键技术。基于苏州地铁8号线的工程应用表明：利用该工艺制备的低固相地连墙护壁泥浆沉渣厚度低于100mm、泥浆循环使用损耗率低于20%、成墙质量得到明显提升。     

陶瓷基频率选择表面透波材料工艺研究进展

频率选择表面（FSS）透波材料是透波材料长期以来所追求的结构-功能一体化的集中体现和成功实践,随着天线以及通讯系统对全向透波、宽频透波、频选透波、隐身等性能要求的提高,该技术已成为透波材料研究的新热点,在军工、民品领域均有广泛的应用前景。陶瓷基FSS透波材料技术针对耐高温高性能天线罩的研制需求而提出,对透波材料技术的可持续发展具有重大意义。文中分析了当前陶瓷基FSS透波材料工艺研究的需求,介绍了国内陶瓷基FSS透波材料工艺研究的现状,并对其应用前景进行了展望。