添加纳米固体润滑剂的自润滑陶瓷材料高温摩擦磨损性能研究

采用真空热压烧结工艺制备了一种添加纳米固体润滑剂CaF2的自润滑陶瓷材料,研究其在室温25℃到600℃环境下与40Cr钢销干摩擦时的摩擦磨损性能.结果表明:自润滑陶瓷材料的摩擦系数与磨损率随环境温度的升高而逐渐降低,600℃时摩擦系数降低到0.21,磨损率降低到2.4×10-6 mm3/N·m.常温下自润滑陶瓷材料的磨损机理是磨粒磨损,高温环境同时存在磨粒磨损和粘着磨损.高温环境下摩擦表面纳米CaF2含量的增加和固体润滑膜的形成是摩擦磨损性能改善的主要原因.     

应变梯度理论自然邻近混合伽辽金法

应变梯度理论考虑了位移二阶梯度对应变能密度函数的贡献,在本构关系中引入了与材料微结构特征尺寸相关的参数,可以唯象地解释尺度效应现象。基于约束变分原理,把位移与位移一阶梯度作为独立场变量,使用拉格朗日乘子法引入二者的协调关系,放松对试探函数连续性与完备性的要求,建立了二维及三维问题的应变梯度理论自然邻近混合伽辽金法。通过算例对方法的计算性能进行了考查,结果表明,该方法具有良好的数值精度,能够模拟材料力学性能的尺度效应。     

Si对热压烧结B4C陶瓷材料显微结构与性能的影响

采用Si作为烧结助剂,利用热压烧结技术烧结制备了SiB6-B4C陶瓷复合材料.采用热力学计算、XRD物相分析,结合SEM图片,探讨了Si-B4C陶瓷的烧结过程和机理.结果表明:Si有助于促进B4C陶瓷的致密化烧结,原位生成的SiB6有助于B4C陶瓷机械性能的提高;Si的最佳加入量为10wt;;预烧处理对Si-B4C陶瓷烧结有利,1000 ～ 1400℃预烧8h后制备的B4C陶瓷弯曲强度447.3 MPa,断裂韧性4.42 MPa· m1/2,HRA硬度为94.     

层数对梯度自润滑陶瓷刀具材料Al2O3/TiC/CaF2残余应力的影响

针对陶瓷减摩性能与耐磨性能不能在自润滑刀具中合理兼顾的难题,本研究将梯度功能材料设计思想引入Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具材料的设计和制造中,并建立了该梯度自润滑陶瓷刀具材料的物理模型、组成分布模型和物性参数模型.采用有限元方法计算分析了层数对对称型梯度自润滑陶瓷刀具残余应力的影响,确定了最佳层数为7层.以本设计模型和有限元分析结果为基础,制备了分布指数为1.8的7层梯度自润滑陶瓷刀具材料Al2O3/TiC/CaF2.试验结果表明:所制备的梯度自润滑陶瓷刀具材料具有良好的力学性能.     

KDP晶体锯切应力场与初始内应力场的耦合分析

本文采用有限元法建立了KDP晶体线锯切割的仿真模型,仿真分析了切割过程中晶体内部应力场分布的变化规律.结果表明,线锯切割加工过程应力变化整体平稳,属低应力锯切方式,当晶体即将切断时,最大拉应力显著增加;随着被加工材料的去除,晶体初始内应力释放,晶体内部距离待加工表面越近的点,切割过程中应力变化越剧烈;锯切切口处,锯切应力与内应力相互耦合,应力集聚,并且晶体初始内应力越大,应力集聚越明显,晶体切割开裂几率越大.仿真结果为保证KDP晶体线锯切割加工过程中避免开裂提供了理论基础.     

微波诱导燃烧法合成MgO-Y2O3纳米粉体

以硝酸钇、硝酸镁、乙酸镁为原料,采用微波诱导燃烧法合成了体积比50:50的MgO-Y2O3纳米粉体,并研究了粉体的烧结性能.采用DSC-TGA、XRD、SEM、BET、IR等手段对粉体进行了分析表征.研究表明,在500 W微波功率下合成的粉体,经过600℃煅烧2h,结晶性良好,呈现均匀球状,粒度尺寸在30 ～50nm之间,比表面积为35.6m2/g.粉体经过200 MPa压力下等静压成型后,在1300℃温度下保温2h,样品相对密度可达95;.     

高温高压下cBN单晶转变机理的密度泛函理论研究

为研究Li3N-hBN体系中cBN单晶的转变机理,本文采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法和广义梯度近似法(GGA)系统计算了高温高压条件下hBN和cBN的低指数晶面的晶面能,分析了hBN和cBN各晶面之间的能量关系.结果表明:在1800K,5.5 GPa和2000 K,6.0 GPa下,hBN的(1010)晶面与cBN的(100)晶面的相对晶面能差分别为0.7;和1.2;,两组晶面的晶面能连续,即微观上电子密度连续.根据改进后的密度泛函理论(TFDC)可知,hBN能够向cBN直接转变.因此推断:在Li3N-hBN体系中,以Li3N为触媒,cBN单晶是由hBN直接转变而来.     

一种新型光纤Bragg光栅流量传感器的仿真与实验研究

为了克服传统单个光纤布喇格光栅传感器对温度交叉敏感的问题,设计制作了一种基于双光纤布喇格光栅的以阻流件和弹性体为换能元件的流量传感器.该流量传感器采用弹性伞状结构体作为流量传感器的换能元件,用硅胶树脂封装双光纤光栅的弹性伞状结构体,起到了温度补偿的作用且提高了应变测量灵敏度.用有限元优化传感器结构,在1~20m/s的流速下利用ANSYS对传感器结构和传感器周围的流体场进行模拟分析,并计算了传感器的灵敏度,实验证明了硅胶树脂作为封装材料的优越性.进行了砝码干校法模拟实验,完成传感器封装前后的性能测试,通过提取该传感器的反射谱信号特征值,得到封装前后传感器的载荷响应灵敏度分别为:1.71nm/kg,0.103nm/kg.表明该流量传感器结构简单、安装方便、具有较好的线性度和灵敏度.     

增强型酶催化发光免疫分析法高灵敏测定血清中心肌肌钙蛋白Ⅰ

基于辣根过氧化物酶（HRP）催化 H₂O₂-Luminol系统,对一种新型酚类衍生物 4-（1,2,4-三氮唑-1-基）苯酚对化学发光的增强作用进行了研究。用HRP标记急性心肌梗死标志物心肌肌钙蛋白Ⅰ（cTnⅠ）单克隆抗体,通过cTnⅠ的双抗体夹心免疫反应,建立了简单、灵敏和快速检测人血清中的cTnⅠ含量的增强型酶发光免疫分析方法。实验结果表明,cTnⅠ在1.2 ~ 24 ng/mL浓度范围内与增强型发光强度具有良好的线性关系（R=0.99）,变异系数（n= 8）为 4.7%。最后,使用该方法对人血清样品中的cTnⅠ含量进行测定,测试结果具有较好的稳定性和精度,能够满足临床检测要求。     

液态Ga-In合金中的团簇分离现象

与以往试验及模拟计算方法不同,文章利用从头计算分子动力学研究了液态Ga, In及Ga-In合金的偏结构. 发现合金偏双体相关函数gGaGa(r), gInIn(r)的第一峰的位置分别与液态纯Ga和纯In的第一峰 位置接近, gGaIn(r)第一峰位置大于纯Ga和纯In第一峰位置的平均值,说明液态Ga-In合金中异类原子 呈现排斥倾向, Ga-Ga, In-In团簇更容易出现.在纯Ga, 纯In中占据最高含量的1311键对在液态合金中占主导 地位,说明Ga-Ga, In-In团簇共存于液态Ga-In合金中. Voronoi多面体分析发现,随着In含量的增加, 在Ga_100-xIn_x(30 ≤x≤qslant 50 at.% ) 区域内, Ga原子周围主配位数出现突变,由12降为10,证明Ga-Ga和In-In团簇倾向于分离.该研究结果不同于 通常的微观不均匀模型,揭示了液态Ga-In合金中团簇分离的机制.