Combined Effect of Surface Tension, Gravity and van der Waals Force Induced by a Non-Contact Probe Tip on the Shape of Liquid Surface

Aiming at understanding how a liquid film on a substrate affects the atomic force microscopic image in experiments, we present an analytical representation of the shape of liquid surface under van der Waals interactionin duced by a non-contact probe tip. The analytical expression shows good consistence with the corresponding numerical results. According to the expression, we find that the vertical scale of the liquid dome is mainly gov-rned by a combination of van der Waals force, surface tension and probe tip radius, and is weekly related to gravity. However, its horizontal extension is determined by the capillary length.     

低地应力区碎裂结构围岩基本特征研究

以某市引水工程地下洞室围岩为例 ,采取试验样品若干件 ,分别做了围岩的平均化学成分与百分含量衍射以及电镜扫描分析 ,并得到了相应的结果。在此基础上 ,从成分和微观结构两方面入手 ,总结出低地应力区碎裂结构围岩组成与显微结构方面的特征和变化规律 ,初步探讨了低地应力区碎裂结构围岩微观变形特征 ,这为进一步研究低地应力区围岩宏观变形破坏及其稳定性等方面 ,将会起到重要的理论指导作用     

Using strain energy-based prediction of effective elastic properties in topology optimization of material microstructures

An alternative strain energy method is proposed for the prediction of effective elastic properties of orthotropic materials in this paper. The method is implemented in the topology optimization procedure to design cellular solids. A comparative study is made between the strain energy method and the well-known homogenization method. Numerical results show that both methods agree well in the numerical prediction and sensitivity analysis of effective elastic tensor when homogeneous boundary conditions are properly specified. Two dimensional and three dimensional microstructures are optimized for maximum stiffness designs by combining the proposed method with the dual optimization algorithm of convex programming. Satisfactory results are obtained for a variety of design cases. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10372083, 90405016), 973 Program (2006CB601205) and the Aeronautical Science Foundation (04B53080). The English text was polished by Keren Wang.     

Bi掺杂对La_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3陶瓷热电性能的影响

在5%H_2+95%N_2(V/V)还原气氛中1 500℃烧结4 h制备La_(0.1)Bi_xSr_(0.9-x)TiO_3(x=0、0.05、0.075、0.1)陶瓷,并对其组成、显微结构和热电性能进行研究。结果表明:掺Bi试样的主晶相均为Sr Ti O3,当Bi掺杂量大于0.075时,样品中出现少量Bi_2O_3杂相;掺Bi试样的晶粒发育完全,形状规则,结合紧密,显示出Bi_2O_3良好的助烧效果。另外,Bi元素掺入使La_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3陶瓷的电导率和Seebeck系数绝对值显著增加,说明Bi元素的掺入可有效提高材料的载流子浓度和载流子迁移率。其中,x=0.075时试样的功率因子最大,在400℃时为692μW·m~(-1)·K~(-2)。虽然其热导率比未掺杂Bi试样有所提高,x=0.075时试样的ZT值在500℃时仍可达0.172,比未掺杂Bi试样提高了130%。     

块体MgB_2中Zr元素对其致密性和微观结构的影响

将Mg粉、Zr粉和B粉按比例混合获得MgxZr1-xB2(x=5%、10%和20%),压制成型后,在流通氩气的条件下于800℃烧结2h。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析显微结构和化学组成,并且对烧结后的样品进行差热分析DSC。结果表明,适量的Zr掺杂使得MgB2的平均晶粒尺寸变小,晶界面积增加和晶粒连接性改善,从而获得致密性较高的MgB2超导体。     

Sm-La二元稀土对铅基板栅材料显微结构和电化学性能的影响

为提高铅酸蓄电池板栅材料的性能,在Pb-Ca-Sn-Al合金中添加了Sm-La二元稀土元素,研究其含量对显微结构和电化学性能的影响。利用金相和循环伏安、线性扫描、阻抗-电位、电化学阻抗谱等电化学测试方法对板栅性能进行了表征。结果表明:Sm-La稀土元素的加入促进合金晶粒细化,随其含量的增加,析出物颗粒变小并弥散分布。与添加Sm的合金相比,复合添加Sm-La的材料具有更低的析氢电位,改善了深放电时铅合金上所形成的阳极Pb(II)膜的阻抗特性,表现出良好的性能。     

NiO对镁铝尖晶石反应烧结性能的影响

本文以高纯电熔镁砂和煅烧活性氧化铝粉为原料,以氧化亚镍(NiO)为添加剂,通过传统固相烧结法制备镁铝尖晶石材料。将MgO和Al₂O₃粉按理论摩尔比1∶1进行配料,在体系中分别引入质量分数为0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的NiO。利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对烧结后试样进行分析,研究了NiO的添加对MgAl₂O₄材料烧结性能、物相组成及显微结构的影响。结果表明:引入适量的NiO可以显著促进MgAl₂O₄相的形成以及晶粒的发育长大;在1 600 ℃时,当NiO含量低于1.5%时,NiO能完全溶入MgAl₂O₄晶格并优先取代Al³⁺,提高了MgAl₂O₄晶体内部的缺陷浓度,活化了晶格,从而促进MgAl₂O₄的烧结。当NiO含量高于1.5%时,其内部开始出现较多第二相NiO,阻碍了物质的迁移和传输,反而不利于MgAl₂O₄烧结性能的提高。     

Nd2O3掺杂(BaSr)TiO3对陶瓷结构和性能的影响

采用常规固相反应法,以Ba0.6Sr0.4TiO3 10%MgO(BSTO)体系为基体成分,研究了Nd2O3掺杂对其显微组织结构和介电性能的影响规律,结果表明掺杂Nd2O3后,抑制了BSTO晶粒的生长;随着Nd2O3掺杂量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变小,密度增大,材料的居里温度向负温度方向移动,并且展宽了介电峰,使材料的温度稳定性提高,此外,随着Nd2O3掺杂量的增加,材料的可调性减小,介电常数减小。     

粉煤灰基质多孔吸附材料显微结构及性能研究

本文研究了加入粘结剂制成折粉煤灰基质多孔吸附材料的显微结构，将它与原灰结构作比较，并进一步研究了加入粘结剂再加入外掺剂材料的显微结构。从理论上阐述了提高粉煤灰基质多孔吸附材料吸附、脱色性能的机理。     

Fe—15Cr—4Al—Y合金中的Y—Fe相及其作用

在含０．２％－１．４％Ｙ的Ｆｅ－１５Ｃｒ－４Ａｌ－Ｙ合金中，１－１０μｍ的Ｙ－Ｆｅ相质点弥散分布，其硬度高于ａ相的２倍，组成可用Ｙ２（Ｆｅ７６Ｃｒ１２Ａｌ１１Ｓｉ）１７表示。Ｙ－Ｆｅ相强烈俘获ａ相中的碳原子，使合金在固溶处理状态下的Ｓｎｏｅｋ内耗峰消失，在７００℃下析出碳化物。Ｙ－Ｆｅ相南点通过阻止闰长大而抑制合金的高温脆化，通过俘获碳原子而延缓４７５℃脆性发展。此外，它们还有提高热强性和抗氧化性