材料三维微结构表征及其晶体塑性有限元模拟

材料的力学性能，尤其是在有限变形下所呈现的宏观各向异性，是材料结构设计和服役寿命考虑的关键因素。由于宏观模型不能较好地反映材料微观结构（晶粒的形貌和取向等）对宏观塑性各向异性的影响，因此，本文建立了能实际反映晶粒形貌的三维Voronoi模型，并基于晶体塑性理论对铝合金在有限变形下的响应进行计算。首先，建立反映材料微结构的代表性体积单元RVE模型进行计算，并与实验结果进行对比验证。然后，以单向拉伸为例，分析了有限变形过程中试件的晶粒形貌和取向分布等微观因素对宏观各向异性演化的影响，并从材料和结构两个层面讨论了微观结构对宏观力学性能的影响。结果表明，本文模型能够反映微观结构对宏观力学性能的影响，为实际生产制造领域构件的力学性能提供可靠的预测。     

INTERACTION-MEDIATED GROWTH OF CARBON NANOTUBES ON ACICULAR SILICA-COATED α-Fe CATALYST BY CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

Multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) with 20 nm outer diameter were prepared by chemical vapor deposition of ethylene using ultrafine surface-modified acicular α-Fe catalyst particles.The growth mechanism of MWNTs on the larger catalyst particles are attributed to the interaction between the Fe nanoparticles with the surface-modified silica layer.This interaction-mediated growth mechanism is illustrated by studying the electronic,atomic and crystal properties of surface-modified catalysts and MWNTs products by characterization with X-ray diffraction (XRD),transmission electron microscopy (TEM),high resolution transmission electron microscopy (HRTEM),thermal gravimetric analysis (TGA) and Raman spectra.     

抽样定理法重建流场的三维温度分布

结合气流场温度较低，只能得到较少干涉条纹的实际情况，提出了采用轴样定理法重建流场的三维温度分布的模型，并考查了该方法的计算机模拟运算结果，对具体的对象，进行了实验，并采用图像处理方法对条纹进行了一系列处理，最后重建了二个截面上的温度分布。     

Maxwell流体管内起动流的研究

对Maxwell流体流体管内起动流的振荡特性进行研究，得到了描述振荡特性的解析解。研究了黏弹性参数对各时刻速度剖面的影响，获得了轴心速度，平均速度和壁面摩擦力随时间的变化规律以及它们的频率特征。结果表明振荡的基频成分决定了流动的主要特性，给出了并分析了基频频率与振幅和黏弹性参数之间的关系。     

双层碳纳米管中的周向导波

考虑双层碳纳米管的层间范德华力,采用连续介质力学的波动理论,建立了双层碳纳米管中周向导波传播模型,研究周向导波的频散现象.通过与单层碳纳米管结果的比较表明,双层碳纳米管中周向导波的传播表现出更为明显的频散特性,出现更多的模态干涉现象,并发现在某些特殊频率处出现成对模态的消失与新启现象.     

A Newton type iterative inverse method for heat-conduction problems

An inverse problem for identification of the coefficient in heat-conduction equation is considered. After reducing the problem to a nonlinear ill-posed operator equation, Newton type iterative methods are considered. The implicit iterative method is applied to the linearized Newton equation, and the key step in the process is that a new reasonable a posteriori stopping rule for the inner iteration is presented. Numerical experiments for the new method as well as for Tikhonov method and Bakushikskii method are given, and these results show the obvious advantages of the new method over the other ones.     

还原氧化石墨烯/碳纳米管/Co_3O_4三元复合材料的制备与电化学性能

将低温水热反应和低温热处理相结合,制备了含还原氧化石墨烯(RGO)、碳纳米管(CNTs)和Co3O4的三元纳米复合材料RGO-CNTs-Co3O4;利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析了合成产物的相组成和微观结构,分析了其形成过程;并利用电化学测试装置测定了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,在合成反应过程中,氧化石墨烯被还原剂肼还原为石墨烯,同时在石墨烯和CNTs表面生成氢氧化钴;再经低温热处理得到RGO-CNTs-Co3O4三元复合材料.Co3O4纳米颗粒均匀分散在由RGO片层和CNTs组成的三维网络结构中;这种三维网络结构既有利于电子和离子的传输,又能够有效抑制Co3O4在脱嵌锂过程中因体积变化引起的结构破坏.总体而言,合成的新型三元复合材料具有高的比容量以及良好的循环性能与倍率性能.     

α-甲基苯乙烯共聚物接枝碳纳米管超疏水表面的制备

采用自由基聚合法将共聚物接枝到多壁碳纳米管(MWCNT)上制备超疏水表面。结果表明,以α-甲基苯乙烯(AMS)与甲基丙烯酸丁酯(BMA)为单体,经自由基聚合可得到共聚物AMS-co-BMA(PAB),其热降解产物接枝到MWCNT表面可制得与水滴静态接触角为165°,滚动角小于3°的超疏水表面。SEM分析结果表明,共聚物的接枝一方面增大了管间的空隙,增加了表面粗糙度,另一方面又为降低表面能提供了条件。不同pH值液滴测试及放置时间的影响结果表明,该超疏水表面具有较好的稳定性和耐久性。     

多壁碳纳米管修饰电极分子印迹传感器测定咖啡因

以咖啡因为模板分子,通过电聚合邻苯二胺,在羧基化多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面制备了对咖啡因有特异响应的分子印迹聚合物膜。通过循环伏安法和线性扫描伏安法对传感器的性能进行表征,并优化了检测条件,研究了印迹传感器对模板分子咖啡因及其结构类似物的选择性响应。在最优实验条件下,电化学探针K3[Fe(CN)6]的峰电流与咖啡因浓度在2.0×10-7~2.0×10-5mol·L-1范围内呈良好的线性关系,检出限为4.0×10-8mol·L-1。该传感器应用于铁观音茶叶中咖啡因含量的测定,其回收率为94%~106%。     

构建新型固相电致化学发光传感界面用于检测三丙胺

通过静电作用将带正电的Ru(bpy)23+和带负电的纳米铂制备成铂钌纳米复合物(Ru-PtNPs),并将其滴涂在Nafion分散的多壁碳纳米管(MWCNTs-Nafion)复合膜修饰的玻碳电极上,制备了一种新的基于联吡啶钌的固相电致化学发光(ECL)传感器。利用扫描电镜以及电致化学发光的方法对传感界面进行表征。实验结果表明,通过此种方式可将大量的发光试剂Ru(bpy)23+固载到电极表面,并对三丙胺(TPA)保持良好的电催化活性,Ru-PtNPs/MWCNTs-Nafion修饰电极在0.1 mol.L-1磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH 7.4)中对TPA的响应有很好的灵敏度和稳定性,线性范围为6.67×10-7～1.00×10-3mol·L-1,检出限(S/N=3)为3.3×10-7 mol·L-1。