磁电复合材料的力学实验与理论研究进展

磁电复合材料同时具备铁磁、铁电性,并且具有磁电耦合效应,在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储等领域有着广泛的应用前景,已成为目前功能材料领域新的研究热点。本文对磁电复合材料在力电磁多场耦合下的力学行为研究的最新进展进行总结和回顾。着重介绍磁电复合材料的磁电耦合效应实验以及多场耦合微纳米力学实验仪器的研制和表征方法。同时,也阐述了磁电复合材料在多场耦合本构理论、失效断裂理论以及多尺度计算方面的研究进展。最后,总结已有研究存在的不足,就目前有待解决科学问题的进一步研究提出建议。     

超磁致伸缩材料的擦除特性和同余特性实验研究

超磁致伸缩材料在力磁耦合作用下具有复杂的迟滞响应。Preisach模型可有效描述物理过程中的滞后现象,它具有两个重要特性,即擦除特性和同余特性。擦除特性是指输入局部极大值擦除了加载过程中小于该值的所有极大值,或输入局部极小值擦除了加载过程中大于该值的所有极小值,同时,与这些历史极值相应的加载历史也被擦除,不再影响之后的输出。同余特性是指输入极大值与极小值相同的所有闭合曲线一致。本文通过实验系统地研究了超磁致伸缩材料在多轴力磁耦合场作用下的磁致伸缩曲线、磁滞回线和应力应变的迟滞行为,发现其在力磁耦合下的非线性滞后行为具有擦除特性和同余特性。这满足了Preisach模型描述滞后现象的两个基本要求,验证了利用Preisach模型描述超磁致伸缩材料迟滞行为的可行性,为超磁致伸缩材料的非线性理论和器件设计提供了依据。     

高价锰、铁去除水中新兴有机污染物

新兴有机污染物在水环境中广泛存在,对生态环境和人体健康都有潜在危害,如何去除水环境中的新兴有机污染物成为研究人员日益关心的问题。高价锰、铁,主要指高锰酸钾(Mn(Ⅶ), KMnO₄)、高铁酸钾(Fe(Ⅵ),K₂FeO₄),是两类高效且环境友好的无机水处理药剂,可以高效地去除新兴有机污染物,因而备受人们关注。同时,高价锰、铁在降解新兴有机污染物过程中具有相同或者相近的化学性质和相近的化学行为。当前,关于高价锰、铁氧化降解新兴有机污染物的研究主要集中在构建动力学模型,解析中间价态的锰、铁的作用,阐述与其他物质或工艺联用时可能产生的自由基的作用及其在实际水体中的应用。本文综述并比较了高价锰、铁氧化降解新兴有机污染物的动力学模型、中间价态离子的作用、自由基的作用和在实际水体中的氧化特性。