纳米及微米颗粒改性玻璃纤维织物复合材料的摩擦磨损性能研究

用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究了纯玻璃纤维织物以及辐照聚四氟乙烯(PTFE)粉末、MoS2粉末、纳米TiO2和纳米CaCO3填充改性玻璃纤维织物复合材料的摩擦磨损性能；采用扫描电子显微镜观察分析了其磨损表面形貌．结果表明，辐照PTFE粉末和纳米TiO2可以明显提高玻璃纤维织物复合材料的减摩抗磨性能，且辐照PTFE粉末的减摩抗磨效果明显优于纳米TiO2；当PTFE的质量分数为10％时，PTFE改性玻璃纤维织物复合材料的综合摩擦磨损性能最好．MoS2和纳米CaCO3则使得玻璃纤维织物复合材料的摩擦系数和磨损率明显增大，其中纳米CaCO3填充玻璃纤维织物的摩擦磨损性能最差。     

纳米颗粒及其在润滑油脂中的应用

纳米材料科学与技术的发展有力地推动了新型先进润滑材料与技术的发展，与之相适应，无机纳米颗粒作为润滑油脂抗磨损添加剂的研究受到了广泛关注．业已发现，某些纳米硫化物、纳米氧化物、纳米稀土化合物及纳米软金属均具有良好抗磨损作用，这同纳米颗粒在磨损表面的沉积及其在一定程度上对磨损表面的“修复”作用密切相关；利用有机-无机复合技术在纳米颗粒表面引入有机修饰分子，可有效地抑制纳米颗粒的团聚，从而提高纳米颗粒在润滑油中的分散稳定性；而纳米润滑添加剂实现工业化应用的关键在于规模化制备技术开发成功及生产成本的大幅度降低．     

石墨包覆纳米镍颗粒的结构及磁性能的表征

在密闭容器中,用爆轰分解掺杂含有镍离子的混合炸药前驱体合成了核壳结构石墨包覆镍纳米颗 粒。调整混合炸药前驱体中碳源材料和金属源材料的有效摩尔比合成了球形、不同尺寸、核壳结构的磁性石 墨包覆纳米镍颗粒。采用X 射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、能谱分析仪(EDX)和振动样品磁强计 (VSM)表征化学构成、结构形貌及磁性能。结果表明:颗粒大小主要分布在10~55nm 之间,复合纳米颗粒 主要由面心立方镍纳米晶体和石墨碳构成,常温下这些复合纳米颗粒主要表现出超顺磁性和铁磁性能。     

局部表面纳米化双层嵌套式金属薄壁吸能结构的数值模拟和设计

基于局部表面纳米化技术,设计了一种双层嵌套式金属薄壁吸能结构。在表面纳米化技术对金属力学性能影响的研究基础上,优化了环向交错式和连续式条纹局部表面纳米化布局,得到了双层嵌套式方管吸能结构设计方案和吸能参数。结果表明,表面纳米化对材料的屈服极限提升显著,所设计的局部纳米化双层嵌套式方管吸能结构的比吸能可提高57.1%。同时也证实局部表面纳米化是一种有效的吸能提升技术。     

低表面能涂层厚度对降噪效果的影响

铝合金模型表面涂上一定厚度的低表面能涂层,在水筒中采用相对比较法进行模型内噪声测量,考察涂层厚度对降噪效果的影响．得出低表面能降噪涂层的厚度在１００μｍ～２００μｍ时,有很好的降噪效果．     

含纳米粒子溶液对单晶硅表面的冲蚀磨损损伤实验研究

利用高分辨透射电子显微镜和原子力显微镜观察了含纳米颗粒溶液冲蚀硅片表面损伤行为,考察了纳米颗粒碰撞单晶硅片所导致的微观物理损伤.结果表明:冲蚀30 s后,在高分辨透射电子显微镜下可见硅片表面呈现方向性损伤,并可观察到大量非均匀的晶格缺陷;当冲蚀10 min时,硅片表面出现微观划痕和凹坑,在划痕一端可见原子堆积,亚表面可观察到镶嵌晶粒的非晶损伤层;继续延长冲蚀时间将加剧其表面损伤.     

非离子表面活性剂体系层状液晶中硫化锌纳米颗粒的抗磨性

利用层状液晶中溶剂厚度的限定性,在ＴｒｉｔｏｎＸ－１００／Ｃ１０Ｈ２１ＯＨ／Ｈ２Ｏ体系层状液晶中,分别各以０．１ｍｏｌ／Ｌ的Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２和Ｎａ２Ｓ水溶液代替组分水制备出粒径约为１０ｎｍＺｎＳ颗粒,并对层状液晶中ＺｎＳ纳米颗粒的抗磨性能进行了研究,结果表明,ＺｎＳ纳米颗粒能提高ＴｒｉｔｏｎＸ－１０Ｃ１０Ｈ２１ＯＨ／Ｈ２Ｏ体系层状液晶的抗磨性,但对极压性能无影响。     

纳米金刚石颗粒对发动机润滑油摩擦学特性的影响

采用爆炸法合成了超精细金刚石颗粒 ,将金刚石颗粒按一定质量分数分散于普通发动机润滑油 (15W/30 )中形成固 -液二相体系 ,考察了其摩擦学特性 ,并分析了润滑剂的减摩抗磨作用机理 .结果表明 ,在边界润滑条件下 ,由于纳米尺寸效应 ,超精细金刚石颗粒较易渗透到摩擦副表面并形成极薄的固体润滑膜 ,从而使得金刚石颗粒 /发动机润滑油固 -液二相体系表现出优异的承载能力和减摩抗磨性能     

包含表面效应及Casimir力的纳米阵列弯曲变形分析

研究了包含表面效应及Casimir力的纳米阵列弯曲行为。通过表面能模型引入表面效应,基于Euler-Bernoulli梁模型,运用最小势能原理推导了控制纳米阵列弯曲变形的一组基本方程并进行了数值求解,主要计算分析了纳米梁根数N=7、N=20、N=50的纳米阵列。结果表明:在表面效应和Casimir力作用下,纳米阵列的弯曲变形量较小,不足以使纳米阵列相互粘附;与阵列始末两端的纳米梁变形相比,纳米阵列中间部分纳米梁的变形可忽略不计。因此,对于包含数量较多纳米梁的纳米阵列,仅需要关注阵列始末两端的纳米梁变形即可。本研究结果对纳米阵列及以纳米阵列为元件的纳米器件的设计和使用具有一定的指导意义。     

纳米Al2O3和Fe2O3填充尼龙PA1010的摩擦磨损行为

采用模具挤压成型方法制备了纳米Al2O3和Fe2O3填充PA1010尼龙复合材料，采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了所制备的尼龙复合材料在干摩擦条件下同45#钢对摩时的摩擦磨损行为。研究结果表明，填充纳米Al2O3使得PA1010尼龙复合材料的摩擦系数增大，而填充纳米Fe2O3使得摩擦系数降低；纳米Al203和Fe2O3填充尼龙复合材料的耐磨性能优于尼龙；当纳米填料的质量分数从10％提高到20％时，纳米Fe2O3填充尼龙的磨损量增大，纳米Al2O3填充尼龙的磨损量无明显变化，2种填料填充尼龙复合材料的摩擦系数变化不大．纳米Fe2O3填充尼龙复合材料同45#钢对摩时主要呈现粘着磨损和轻微疲劳磨损特征，而纳米Al2O3填充尼龙复合材料呈现脆性疲劳开裂特征。纳米Fe2O3填充尼龙复合材料在偶件磨损表面形成的转移膜更加均匀和连续，故其减摩抗磨性能优于纳米Fe2O3填充尼龙复合材料。     

APPLICATION OF PARAMETRIC DERIVATION METHOD TO THE CALCULATION OF PEIERLS ENERGY AND PEIERLS STRESS IN LATTICE THEORY

Applying the parametric derivation method,Peierls energy and Peierls stress are calculated with a non-sinusoidal force law in the lattice theory,while the results obtained by the power-series expansion according to sinusoidal law can be deduced as a limiting case of non- sinusoidal law.The simplified expressions of Peierls energy and Peierls stress are obtained for the limit of wide and narrow.Peierls energy and Peierls stress decrease monotonically with the factor of modification of force law.Present results can be used expediently for prediction of the correct order of magnitude of Peierls stress for materials.     

AN ANALYSIS OF THE EFFECTS OF SYMMETRICAL TILT GRAIN BOUNDARIES ON THE PLASTIC DEFORMATION

A numerical investigation on the simple polycrystals containing threesymmetrical tilt grain boundaries(GBs)is carried out within the framework of crystalplasticity which precisely considers the finite deformation and finite lattice rotation aswell as elastic anisotropy.The calculated results show that the slip geometry and theredistribution of stresses arising from the anisotropy and boundary constraint play animportant role in the plastic deformation in the simple polycrystals.The stress levelalong GB is sensitive to the load level and misorientation,and the stresses along GB aredistributed nonuniformly.The GB may exhibit a softening or strengthening feature,which depends on the misorientation angle.The localized deformation bands usuallydevelop accompanying the GB plastic deformation,the impingement of the localizedband on the GB may result in another localized deformation band.The yield stresseswith different misorientation angles are favorably compared with the experimentalresults.     

SELF-INSTABILITY AND BENDING BEHAVIORS OF NANO PLATES

This paper aims at investigating the size-dependent self-buckling and bending behaviors of nano plates through incorporating surface elasticity into the elasticity with residual stress fields. In the absence of external loading, positive surface tension induces a compressive residual stress field in the bulk of the nano plate and there may be self-equilibrium states corresponding to the plate self-buckling. The self-instability of nano plates is investigated and the critical self-instability size of simply supported rectangular nano plates is determined. In addition, the residual stress field in the bulk of the nano plate is usually neglected in the existing literatures, where the elastic response of the bulk is often described by the classical Hooke＇s law. The present paper considered the effect of the residual stress in the bulk induced by surface tension and adopted the elasticity with residual stress fields to study the bending behaviors of nano plates without buckling. The present results show that the surface effects only modify the coefficients in corresponding equations of the classical Kirchhoff plate theory.     

多晶冰抗压强度的粒径效应

对平均粒径分别为０５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ和６５ｍｍ的人造多晶冰在－５℃和６μｓ－１应变率下进行了单轴抗压强度试验．试验结果表明，多晶冰的极限抗压强度对粒径变化十分敏感，且与粒径平方根的倒数呈正比例关系，破坏应变随粒径的增大而呈线性减小．     

晶界结构及其对力学性质的影响(Ⅱ)

<正> 3 晶界结构对力学性质的影响 晶界是固体材料中的一种面缺陷.由于晶界和位错以及其他缺陷和杂质之间的相互作用      

一类网格结构模型的研究

提出了一类适用于大规模二维网格结构计算的离散模型。该模型以网格节点为研究对象，其控制方程仅与跟节点相连的杆件数目及几何形状有关；只要给出几种基本类型的节点控制方程，就可以对具有相应形式节点的各种规模的网格材料组合其控制方程而求解。这种离散模型形式简单，尤便于在计算机上实现。     

随机晶界分布和连通性对晶间破坏行为的影响

采用随机有限元方法研究了两个具有相同不均匀材料属性和相同随机晶界含量但不同随机晶界分布的特殊多晶体样本在准静态拉伸下的晶间破坏行为,发现随机晶界连通性强的样本的断裂能比较低.在不同随机晶界含量下分别构造的50个晶界随机分布的样本的计算结果表明,断裂能与平均晶界连通数的关联并不明显,甚至还出现了相反的结果,即在相同随机晶界含量下,平均晶界连通数大的计算样本的断裂能反而大.     

THE EFFECTS OF ROUGHNESS CHANGE ON THE SURFACE LAYER OF THE ATMOSPHERE(Ⅰ)—THE VARIATIONS OF WIND SPEED AND SHEAR STRESS

A general four-layer structure linear theory for predicting the effects of arbitrarilydistributed roughness change on the variations of wind speed and shear stress in the surfacelayer of3D and2D atmospheres was presented.The results derived by the theory wereagreeable to the previous ones.     

超塑性变形晶界效应研究综述

自1934年超塑性现象被发现, 一直以其特殊的塑性变形机制而备受关注.本文以对超塑性变形晶界研究为主线, 从力学角度总结了近年来研究成果. 包括: 基于晶界拓扑构造、统计规律以及能量耗散的力学模型; 论述了由孔洞损伤导致的超塑性沿晶破坏、晶界结构演化与宏观率敏感性之间的关系; 列举了考虑晶界效应的典型超塑性数值模型; 总结并讨论了晶界滑移定量表征的重要实验手段, 指出超塑性研究中需进一步拓展的领域: 多尺度耦合的超塑性力学、材料制备及组合工艺中利用超塑性.      

变形能分解的新概念与圣维南原理

在小变形情况下分析了三维各向异性弹塑性体当表面小区域受载时的变形能，所得表达式的每一项都具有明确的物理意义，能清晰地显示出载荷的各特征因素对变形能的贡献，文中提出的有关变形能分解的新概念对于揭示圣维南原理所描述现象的力学机理具有重要意义。