纳米橡胶填充环氧树脂的压缩力学性能

鉴于复合材料具有不同于一般材料优异的性能,因此有必要在宽广应变率的范围内（从准静态到冲击动态）来认识纳米粒子的增强增韧效应及其机理．为了对纳米橡胶／环氧树脂的动静态压缩力学性能进行研究,分别在霍普金森压杆（SHPB）和MTS液压伺服材料试验机上进行了纳米橡胶填充环氧树脂复合材料的动静态压缩实验,并将实验结果与细观力学方法的预测性能进行了比较分析,探讨了纳米级橡胶颗粒对基体材料环氧树脂的改性效果．     

溶胶-凝胶法制备CoFe2O4/SiO2复合材料及其磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备了CoFe2O4/SiO2纳米复合材料,利用X射线衍射,透射电镜以及傅立叶变换红外吸收光谱分析了该复合材料的结构、形貌及形成机理,并在室温下用振动样品磁强计测量了复合材料的磁滞回线.实验结果表明:当煅烧温度不超过1 250 ℃时,复合材料中的球型CoFe2O4纳米晶镶嵌在非晶SiO2基体中,纳米晶的平均尺寸从煅烧温度850 ℃时的5 nm缓慢增大到1 250 ℃时的35 nm;当煅烧温度升高到1 300 ℃时,SiO2的晶化导致了CoFe2O4纳米晶的严重团聚,CoFe2O4纳米颗粒的平均尺寸迅速增大到83 nm,CoFe2O4的晶体结构有所改变,饱和磁化强度急剧增大,矫顽力和剩磁比则显著下降.并且在1 250 ℃时,复合材料的矫顽力和剩磁比均达到最大值,分别为1.61 kOe和0.91.在850 ℃时,复合材料表现超顺磁性.     

Al/Al2O3P金属基复合材料的静动态压缩性能及损伤分析

用气压浸渗工艺制备了体积分数40％～50％Al2O3颗粒增强纯铝基复合材料，使用了4种不同尺寸的Al2O3颗粒，其平均粒径分别为5μm、10μm、30μm和60μm．测定了这些复合材料的静、动态压缩性能，并通过材料压缩前后密度变化的测量定量表征了材料的累计损伤，结果表明，与基体材料相似，这些复合材料表现出明显的应变率敏感性；当增强颗粒平均粒径小于60μm时，材料的累计损伤基本与应变率无关，而主要取决于材料的应变．材料中颗粒的破裂主要是由颗粒间的相互作用引起的．较小尺寸颗粒增强的复合材料具有较高的流动应力和较小的累计损伤，并随着颗粒体积分数的增加，材料的流动应力和损伤率都相应增加．     

尼龙6/粘土纳米复合材料低温下微结构的正电子湮没研究

在10～290 K范围内测量了不同纳米粘土含量的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料中的正电子湮没寿命谱.实验结果发现,在所有样品中,正电子素（otho-positron, o-Ps）的湮没寿命均随温度的升高而增加.在不同的温区段,o-Ps湮没寿命随温度变化的斜率不同,据此确定了尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的两个次级松弛转变温度Tβ和Tγ,这是其他实验方法难以测量的.此外还发现,这种次级松弛转变温度随纳米蒙脱土含量的增加而增加.这表明,无机纳米相和聚合物基体间存在较强的界面相互作用,致使聚合物链段的运动受阻.正电子湮没寿命的连续谱分析还表明,纳米粘土的含量和温度对自由体积分布有重要影响.一个十分有趣的现象被发现--270 K时,在纳米复合材料中o-Ps湮没寿命的分布均裂变为双峰,而在纯尼龙6样品中没有观察到这种峰的裂变.这表明,纳米粘土的加入改变了纳米复合材料中有序区域内链段的堆积密度.     

局域表面等离激元效应增强TiO_2-SiO_2-Ag复合薄膜光催化性能

用高纯度的Ag靶,采用直流溅射法在石英衬底上通过退火处理,得到Ag纳米颗粒薄膜;然后通过射频溅射法在Ag纳米颗粒上沉积不同厚度的SiO2隔离层,再通过直流反应溅射在SiO2隔离层上沉积TiO2薄膜(膜厚60nm),得到TiO2-SiO2-Ag复合薄膜.对样品进行了紫外-可见吸收光谱、拉曼散射光谱、扫描电子显微镜及光催化性能研究.研究结果表明,TiO2-SiO2-Ag复合薄膜结构由于Ag纳米颗粒的局域表面等离激元效应,而与入射光场耦合,使TiO2对紫外光的吸收增强,从而增加了电子-空穴对的产生率,表现出较TiO2更强的光催化性能;通过调节SiO2的厚度可以调控Ag纳米颗粒的局域表面等离激元与TiO2的相互作用,从而提高TiO2的光催化性能.     

陶瓷纤维增强SiO2气凝胶的制备及性能

采用溶胶凝胶-常压分级干燥法,以甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯为混合前驱体,以陶瓷纤维为增强相制备了CF/SiO2气凝胶复合材料。分析了反应物组成和反应条件对CF/SiO2气凝胶性能及其制备过程的影响。当TEOS、MTMS、EtOH、H2O、HCl、NH3·H2O的摩尔比为0.4:0.6:6:5:2×10-3:3×10-3,加入0.8 wt%陶瓷纤维,制得轻质疏水、综合性能俱佳的隔热材料。采用扫描电镜、N2吸附-脱附曲线、接触角测定、力学性能试验等进行表征,CF/SiO2气凝胶具有纳米多孔网状结构,陶瓷纤维与SiO2气凝胶基体结合紧密,干燥收缩率为4.06%,抗压强度（10%应变）为118 kPa,水接触角为144°,比表面积为636.7m2·g-1,平均孔径为8.6nm,导热系数为0.0207 W/（m·K）。     

纳米二氧化硅体内与体外氧化应激及细胞毒性实验研究

研究了纳米二氧化硅(SiO2)体内及体外氧化应激损伤及细胞毒性作用及机制.体内实验采用ICR小鼠,纳米SiO2经口灌胃染毒3次,检测肺组织中MDA(丙二醛)和SOD(超氧化物歧化酶)含量,观察纳米SiO2对小鼠肺的氧化应激毒性.采用体外培养的小鼠上皮细胞(JB6细胞),观察不同质量浓度纳米SiO2染毒后的细胞形态改变,通过蛋白免疫印迹实验检测纳米SiO2是否通过FAS信号途径引起细胞凋亡.研究结果表明:纳米SiO2经口染毒后对小鼠肺具有氧化应激损伤作用,表现为随染毒剂量的升高,肺组织中MDA产生量增加,呈一定的剂量-反应关系.同时,肺组织内SOD水平总体趋势降低,但是差别未见统计学意义.体外培养细胞实验中,纳米SiO2染毒后可引起细胞出现凋亡并呈空泡样变.蛋白免疫印迹实验中,纳米SiO2可引起FAS信号蛋白表达量明显上升,但是FADD表达水平并不升高.     

三维多孔SiO_2-TiO_2异质结材料的制备及其光催化性能

在锐钛矿相TiO2纳米晶基础上,通过溶胶-凝胶法,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为模板合成了三维(3D)多孔SiO2-TiO2异质结复合材料,采用XRD、ESEM等技术对产物进行表征,并研究了其光催化特性.结果表明:复合SiO2提高了纳米锐钛矿相TiO2的亲水性,经550℃热处理后的TiO2仍具有以锐钛矿相为主的相组成;在光催化降解甲基橙实验过程中,经去模板后形成的三维多孔SiO2-TiO2异质结复合材料表现出较纯锐钛型TiO2更为优异的光催化活性,其降解速率较TiO2提高了3倍,较SiO2提高了30倍,这主要与复合SiO2后其锐钛矿相结晶度提高和三维多孔结构具有更大的比表面积等因素有关.     

金属材料的高应变率塑性变形及纳米化

塑性变形方法是目前研究与制备金属纳米晶材料的技术方法之一,包括低应变率变形和高应变率变形2种．作者对金属材料在表面机械研磨和高能球磨这2种高应变率塑性变形条件下的微观组织演化及纳米晶形成机理的研究和最新进展进行了综述,旨在更好地理解该力学条件下金属材料的纳米化现象,以促进纳米材料的制备研究．     

SiCp/Y112铝基复合材料制备工艺及性能

3种不同铸造工艺条件下铝基复合材料的微观组织,并对其硬度进行了测定.研究表明:与全液态铸造法和半固态铸造法相比,搅熔铸造制备的SiCp/Y112铝基复合材料,其增强相SiC颗粒分布均匀,气孔率较少.是一种较理想的金属基复合材料制备工艺.未增强的Y112基体铝合金的维氏硬度高于其半固态坯料的维氏硬度;而SiCp/Y112铝基复合材料的维氏硬度明显高于基体的维氏硬度,并随着SiC颗粒的体积分数的增加其复合材料的维氏硬度不断提高.     

纳米SiO2/苄基缩水甘油醚丙烯酸酯活性稀释剂的制备与表征

以苄基缩水甘油醚丙烯酸酯( BGEA)、纳米二氧化硅与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)合成了一种纳米SiO2改性的活性稀释剂SiO2-BGEA.利用SEM观察固化薄膜的断裂截面与表面.后将SiO2-BGEA作为稀释剂加入到环氧丙烯酸树脂中配制成光固化涂料,利用TG、紫外—可见分光光度计等表征手段对其光固化膜的热性能、透明度等性能进行研究.     

表面修饰对纳米TiO2／PET复合材料结构和热性能的影响

通过3种不同的表面活性剂对纳米TiO2进行了表面修饰,并制备了纳米TiO2／PET复合材料．使用透射电镜、傅立叶红外光谱仪、DSC差热分析方法研究了表面活性刹对纳米TiO2分散性和相溶性以及对PET复合材料的化学结构和热性能的影响．结果表明：钛酸丁酯修饰纳米粒子与PET相溶性较好;纳米TiO2表面在表面活性剂的影响下可能形成了Ti-OCOR键合,从而对纳米TiO2／PET复合材料热性能影响较大．     

增容剂对PP/PA共混体系动态力学性能的影响

采用2种不同的增容剂对PP／PA共混体系进行增容：PP与马来酸酐的接枝共聚物PP—g—MAH和接枝改性的热塑性弹性体TPE—g．并对它们应变率从10^-4s^-1到100s^-1范围内的力学性能进行了研究．试验结果表明：采用PP—g—MAH作增容剂的PP／PA两元体系，在高应变率冲击条件下，界面损伤演化加速，应变约6％时即发生宏观应力应变曲线软化，应变率约2000s^-1，应变约23％时即发生剪切破坏．采用TPE—g界面相容剂的PP／PA两元体系，由于形成分散相为核，界面相容剂为柔性壳的核壳结构，在尼龙粒子及壳层的协同作用下，使该共混体系的韧性得到大幅度提高．该体系在应变率高于3500s^-1，应变约45％时才发生剪切破坏．断裂时单位体积吸收能量大幅度提高．     

压缩载荷作用下皮肤的生物力学特性

对皮肤组织在压缩载荷作用下的力学性能进行研究, 可为各类事故中对人体伤害的评估以及防护装置的设计提供一定的参考数据, 也可为皮肤替代品的研发提供重要的理论依据. 选用猪背部皮肤为实验材料, 分别进行低应变率压缩实验研究和霍普金森压杆实验研究, 得到皮肤组织低应变率压缩应力应变关系、压缩—松弛曲线以及高应变率下的应力—应变曲线. 结果表明: 皮肤组织有很明显的粘弹性特征, 尤其在很宽的应变率范围内, 应变率效应特别明显; 并通过超弹性模型与Maxwell粘弹性模型相结合的方式建立了皮肤的生物力学模型.     

溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅

以正硅酸乙酯为前驱体，通过水解缩聚形成溶胶、阵化、凝胶、干燥，高温处理制备纳米级二氧化硅。研究了各种介质及其浓度对水解缩聚反应速度和纳米二氧化硅产品质量的影响，找出了最佳的工艺条件，取得了较好的效果。     

泡沫混凝土动态力学性能及破坏形式

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对泡沫混凝土在不同应变率下的动态力学性能及破坏形式进行研究, 并使用高速摄影机记录试件的破坏过程. 实验结果表明: 泡沫混凝土的动态极限抗压强度受密度影响, 表现出明显的应变率相关性; 低应变率下, 破坏形式以均匀压实破坏为主; 高应变率下, 破坏形式呈现为逐层塌落形式; 并且, 应力—应变曲线中存在明显的应力平台. 同时, 还讨论了高应变率下应力不均匀性对泡沫混凝土破坏模式的影响.     

界面强度对复合材料细观力学性能的影响

用 界面元来连接纤维与基体,利用界面元的力学特征来模拟纤维与基体的粘结特性,计算了纤维单向周期排列的多层板在横向载荷作用下的应力分布问题,计算结果表明,中间相力学特征的变化对纤维和基体的应力分布有明显的影响。     

TiNi形状记忆合金的高应变率效应(英文)

近年来由于制造加工技术的改善,形状记忆效应和TiNi合金得到研究者、工程师和设计人员越来越多的关注.对形状记忆合金在高应变率下行为的理解取得了较大的进展.文章回顾了钛镍形状记忆合金在高应变率加载下行为的研究进展,并给出了研究年表.观测了在不同温度和应变率下的热-力学响应,以及高应变率对TiNi形状记忆合金的功能特性的影响.提出基于屈服准则来描述马氏体TiNi形状记忆合金的动态力学行为.在实验中通过控制电脉冲的幅度和宽度,确定导致马氏体TiNi合金非弹性应变的临界载荷幅值和特征时间,以及确定基于"孵化时间"概念的屈服参数.