多种截面形状薄壁管轴向冲击吸能特性对比研究及优化设计

利用经过台车碰撞试验验证的铝合金薄壁管材料参数对比研究了方形、六边形、八边形和圆形的多种不同截面形状薄壁管在轴向动态冲击下的吸能特性。结合多目标优化算法对吸能特性较好的八边形多胞管进行了参数优化,并提出了一种新的优化设计方案。该方案将多胞管外管、肋板和内管的厚度分别作为优化设计变量,通过与将多胞管取统一厚度作为设计变量的传统方案进行对比发现,采用该方案对八边形多胞管进行优化后明显提高了其在相同压缩力峰值下的能量吸收效率。     

基于纳米划痕实验和有限元仿真的KDP晶体断裂性能研究

通过变深度纳米划痕实验对KDP的断裂特性进行了研究,测量了在KDP晶体(001)晶面上沿不同方向进行划痕实验时首条裂纹出现的位置.随后建立了该划痕过程的有限元模型,计算得到了导致KDP晶体沿不同方向发生断裂时的拉应力,并解释了划痕实验中出现微裂纹和崩坑的原因.结果表明,在KDP晶体(001)晶面上沿0°方向加工时材料最容易发生断裂,对应的拉应力为107 MPa;而沿45°方向时材料表现出较好的可加工性能,此时导致KDP晶体发生断裂的拉应力为160 MPa.     

锌-钴双金属氰化络合物催化二硫化碳与氧化环己烯共聚研究

报道了锌-钴双金属氰化络合物(double metal cyanide complex,DMCC)催化CS2与氧化环己烯(CHO)直接共聚生成脂环族聚硫代碳酸酯的反应.傅立叶红外光谱(FTIR)及拉曼(Raman)光谱结果表明该共聚物端基为-OH和-SH结构;核磁共振(1H和13C-NMR)结果表明共聚物主链含碳酸酯-O(CO)O-链节和4种硫代碳酸酯-O(CO)S-、-S(CO)S-、-O(CS)S-和-S(CS)S-链节结构;气相色谱-质谱(GC-MS)联用结果表明产物中含有环硫环己烷及3种环状硫代碳酸酯.聚合物链结构和产物种类表明CS2/CHO共聚反应存在氧-硫原子交换反应过程.     

微结构X射线源中电子与阳极作用的蒙特卡罗模拟

根据电子多重散射理论,基于蒙特卡罗方法研究不同能量电子垂直入射不同材料的阳极靶后,电子在阳极靶内的沉积能量分布,及X射线发射位置的能量分布.结果表明：电子在靶内的轨迹扩展和入射电子能量、靶材料有关,99%电子能量沉积在近似圆柱形区域内.且电子在入射方向上的沉积能量分布不是直接递减,而是先递增到一定深度后再递减,符合电子背散射理论.说明X射线产生区域是在距表面一定深度区域内.另外,通过对比分析发现金刚石膜作为电子吸收光栅是不可行的,但作为热沉材料有很大的潜力.这些结论可为微结构X射线源研究及高亮度高相干X射线源设计提供参考.     

高精度太赫兹探测器响应度定标系统

为了保障太赫兹探测器测试的准确度和可信度,对太赫兹探测器响应度定标溯源技术进行研究,针对常用太赫兹探测器黑体辐射测试技术存在对环境、设备要求高和搭建难度大等问题,以中国计量科学研究院的热电型太赫兹探测器作为计量标准,提出一种校准方案,设计搭建了一套太赫兹探测器响应度定标系统。为提高定标准确度,实验测试了定标光学系统的光束质量,并合理设置光阑孔径以满足定标要求。在0.1 THz频点处对2个响应度未知的场效应自混频太赫兹探测器进行响应度定标。结果表明,定标的相对扩展不确定度为6.80% (k=2),验证了定标系统的可行性,系统可实现太赫兹探测器功率响应度溯源到国家激光功率标准,保障太赫兹功率测量的准确可靠。     

纳米微结构表面与石墨烯薄膜的界面黏附特性研究

石墨烯性能的发挥受石墨烯表面形貌的影响,而石墨烯表面形貌则与基底密切相关.石墨烯在纳米微结构表面的吸附与剥离可以为石墨烯的功能化制备和转移提供理论基础.分子动力学模拟能提供石墨烯在纳米微结构表面的吸附构型和剥离特性等详细信息,可以弥补实验的不足.本文利用LAMMPS分子动力学模拟软件,从吸附能角度研究了石墨烯在矩形微结构表面的黏附特性,并进一步探讨了石墨烯从矩形微结构表面剥离的行为.研究表明:石墨烯的吸附构型在矩形微结构表面的转变是连续的,但由部分贴合状态向完全贴合状态的转变是一个反复的过程,当石墨烯完全贴合微结构表面时吸附能最大;从微结构表面剥离石墨烯时,剥离力会出现周期性的波动.剥离过程表现为两种形式:完全贴合时,石墨烯是直接滑过槽底;而当悬浮构型或部分贴合构型时,石墨烯是直接从微结构表面分离.本文给出了平均剥离力随微结构尺寸参数变化的理论公式,该公式与模拟结果拟合较好.此外,随着剥离角度的变大,平均剥离力先变大后变小,从平整基底表面剥离具有Stone-Wales缺陷结构的石墨烯会使剥离力变大.研究结果可为探究石墨烯在纳米微结构表面的剥离行为、揭示其黏附机理提供理论参考.     

具有侧反射面的光学谐振腔(Ⅱ)——对称球面谐振腔

本文用准几何近似,对具有侧反射面的对称球面谐振控进行了分析,给出了行射损失和模场分布的近似解析表达式.第一次发现具有侧反射面不稳定腔的损耗随费涅耳数N呈周期性变化.     

金属与陶瓷的离子束表面改性

近年来,用荷能离子束对金属和陶瓷材料的近表面区进行改性的研究工作得到很大的发展.离子束注入和离子束混合使材料的近表区结构、组成均发生变化,还因离子辐照引起碰撞级联造成缺陷,这些作用最终影响到材料的性能。离子注入固体或薄膜的表面,不仅是使其改性的重要手段,而且也是材料基础研究的一种理想的工具。本文综述了(i)离子注入金属与陶瓷引起的近表面区的各种变化;(ii)由此而导致的性能改变;(iii)离子束混合效应。     

也谈“究竟在何处容易腐蚀”

化学教育1988年第1期,刊登陈明健同志题为“究竟在何处容易腐蚀——对一道习题的看法”一文,作者对现行中学课本中的一道习题提出异议,我认为其观点基本上是正确的,只是个别提法可进一步商榷。     

氟与龋齿

本世纪30年代,不少学者研究并证实了饮水含氯量在一定范围内与龋齿患病率呈反比关系,从而为使用氯化物预防龋齿奠定了基础。此后,人们逐渐认识到氟化物通过全身作用或局部作用均能降低龋齿发病率。本文阐明了牙齿的构造及化学组成,龋坏过程的本质(脱矿—再矿化的动力学分析),氟防龋机制中所涉及的化学过程,并扼要介绍了氟防龋的方法。