Ar^＋, He^＋，S^＋离子轰击n-InP单晶表面的机理研究

通过X射线光电子能谱和低能电子衍射实验研究了10～180 eV的Ar＋、 He＋、S＋离子轰击n-InP（100）表面, 发现S＋离子轰击可以产生In-S组分,减轻离子轰击对表面的物理损伤.对于Ar＋离子轰击后的表面,经过S＋离子处理和加热过程以后,表面损伤得到了修复,最终得到了2×2的InP表面,进一步验证了S＋离子对InP表面的修复作用.     

不同钢轨材料的风沙冲蚀磨损与损伤行为研究

随着铁路的快速发展,风沙地区的铁路线路分布越来越广,在本文中采用气流喷砂式冲蚀试验机以天然混合沙对不同钢轨材料的风沙冲蚀磨损与损伤行为进行了研究. 结果表明:钢轨材料的冲蚀率随着冲蚀角度的增加先增加后减少;最大冲蚀率出现在30°~45°之间;抗风沙冲蚀磨损性能依次为热处理过共析钢轨>热处理U78CrV>热轧U71Mn>热处理U75V>热轧U75V;延性对热轧钢轨材料的抗冲蚀磨损性能的影响大于硬度,而硬度对热处理钢轨材料的影响大于延性,在线热处理可以提高U75V钢轨的抗冲蚀磨损性能;钢轨材料冲蚀损伤的主要特征为片屑、蚀坑、塑性流动及裂纹;钢轨材料在风沙冲蚀下展现出延性冲蚀模式,其材料去除机制主要为成片机制.      

高低节段脊髓损伤截瘫患者轮椅推进的生物力学特征

本研究探究损伤节段在轮椅推进过程中对肩关节负荷的影响,为揭示脊髓损伤患者慢性肩痛的生物力学机制提供理论依据。招募16名截瘫受试者(高节段截瘫组8名,低节段截瘫组8名)和8名健康人模拟轮椅推进活动,同步采集关节运动学、手推圈反作用力和上肢肌电数据,定量评价高、低损伤节段患者手推轮椅时上肢肌肉活动与手推圈反作用力差别,分析诱发慢性肩痛主要的生物力学因素。研究结果表明：各组受试者的推进相占比约为完整周期的前60%;各组间的肩、肘关节运动角度无显著差异;高节段截瘫组手推圈反作用力峰值显著低于低节段截瘫组(P<0.05);高节段截瘫组上肢肌肉表面肌电的平均幅值与积分值显著高于低节段截瘫组(P<0.05)。在轮椅推进过程中,两组患者的上肢运动习惯没有区别,高节段截瘫组的手推圈反作用力仅为低节段截瘫组的70%左右,但高节段截瘫组的肌肉激活程度约为低节段截瘫组的1.4～1.7倍,高节段截瘫组的肌肉做功效率更低。因此,手推圈反作用力的大小或许并非脊髓损伤患者肩痛的主要诱因,肌肉疲劳导致的慢性损伤可能才是高节段脊髓损伤患者肩痛高发的主要原因,也造成了发病率的差异。     

跑鞋与触地模式的生物力学及其与损伤关系研究进展

现今各种性能的跑鞋逐渐发展,跑鞋科技不断进步,但跑步导致的下肢损伤率依然居高不下。无论是传统跑鞋(运动控制鞋、缓冲鞋、中性稳定鞋),还是近年来再度流行起来的极简鞋,能否降低损伤发生率、提高运动表现仍存在较大争议。本研究针对不同的跑鞋进行分类梳理,总结不同跑鞋下的生物力学模式及其对下肢损伤的影响。研究表明：根据脚型定制的传统缓冲跑鞋并不会减少损伤发生率;极简鞋具有减少关节扭矩和髌骨接触应力、强化足内在肌和跟腱力学特性等优势,建议穿着极简鞋跑步采用循序渐进的转化方式,尽量配合下肢、足踝肌群的强化练习,如足核心训练。未来的研究应着重关注跑鞋与下肢损伤的内在生物力学机制,为减小和预防下肢损伤提供理论依据,并为跑者选择适合自身的跑鞋提供更具建设性的意见。     

传爆药静态压缩力学性能及损伤特性研究

为研究聚黑-14C（JH-14C）传爆药静态压缩力学性能及损伤特性,开展准静态压缩实验,获得了不同应变率下的应力-应变曲线,建立了描述不同应变率下JH-14C力学行为的非线性本构模型;利用扫描电镜（SEM）对回收试样进行细微形貌观测,获得了准静态压缩JH-14C损伤特性的表征。结果表明:JH-14C压缩强度随应变率的升高而提高;实验与计算结果对照验证了本构模型的有效性;准静态压缩实验中,JH-14C主要损伤模式为脱湿和穿晶断裂。     

FGHxx粉末高温合金疲劳损伤行为表征、评价与展望

FGHxx系列结构材料是我国近年来成功开发的损伤容限型粉末高温合金,由FGH95到FGH99系列,主要是通过材料的化学成分、制粉工艺及后续的热处理工艺参数等优化措施,达到提高在役温度下的强度、韧性性能,改善疲劳裂纹扩展阻力等目的。相比于材料工艺力学的现有研究成果,该系列材料在固体力学相关的疲劳损伤表征、寿命评价、微结构对疲劳裂纹萌生行为的研究存在显著滞后,尤其在损伤容限相关的关键科学问题以及工程关注的安全评估手段等有待深入探究。本文基于作者们对现有的FGHxx系列粉末高温合金疲劳损伤研究现状和关键科学问题的掌握和理解以及对应的部分实验研究结果,从材料微结构特征、疲劳数据分散特点、宏微观疲劳裂纹扩展行为、SEM原位测试、疲劳寿命预测模型、疲劳损伤安全区（三维K-T关系图）的建立等进行了评述和展望。     

铝合金蚀坑损伤参量评述

将蚀坑损伤参量分成4 类:尺寸、形状、统计和试验参数,回顾了蚀坑深度、投影面积、长宽比、矩形比、表面腐蚀率、分形维数、预腐蚀系数等影响剩余寿命的主要损伤参量,总结了蚀坑等效成初始裂纹的方法.     

利用唯象模型解释和理解弱吸收下降曲线

观察到了光学基片和薄膜元器在准连续激光辐照下发生了预处理效应。在532 nm和355 nm激光辐照下,许多样品的弱吸收值呈现出一个相似的下降曲线（ADC）;但在1064 nm激光辐照下没有此现象。为了解释和进一步理解该现象,合理假设该现象与辐射总能量密度有关,以此建立了一个唯象模型,并进行了一系列推算。推算结论指出：ADC的初始部分形状更多与具体发生的激光预处理机制有关,而尾部形状更多是由于高斯光分布所致;归一化后的ADC以及归一化后的上渐近线,将成为多个ADC曲线之间进行比较的天然度量衡。这些推论得到了实验数据的支持。     

一种大入射角容差宽带薄膜偏振器

通过组合长波通和短波通膜堆的方法,设计并制备了一种大入射角容差宽带薄膜偏振器。该薄膜为HfO2/SiO2结构,采用无离子束辅助的电子束蒸发工艺,蒸发金属铪和SiO2制得。对该膜的透射率光谱、激光损伤阈值和形貌进行了研究,结果显示其不仅在1044~1084 nm波段内都具有很高的对比度,而且在1064 nm波长、 53~60的入射角范围内具有很大的消光比和激光损伤阈值,且损伤特性基本不随入射角变化。该偏振器的P光损伤阈值约为20 J/cm2,损伤主要由基板与薄膜界面处的纳米级缺陷所引起;S光损伤阈值约为45 J/cm2,损伤主要由激光辐照下薄膜表面的等离子烧蚀现象引起。     

不锈钢电子束收集极的损伤能量密度阈值

对强磁场相对论返波管系统中电子束收集极损伤的主要影响因素进行了分析,通过设计并使用锥面不锈钢收集极,提高了收集极的耐电子束轰击能力。在单次实验条件下,研究了电子束能量密度对不锈钢收集极表面损伤及系统产生微波的影响,结合对无箔二极管中电子束空间密度分布的研究结果,给出了不锈钢收集极损伤电子束能量密度阈值范围。