晶格振动和热电子对疏松金属材料冲击压缩特性的贡献

 根据固体晶格的谐振子模型、热电子的自由电子气模型以及Grüneisen物态方程，仅通过简洁的代数运算分别导出晶格振动、热电子对疏松金属材料的冲击温度、冲击压强、乃至压缩体积贡献的计算公式。结果表明：晶格振动对冲击压缩体积的贡献分量计算公式与吴-经方程的推导结果在形式上具有很好的一致性，同时改进了热电子对体积贡献分量的计算公式。并论证了两个体积贡献分量表达式的合理性及其物理意义。     

加筋板材料辨识的导纳特征表达与冲击声特征提取

以表征物理属性的导纳特征为中间量,提取与加筋板材料属性有关的冲击声特征。先用相关分析方法获得金属加筋板物理属性的导纳特征表达以及导纳特征与冲击声特征之间的联系,间接得到表征声源物理属性的冲击声特征,然后通过支持向量机分类器验证不同特征在金属加筋板材料分类辨识中的性能。结果表明,所得的4组冲击声特征能准确识别出不同的材料,单个特征的识别率与对应材料属性的可分程度有关,理想冲击声声特征比音色特征的平均识别率更高。由此可见,利用导纳特征提取与材料属性相关冲击声特征的方法是有效的,且所提的特征能够很好的反映声源材料属性。      

功能梯度材料板件三维分析的半解析梯度有限元法

将半解析有限元与梯度有限元相结合,形成一种半解析梯度有限元来求解功能梯度材料板件问题。该方法兼有有限元法的适应性强、程序统一,半解析有限元法的节省单元与计算工作量,梯度有限元法的适应构件内部材料性能任意梯度分布等特点,并实现用一维数值计算给出构件三维分析结果。算例分析表明了方法的精度、功能与上述特点,充分揭示了功能梯度材料板件力学响应的三维形态。半解析梯度有限元法可推广应用到其他功能梯度材料面结构的各类分析中。     

注射泵辅助微固相萃取-气相色谱-串联质谱法检测大米中有机磷类农药残留

采用水热法一步合成了氨基官能化MIL-101(Cr)金属骨架材料,将其作为注射泵辅助微固相萃取吸附剂,结合气相色谱-串联质谱检测,建立了稻米中6种有机磷农药的快速分离分析新方法。对前处理过程的条件进行优化,得到最优条件：材料用量5 mg、上样溶液pH=7.0,上样溶液盐浓度为5%NaCl,解吸溶剂丙酮的解吸体积为5 mL,最佳解吸速率0.7 mL/min。在最优条件下,6种有机磷农药在空白稻米样品中低中高三种添加浓度的回收率在83.0%～113.3%之间,日内日间相对标准偏差小于12.5%,表明所建立的方法具有良好的准确度和精密度。最后,将所建立的方法用于实际稻米样品中有机磷农药残留的分析,取得了很好的效果。     

3D打印贝壳仿生复合材料的拉伸力学行为

采用硬质和软质双组分材料,通过调控两种基体材料的装配夹角,采用光固化3D打印技术制备了不同装配方式的仿贝壳珍珠层复合材料,开展了准静态拉伸实验,结合扫描电镜观察,分析了其拉伸力学性能、断裂及能量耗散机理。研究结果表明,保持胞元边长不变,随着面内装配角度增加,仿贝壳珍珠层复合材料的强度呈线性增加趋势,断裂应变呈线性减小的趋势;随着面外装配角度增大,断裂应变呈线性减小趋势,而强度在面外装配角小于45°时呈增强趋势,超过45°时趋于稳定;面外装配角度为45°时,材料的强度达到最大值。试样在断裂前主要通过硬质材料的拔出、软/硬相界面处微裂纹的生成及微裂纹在扩展过程中的合并和偏转等方式耗散能量。     

新型大尺寸透中红外氧氟化物光学玻璃研究

红外光学玻璃是很多重要军、民用系统的关键窗口材料之一,但其高性能化、大尺寸化制备面临重要挑战。针对氟化物玻璃易挥发、抗析晶性能较差等特点,通过向含TeO2的氟铝酸盐玻璃中引入碱土金属氧化物BaO,显著降低了玻璃在熔制中的挥发,同时提高了玻璃的热稳定性。通过Raman光谱的分析,发现BaO的增加抑制了富TeO2玻璃分相,有利于碲酸盐玻璃与氟铝酸盐玻璃之间的融合,促进了玻璃网络结构的稳定。所得的氧氟化物红外光学玻璃有优异的红外透射性能,和氟化钙晶体性能对比,显示出低成本优势和更强的环境适应性。     

具有层状结构过渡金属硼化物硬度机理的研究

过渡金属硼化物(TMBs)由于其具有非常强的B-B共价键和TM-B键一直被科研工作者认为是潜在的超硬材料。被理论预测为超硬材料的过渡金属硼化物大多具有过渡金属层和硼层交替分布的层状结构。目前,被预测为超硬材料的过渡金属硼化物都已经被实验合成,并且证明都不是超硬材料。然而却很少有理论解释在过渡金属硼化物中为什么不能形成超硬材料。本文以具有金属层和硼层交替分布的层状结构的二硼化铼、二硼化钨和二硼化钼为研究对象。通过对比其层间化学键的强度和硬度关系发现层间的TM-B化学键是决定过渡金属硼化物硬度的关键。在3种过渡金属硼化物中层间的化学键都表现出非常强的离子性。层间的离子键是导致具有层状结构过渡金属硼化物不能成为超硬材料的主要原因。此研究对理解TMBs的硬度机理以及设计新型的超硬材料具有重要的意义。     

COF-42:一种理想的锂硫电池锚定材料

寻找理想的锚定材料抑制穿梭效应是锂硫电池面临的重要问题之一.本文采用密度泛函方法,研究了四种共价有机框架COFs材料(COF-1,CTF-1,COF-LZU1和COF-42)和硫锂化合物(Li_2S_n)的作用机理.通过分析吸附构型、吸附能、电子密度差分以及态密度等性质,发现COFs材料与硫锂化合物的化学吸附作用主要源于COFs表面极性N和O原子与Li之间的静电作用力.在COF-42/Li_2S_n吸附构型中,N和O原子与Li之间形成双重类离子键;电子密度差分和Bader电荷差分表明,与其他COFs材料相比,Li_2S_n和COF-42之间电荷转量最多,因此,COF-42具有最强的锚定作用.比较Li_2S_n和COF-42以及常用电解质分子1,3-二氧戊环(DOL)和二甲氧基乙烷(DME)的吸附能,证明COF-42可以抑制电解质分子的溶剂化作用; COF-42与COF-1,CTF-1和COF-LZU1相比较,具有良好导电性.因此,COF-42可能是一种理想的锂硫电池锚定材料.     

Bi-2223喷雾热分解粉末热处理工艺优化

Bi-2223 带材目前在电流引线、 超导电机、 超导电缆、 超导限流器等领域实现了许多示范性应用, 载流性能是表征其性能的重要指标, 而高质量的前驱体粉末是最终带材性能的关键保障. 本文选用具有工艺简单、 粉末效率高、 批次稳定性好等优点的喷雾热分解法制备的Bi-2223 前驱体粉末, 利用 TG-DSC、XRD、SEM 等测试手段对低氧条件下不同保温时间烧结的粉末进行分析, 并结合最终带材的载流性能测试结果, 获得了最优粉末烧结参数, 为后续喷雾热分解粉末的进一步生成 Bi-2223 相以及高性能粉末的制备提供了依据.