考虑微结构失稳的湿陷性黄土变形机理

黄土的湿陷性是工程界及水土保持工作者长期关心的一个问题。本文根据近年来对黄土细观结构的扫描电子显微镜观察及土力学试验成果,提出“湿陷变形系由于微结构失稳所引起“的假说,应用数学灾变理论建立了微结构失稳模型。并按照“微力学”及“损伤力学”等现代连续介质力学方法给出了湿陷性黄土的本构关系。计算结果表明,本文的理论可以成功地解释黄土湿陷交形的机理。为湿陷变形的力学研究提供了参考。     

碳纳米管在接枝二元胺过程中微结构的变化

通过对酸化的多壁碳纳米管(MWNTs)进行酰氯化, 在碳纳米管表面接枝己二胺. 用红外光谱、热重分析、拉曼光谱和场发射扫描电镜对处理前后的碳纳米管进行分析表征. 结果表明, 经过酰氯活化, 己二胺比较容易被接枝到碳纳米管上. 而且还发现碳纳米管在酸化后形成紧密块状结构, 在接枝胺后重新变得蓬松, 其表观比容甚至大于原始碳纳米管. 从理论上分析了碳纳米管的反应过程, 对碳纳米管在接枝胺过程中微结构的变化机理进行推测, 认为通过接枝, 己二胺插入碳纳米管之间, 改变了碳纳米管之间的相互作用, 使得酸化后因形成氢键而导致的紧密堆砌结构被破坏.     

金属基上以YSZ为过渡层的YBCO薄膜的微观结构

采用透射电子显微术（ＴＥＭ），研究了用磁控溅射技术在柔性金属基体上制备的、钇稳定的ＺｒＯ２（ＹＳＺ）为过镀层的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｙ（ＹＢＣＯ）薄膜的横断面结构。所得ＹＢＣＯ膜的超导临界转变温度Ｔｃ为９１Ｋ，临界电流密度Ｊｃ＝２×１０３Ａ／ｃｍ２（７７Ｋ，０Ｔ）。基体为Ｎｉ基合金（ＨａｓｔｅｌｏｙＣ）。ＹＳＺ层为致密、均匀的细晶组织，约１２μｍ厚，具有织构取向，并与基体紧密连接。ＹＢＣＯ层的厚度不均匀，约５００ｎｍ；ＹＢＣＯ／ＹＳＺ界面有时连接较差，在该界面上有杂质出现，杂质有可能引发裂纹。     

复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响

采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物, 其表面上具有倒金字塔微结构阵列, 内部有SCF与CNT共同构成的导电通路. 将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器. 结果表明, 压力作用下传感器内复制物和平整片之间的接触电阻因倒金字塔底棱的形变而显著降低. 对使用柔软性较高的复合材料封装的传感器, 虽然其相对迟滞稍大, 但压力作用下倒金字塔底棱形变量较大, 且复制物和平整片内导电通路增加量较大, 因此其在0~2.5 kPa的线性区内具有较高的灵敏度(0.32 kPa^?1). 制备的2种传感器均具有快速响应特性, 且能在500 s(约1580次)的循环压缩/释放测试(峰值压力约3 kPa)中保持较稳定的电阻响应. 研究表明, 利用模压成型的表面倒金字塔结构复合材料复制物封装成的柔性压力传感器具有良好的传感性能.     

基于多孔金结构的三相界面酶电极的制备及高效电化学酶传感性能

界面微环境是影响酶催化反应及酶传感性能的关键因素. 本研究基于三维微纳米结构多孔金基底, 通过调控电极表面的亲水和疏水浸润性, 制备了具有固-液-气三相界面微环境的氧化酶电极, 并研究了界面微环境对酶催化反应动力学的影响规律. 基于所制备的三相界面多孔金结构酶电极, 反应物氧气能够从气相直接快速地传输到酶催化反应界面, 极大地提升了界面氧气浓度及其稳定性, 从而大幅度提高了氧化酶活性及酶电极响应的稳定性. 以葡萄糖为模型待测物, 基于该三相界面酶电极的电化学酶生物传感器拥有宽的线性范围、 高的灵敏度、 低的检出限以及良好的稳定性. 这类独特的三相反应界面设计为高效酶生物传感器的建构以及生物分子的精准检测提供了新思路.     

穿山甲鳞片拉伸性能和微结构特征

对穿山甲鳞片试样进行了单调拉伸试验和拉伸断口的微观观测,揭示了穿山甲鳞片基本力学性能及其与微结构之间的联系。结果表明,穿山甲鳞片表现出较好的韧性,横向的强度极限略高于纵向,而弹性模量和延伸率低于纵向。拉伸断口微结构观测结果表明,穿山甲鳞片具有微米尺度的薄片重叠、堆垛而形成的层状结构,有助于鳞片的增韧。     

阴极还原处理对多孔硅发光性能的影响

对经过阴极还原处理后的多孔硅样片进行了光致发光测试和稳定性测试.实验结果表明这种处理能明显改善多孔硅的发光稳定性,使其表面结构更加稳定.利用原子力显微镜对不同还原时间的多孔硅微结构及形貌进行了比较,在一定范围内随着还原时间的增长多孔硅表面粗糙度增大,PL谱增强.     

微结构固体中孤立波的演变及非光滑孤立波

给出了包含宏观应变和微形变的全部二次项以及宏观应变三次项的一种新的自由能函数.利用新自由能函数并根据Mindlin微结构理论，建立了描述微结构固体中纵波传播的一种新模型.利用近来发展的奇行波系统的动力系统理论，分析了系统的所有相图分支，并给出了周期波解、孤立波解、准孤立尖波解、孤立尖波解以及紧孤立波解.孤立尖波解和紧孤立波解的得到，有效地证明了在一定条件下，微结构固体中可以形成和存在孤立尖波和紧孤立波等非光滑孤立波.此结果进一步推广了微结构固体中只存在光滑孤立波的已有结论.     

铅掺杂对锡电沉积物形貌的影响

采用电化学沉积，配合扫描电镜(SEM)、电子探针微分析仪(EPMA)、金相等分析技术，研究了纯Sn及Pb0.1Sn0．9的二维沉积物的显微形貌和微结构，结果表明：由于晶粒生长的择优取向，纯锡的沉积物是规则的枝晶结构；铅掺杂削弱了锡晶粒生长的择优取向性，导致枝晶主干分叉，形成“之”字形枝晶结构，为结晶学因素对生长形貌的影响提供了一个实验证据。     

水凝胶类软物质材料理论中的数学问题

 水凝胶是一种具有广泛应用前景的软物质材料,一直是材料学家、物理化学家们关心的热点,目前有很多实验和专利产品.其机理和模型的研究处于初期阶段,本文综述该领域的部分进展,包括形变、微结构和宏观性质等的数学模型和相关计算方法,一并列出一些亟待解决的问题.