高熵合金辐照硬化与力学性能研究

高熵合金由于多主元元素混合引起高熵结构效应,使其具有优异的物理、力学和化学特性,如高强度、高耐磨性、耐蚀性、热稳定性、优异的抗辐照性能等。然而,辐照诱发高熵合金材料的硬化行为和力学性能预测仍缺少相关研究,严重地限制了对其长期服役后材料性能的评估。基于晶体塑性理论结合实验结果,研究了空洞形状依赖的硬化行为、位错环诱发的硬化行为以及氧化物弥散增强的高熵合金力学性能。研究发现,考虑多面体空洞与位错的概率依赖的空间交互作用,能够更加准确地预测辐照金属的屈服应力;晶格畸变对屈服强度,有着重要的贡献;氧化物弥散相对位错运动起强烈钉扎的作用,从而对强度产生影响,直接决定抗辐照性能。高熵合金作为一种具有综合优异力学性能的新型结构材料,在先进核能系统中有望被广泛应用,比如核反应堆的核燃料包壳管。     

磨石强度对钢轨打磨行为的影响

磨石强度直接关系到钢轨打磨车的持续作业能力和磨削效率,因此研究磨石强度对打磨行为及钢轨表面质量的影响,对于现场磨石的优选具有重要参考价值. 参照Vossloh磨石抗压强度,制备了三种不同抗压强度的磨石(GS-10,68.9 MPa;GS-12.5,95.2 MPa;GS-15,122 MPa)并开展相应的打磨试验和表征. 结果显示,GS-15相对GS-10打磨量降幅约80%,但磨削比增幅约88%,表明磨石强度增大,磨石耐磨性提高,但磨削能力下降. 磨石和钢轨表面形貌显示,磨石强度增大导致磨石自锐性变差,磨削机制逐渐从切削转变为耕犁. 打磨钢轨表面SEM、EDS、XPS分析结果表明磨粒的切削作用是导致磨削热产生的首要因素,且随着磨石强度的增大,钢轨表面烧伤程度降低,钢轨表面氧化产物中Fe2+含量上升而Fe3+含量下降. 钢轨剖面金相结果表明:磨石强度增大导致钢轨表面白层、塑性变形层厚度增加,使钢轨产生更严重的预疲劳. 因此,对钢轨打磨磨石强度的合理调控和选择,对于协调打磨效率和钢轨表面质量具有重要意义.      

7055铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀磨损性能的研究

本文中研究了不同固溶处理后7055铝合金在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀行为,在3.5%NaCl溶液下进行了静态腐蚀试验及腐蚀磨损试验,并通过扫描电子显微镜对磨痕形貌进行分析. 结果表明:固溶处理后试样的耐腐蚀性能均有不同程度的提高,其中以双级固溶处理试样的耐腐蚀性能最好. 在动极化、开路电位以及阴极保护和阳极加速腐蚀试验中,固溶处理后材料自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,耐腐蚀磨损性能提高. 在不同加载电位下,腐蚀电流密度和磨损率随着电位的增加而增大,在?1.2 V时摩擦系数最小. 同时随着电位的升高,腐蚀作用促进了合金的磨损. 在较低电位时,合金的腐蚀磨损机制主要是磨粒磨损;而较高电位下,合金的腐蚀磨损机制主要是黏着磨损和腐蚀磨损.      

电流作用对铜镁合金弯曲微动疲劳损伤特性的影响

采用自主研制的试验装置,研究了铜镁合金在不同电流强度条件下的弯曲微动疲劳损伤演变规律. 运用红外线热成像仪测试电流条件下微动接触区温度分布情况;利用白光干涉仪、扫描电镜、电子探针、X射线光电子能谱仪对试样接触损伤区的微观形貌和化学行为进行分析. 试验结果表明:在相同循环次数下,随着电流强度的增加,铜镁合金弯曲微动疲劳寿命逐渐降低,接触区温度逐渐上升,接触损伤区尺寸增大,剥落层逐渐细化,接触损伤区氧化程度越来越严重,氧化磨屑的主要成分为CuO和Cu₂O;主要损伤机制为氧化磨损、黏着磨损和剥落.      

d-f跃迁发光稀土配合物研究进展

稀土配合物独特的发光性质使其在众多领域有很大的应用价值.其中,d-f跃迁发光稀土配合物具有跃迁宇称允许、激发态寿命短和光谱可调等特点,但相关研究还有待进一步深入.本文介绍了稀土配合物的发光机制,综述了具有d-f跃迁发光性质的稀土配合物(主要是Ce3+,Eu2+,Yb2+和Sm2+配合物)的研究进展,并初步总结了配合物分...     

薄板试样斜断口形成机制及损伤断裂过程分析

为分析不同材料和尺寸的薄板试样在室温下拉伸破坏后均形成与横截面夹角在20°~25°之间斜断口的原因,首先用统计方法对试样内随机分布微缺陷进行讨论,提出一种在宏观尺度上材料内微缺陷分布局部非均匀简化模型的假设.应用含孔材料损伤本构模型对含有不同方向微缺陷分布局部非均匀薄带区域的16MnNb薄板试样变形至破坏全过程进行数值模拟.结果表明,斜断口形成主要是由于试样内在与横截面夹角小于45°的带形区域内微缺陷分布局部非均匀造成,且与该带形区域在试样中位置无关;由于考虑微缺陷分布局部非均匀,得到试样的斜断口形成过程与试验现象完全一致;同时结合试验断口形貌,对变形过程中颈缩截面内损伤演化和破坏过程进行研究,进一步解释薄板试样的损伤破坏机制.     

CONTINUUM TOPOLOGY OPTIMIZATION FOR MONOLITHIC COMPLIANT MECHANISMS OF MICRO-ACTUATORS

A multi-objective scheme for structural topology optimization of distributed compliant mechanisms of micro-actuators in MEMS condition is presented in this work, in which mechanical flexibility and structural stiffness are both considered as objective functions. The compliant micro-mechanism developed in this way can not only provide sufficient output work but also have sufficient rigidity to resist reaction forces and maintain its shape when holding the work-piece. A density filtering approach is also proposed to eliminate numerical instabilities such as checkerboards, mesh-dependency and one-node connected hinges occurring in resulting mechanisms. SIMP is used as the interpolation scheme to indicate the dependence of material modulus on element-regularized densities. The sequential convex programming method, such as the method of moving asymptotes (MMA), is used to solve the optimization problem. The validation of the presented methodologies is demonstrated by a typical numerical example.     

Fura-2探针对希土Y3+跨PC12细胞膜行为研究

使用AR-MIC-CM阳离子测定系统,发展Fura-2荧光测定技术,将其应用于测定细胞内游离希土离子Y³⁺,并以此研究了Y³⁺跨PC12细胞(大鼠嗜铬细胞瘤细胞)膜的行为。结果表明：在模拟细胞内各离子组分,pH=7.05的溶液中,测得表观解离常数为4.5p mol·L^-1。对于PC12细胞,静息条件下Y³⁺不能跨越细胞膜进入胞内。与钙离子通道相关的KCl和去甲肾上腺素均不能刺激希土Y³⁺过膜。用Ouabain(哇巴因)使胞内Na⁺超载后,Y³⁺可过膜进入细胞内,且过膜量与胞外Y³⁺浓度和胞内Na⁺超载程度有一定的浓度依赖关系,提示Y³⁺可以经由Na⁺/Y³⁺交换机制过膜而进入细胞内。     

甲壳素-壳聚糖对皂土悬浮液的絮凝

研究了三种摩尔质量大体相同而脱乙酰度分别为93%、78%和62%的甲壳素-壳聚糖在pH=3～6范围内对皂土悬浮液的絮凝性质, 并与非离子型絮凝剂聚丙烯酰胺作了比较, 证明含自由氨基的甲壳素-壳聚糖在酸性溶液中形成阳离子聚电解质后. 对带负电的皂土悬浮颗粒有很好的絮凝能力. 通过对上述三种聚合物的絮凝能力、在皂土颗粒表面的吸附量等测定, 认为絮凝中桥连机制起了主导作用, 但聚合物所带正电荷则有利于被皂土颗粒所吸附, 电中和还降低了颗粒间的静电排斥, 这都对桥连絮凝起了促进作用. 聚丙烯酰胺分子在水中不带电, 故当介质pH升高使皂土颗粒双电层变厚时, 絮凝能力迅速下降.