- 裴家云;吴鑫;严冬;赵海燕;
使用飞秒激光对化学气相沉积(CVD)法制备的多层石墨烯进行辐照,得到了多层石墨烯的单脉冲破坏阈值为0.22mW;利用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱对加工前、后的试样进行表征,阐述了飞秒激光对多层石墨烯的烧蚀损伤效应,发现飞秒激光在石墨烯微图案化加工方面具有潜在的优势,能够达到亚微米级的加工精度;同时在烧蚀边缘区域,多层石墨烯出现减薄现象。
2015年22期 v.10 2585-2587页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 裴家云;吴鑫;严冬;赵海燕;
使用飞秒激光对化学气相沉积(CVD)法制备的多层石墨烯进行辐照,得到了多层石墨烯的单脉冲破坏阈值为0.22mW;利用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱对加工前、后的试样进行表征,阐述了飞秒激光对多层石墨烯的烧蚀损伤效应,发现飞秒激光在石墨烯微图案化加工方面具有潜在的优势,能够达到亚微米级的加工精度;同时在烧蚀边缘区域,多层石墨烯出现减薄现象。
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为探索脉冲爆轰发动机(PDE)的爆轰噪声传播特性,对爆轰噪声进行分析,建立了理论模型并进行数值仿真。通过CE/SE方法计算得到PDE管口静压、总压及总温随时间的变化曲线,在此基础上,利用大涡模拟得到了PDE近场区域的压力分布,并进一步对远场声压进行了预测。仿真结果表明:当轴向距离小于参考半径时,PDE噪声以1/r3衰减;当轴向距离大于参考半径时,PDE噪声以1/r衰减。该结果对研究PDE噪声的形成及控制方法具有指导意义。
2015年22期 v.10 2588-2591页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K] [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 许桂阳;翁春生;李宁;
为探索脉冲爆轰发动机(PDE)的爆轰噪声传播特性,对爆轰噪声进行分析,建立了理论模型并进行数值仿真。通过CE/SE方法计算得到PDE管口静压、总压及总温随时间的变化曲线,在此基础上,利用大涡模拟得到了PDE近场区域的压力分布,并进一步对远场声压进行了预测。仿真结果表明:当轴向距离小于参考半径时,PDE噪声以1/r3衰减;当轴向距离大于参考半径时,PDE噪声以1/r衰减。该结果对研究PDE噪声的形成及控制方法具有指导意义。
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为研究应用惯容器的车辆ISD悬架元件参数间的隔振匹配机理,建立了一种由四元件组成的基于动力吸振型车辆ISD悬架系统的双质量振动模型,分析了车身加速度、悬架动行程与轮胎动载荷幅频特性及均方根随元件参数的变化规律。研究结果表明:主弹簧刚度与阻尼系数的增大,会使性能指标幅频特性由原有的3个共振峰转变为2个共振峰;副弹簧刚度与惯质系数的增大,会使性能指标幅频特性由原有的2个共振峰转变为3个共振峰。车身加速度均方根受主弹簧刚度与阻尼系数影响较大;悬架动行程均方根受4个元件参数影响均较大;轮胎动载荷均方根受阻尼系数的影响较大。元件参数对振动响应特性的影响研究为车辆ISD悬架的元件参数匹配设计提供了理论参考。
2015年22期 v.10 2592-2595页 [查看摘要][在线阅读][下载 190K] [下载次数：198 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 杨晓峰;杜毅;刘雁玲;沈钰杰;
为研究应用惯容器的车辆ISD悬架元件参数间的隔振匹配机理,建立了一种由四元件组成的基于动力吸振型车辆ISD悬架系统的双质量振动模型,分析了车身加速度、悬架动行程与轮胎动载荷幅频特性及均方根随元件参数的变化规律。研究结果表明:主弹簧刚度与阻尼系数的增大,会使性能指标幅频特性由原有的3个共振峰转变为2个共振峰;副弹簧刚度与惯质系数的增大,会使性能指标幅频特性由原有的2个共振峰转变为3个共振峰。车身加速度均方根受主弹簧刚度与阻尼系数影响较大;悬架动行程均方根受4个元件参数影响均较大;轮胎动载荷均方根受阻尼系数的影响较大。元件参数对振动响应特性的影响研究为车辆ISD悬架的元件参数匹配设计提供了理论参考。
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利用弹性工件刚性化加工技术,可使弱刚度曲面工件的定位问题转化为点云的刚体配准问题。迭代最近点(ICP)算法是点云刚体配准最常用的方法,但当2个点云偏移较大时可能会陷入局部极小。工件合理的初始位置可由人工操作来保证,但这种方式严重依赖于操作者的经验且精度有限,特别是对于毛坯件等缺少精确定位信息的工件就更加困难。本文提出一种基于边缘检测的预处理算法,利用少量边缘点计算最优的调整方向,将工件调整到合适的位置,以确保后续ICP方法的有效性。仿真结果表明,该方法能有效解决缺失点对ICP性能的影响,改善传感器覆盖率指标。
2015年22期 v.10 2596-2600页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王冬;周凯;
利用弹性工件刚性化加工技术,可使弱刚度曲面工件的定位问题转化为点云的刚体配准问题。迭代最近点(ICP)算法是点云刚体配准最常用的方法,但当2个点云偏移较大时可能会陷入局部极小。工件合理的初始位置可由人工操作来保证,但这种方式严重依赖于操作者的经验且精度有限,特别是对于毛坯件等缺少精确定位信息的工件就更加困难。本文提出一种基于边缘检测的预处理算法,利用少量边缘点计算最优的调整方向,将工件调整到合适的位置,以确保后续ICP方法的有效性。仿真结果表明,该方法能有效解决缺失点对ICP性能的影响,改善传感器覆盖率指标。
2015年22期 v.10 2596-2600页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 索海龙;高建民;高智勇;刘元浩;
为了解决大型动力装备制造供应企业主关键备件需求预测难的问题,采用来自企业多部门的多源异构信息,对其进行整理、归类和分析,建立了一种基于多源信息分级优化备件需求预测模型。该模型主要包括备件基本库的建立、基于客户满足率的模型优化、基于备件储备策略的模型优化和基于产品服役状态的模型优化。分级优化备件需求预测方法分别与时序预测方法、企业实际预测方法得到的备件数量通过实例进行对比验证分析,该模型实际满足率分别由90.32%和98.81%提高到98.87%,对大型装备主关键备件的需求预测具有实际可行性和良好经济性。
2015年22期 v.10 2601-2606页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 索海龙;高建民;高智勇;刘元浩;
为了解决大型动力装备制造供应企业主关键备件需求预测难的问题,采用来自企业多部门的多源异构信息,对其进行整理、归类和分析,建立了一种基于多源信息分级优化备件需求预测模型。该模型主要包括备件基本库的建立、基于客户满足率的模型优化、基于备件储备策略的模型优化和基于产品服役状态的模型优化。分级优化备件需求预测方法分别与时序预测方法、企业实际预测方法得到的备件数量通过实例进行对比验证分析,该模型实际满足率分别由90.32%和98.81%提高到98.87%,对大型装备主关键备件的需求预测具有实际可行性和良好经济性。
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为提高双金属复合板在矫直过程中矫直力的精度,从弹塑性力学角度,对双金属复合板矫直过程中金属的三维弹塑性变形进行分析,推导出应力中性层偏移量的计算公式。当已知材料的屈服极限,并测得上、下弹性区范围时,由该计算公式可求得应力中性层偏移量。结合十一辊矫直机,利用ANSYS软件对双金属复合板矫直单元在不同载荷下的应力进行模拟,得出应力中性层偏移量的数值模拟曲线,并讨论了中性层偏移量与载荷之间的关系。通过对比理论公式与有限元模拟结果表明,理论公式可以更加精确地反应双金属复合板受载时中性层偏移的情况。
2015年22期 v.10 2607-2610页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 李曜;桂海莲;
为提高双金属复合板在矫直过程中矫直力的精度,从弹塑性力学角度,对双金属复合板矫直过程中金属的三维弹塑性变形进行分析,推导出应力中性层偏移量的计算公式。当已知材料的屈服极限,并测得上、下弹性区范围时,由该计算公式可求得应力中性层偏移量。结合十一辊矫直机,利用ANSYS软件对双金属复合板矫直单元在不同载荷下的应力进行模拟,得出应力中性层偏移量的数值模拟曲线,并讨论了中性层偏移量与载荷之间的关系。通过对比理论公式与有限元模拟结果表明,理论公式可以更加精确地反应双金属复合板受载时中性层偏移的情况。
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通过金相观察和剪切实验,研究温度对不锈钢包覆铁屑轧制的复合界面间剪切强度、晶粒分布和轧后尺寸的影响。结果表明:随着温度的升高,两金属复合界面的间隙得到有效改善,试件宽展增加,不锈钢层厚度随之减小。在1 150℃轧制后,铁屑内部晶粒分布较其他温度下轧制后更为细小、均匀,两金属间已出现扩散层,界面间的剪切强度达到303.3 MPa,已超过国家标准对不锈钢复合板剪切强度的规定。证明在1 150℃温度下轧制,更有利于不锈钢与铁屑的冶金结合。
2015年22期 v.10 2611-2613页 [查看摘要][在线阅读][下载 178K] [下载次数：106 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 肖宏;解芃芃;谢红飙;张少坤;任忠凯;
通过金相观察和剪切实验,研究温度对不锈钢包覆铁屑轧制的复合界面间剪切强度、晶粒分布和轧后尺寸的影响。结果表明:随着温度的升高,两金属复合界面的间隙得到有效改善,试件宽展增加,不锈钢层厚度随之减小。在1 150℃轧制后,铁屑内部晶粒分布较其他温度下轧制后更为细小、均匀,两金属间已出现扩散层,界面间的剪切强度达到303.3 MPa,已超过国家标准对不锈钢复合板剪切强度的规定。证明在1 150℃温度下轧制,更有利于不锈钢与铁屑的冶金结合。
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为了确保空降车着陆冲击过程中乘员的安全性,针对乘员易损伤部位颈部设计了双叶刚性护颈、圆柱形气囊护颈和仿生气囊护颈3款乘员护颈装置,并基于前期实验验证的数值模型,分别将3款护颈装置与气囊缓冲座椅相匹配。采用微型多目标遗传算法对3款护颈装置的防护特性参数进行优化。优化结果表明,仿生气囊护颈能最大限度地对乘员颈部实施有效的防护,为空降乘员防护装置的研发提供了依据。
2015年22期 v.10 2614-2618+2627页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 刘鑫;尹来容;张志勇;
为了确保空降车着陆冲击过程中乘员的安全性,针对乘员易损伤部位颈部设计了双叶刚性护颈、圆柱形气囊护颈和仿生气囊护颈3款乘员护颈装置,并基于前期实验验证的数值模型,分别将3款护颈装置与气囊缓冲座椅相匹配。采用微型多目标遗传算法对3款护颈装置的防护特性参数进行优化。优化结果表明,仿生气囊护颈能最大限度地对乘员颈部实施有效的防护,为空降乘员防护装置的研发提供了依据。
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为研究折叠翼展开机构的动力学性能,基于MATLAB下的SimMechanics建立了折叠翼展开机构的动力学仿真模型。借助Simulink Library函数库,实现了折叠翼展开角度、展开时间、展开到位时的冲击力等重要参数的仿真控制,获得了折叠翼展开过程中各参数的输出规律。在确定地面试验方法的基础上,完成折叠翼展开机构原理样机的研制,并进行地面模拟试验。将仿真结果与试验数据对比分析,结果表明:翼面能及时展开到位、可靠锁定,且展开驱动力越大,展开所需时间越短,锁定冲击力越大,衰减时间越长,但由展开进入完全锁紧状态所需总时间更短。分析结果为折叠翼展开机构的可靠性评估提供了依据。
2015年22期 v.10 2619-2623页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K] [下载次数：287 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 邓红林;胡明;陈文华;撖亚頔;秦玉冬;
为研究折叠翼展开机构的动力学性能,基于MATLAB下的SimMechanics建立了折叠翼展开机构的动力学仿真模型。借助Simulink Library函数库,实现了折叠翼展开角度、展开时间、展开到位时的冲击力等重要参数的仿真控制,获得了折叠翼展开过程中各参数的输出规律。在确定地面试验方法的基础上,完成折叠翼展开机构原理样机的研制,并进行地面模拟试验。将仿真结果与试验数据对比分析,结果表明:翼面能及时展开到位、可靠锁定,且展开驱动力越大,展开所需时间越短,锁定冲击力越大,衰减时间越长,但由展开进入完全锁紧状态所需总时间更短。分析结果为折叠翼展开机构的可靠性评估提供了依据。
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提出并研制了一种以十字交叉导线为激励装置的涡流传感器结构。这种结构传感器能产生旋转激励涡流场,对于方向呈随机分布的实际裂纹有较好的检测灵敏度。本文从理论上分析了这种结构传感器的工作原理,并通过数值计算软件对感应涡流和裂纹扰动涡流的情况进行了可视化,并设计了试验系统和被检试件。试验结果表明:所设计的传感器对不同方向的裂纹均具有较好的检测能力,说明该传感器采用的激励方式具有开发高灵敏度传感器的潜力。
2015年22期 v.10 2624-2627页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K] [下载次数：170 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 陈国龙;张卫民;秦峰;果艳;
提出并研制了一种以十字交叉导线为激励装置的涡流传感器结构。这种结构传感器能产生旋转激励涡流场,对于方向呈随机分布的实际裂纹有较好的检测灵敏度。本文从理论上分析了这种结构传感器的工作原理,并通过数值计算软件对感应涡流和裂纹扰动涡流的情况进行了可视化,并设计了试验系统和被检试件。试验结果表明:所设计的传感器对不同方向的裂纹均具有较好的检测能力,说明该传感器采用的激励方式具有开发高灵敏度传感器的潜力。
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针对传统的骨骼损伤效应测试方法所存在的生物靶标成本过高且个体差异较大的问题,设计了基于虚拟仪器的骨骼损伤效应测试系统,其中的肌肉与骨骼模拟靶标由4℃下的质量分数为10%的食用明胶与粘贴有应变片的金属横梁组成。测试系统的数据采集软件结合PXIe总线背板时钟实现了多通道同步数据采集。由模拟骨骼侵彻实验得出:多通道采集时间差小于20μs,最大相对误差小于4.79%,相对标准偏差小于5.74%。与传统生物实验对比,该系统测量精度高、重复性好。
2015年22期 v.10 2628-2630+2641页 [查看摘要][在线阅读][下载 178K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 刘乃强;郑宾;刘丹;
针对传统的骨骼损伤效应测试方法所存在的生物靶标成本过高且个体差异较大的问题,设计了基于虚拟仪器的骨骼损伤效应测试系统,其中的肌肉与骨骼模拟靶标由4℃下的质量分数为10%的食用明胶与粘贴有应变片的金属横梁组成。测试系统的数据采集软件结合PXIe总线背板时钟实现了多通道同步数据采集。由模拟骨骼侵彻实验得出:多通道采集时间差小于20μs,最大相对误差小于4.79%,相对标准偏差小于5.74%。与传统生物实验对比,该系统测量精度高、重复性好。
2015年22期 v.10 2628-2630+2641页 [查看摘要][在线阅读][下载 178K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 贾旭;赵天奉;段梦兰;矫滨田;黄俊;
单钢保温管道实施S形铺设时,弯曲刚度因混凝土配重层损伤而变化,若要准确分析管道现场接头位置的钢管层应力,就需要考虑管道配重段因弯曲损伤而产生的刚度折减。本文基于混凝土损伤塑性模型,应用有限元法分析弯曲过程中单钢保温管道混凝土配重层的拉伸开裂与压缩破碎,并用与钢管层曲率相关的无因次刚度比表征因配重层损伤导致的管道刚度变化。应用传递矩阵法,结合管道在托管架上的曲率变化,计算铺设管道现场接头位置的附加弯矩,作为现有铺管分析的非线性修正。提出了单钢保温管道S形铺设的上限刚度和下限刚度概念,并与混凝土配重层损伤程度关联,作为该种类型管道铺设刚度控制的基本准则。
2015年22期 v.10 2631-2636+2647页 [查看摘要][在线阅读][下载 234K] [下载次数：62 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 贾旭;赵天奉;段梦兰;矫滨田;黄俊;
单钢保温管道实施S形铺设时,弯曲刚度因混凝土配重层损伤而变化,若要准确分析管道现场接头位置的钢管层应力,就需要考虑管道配重段因弯曲损伤而产生的刚度折减。本文基于混凝土损伤塑性模型,应用有限元法分析弯曲过程中单钢保温管道混凝土配重层的拉伸开裂与压缩破碎,并用与钢管层曲率相关的无因次刚度比表征因配重层损伤导致的管道刚度变化。应用传递矩阵法,结合管道在托管架上的曲率变化,计算铺设管道现场接头位置的附加弯矩,作为现有铺管分析的非线性修正。提出了单钢保温管道S形铺设的上限刚度和下限刚度概念,并与混凝土配重层损伤程度关联,作为该种类型管道铺设刚度控制的基本准则。
2015年22期 v.10 2631-2636+2647页 [查看摘要][在线阅读][下载 234K] [下载次数：62 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蔺吉顺;李理;刘东华;
针对目前农作物秸秆还田分解时间较长,对田间卫生和耕作的负面影响,研究了一种周期短、成本低的秸秆有机肥生产工艺。该工艺先将玉米秸秆粉碎,用水浸泡,连同其他辅料送入速酵釜中,对速效釜持续加热到适当温度后,混入褐煤腐殖酸和水,即成有机肥。设计了5种不同结构的速酵釜:有加热器设在釜体下面,通过加热器内的火塘进行加热;釜体也可设在地下,通过输热管和釜底的气孔向釜内输送热气;釜体下可设有太阳能储热池,通过导热管将热量转移到釜体里面;釜体里面和太阳能储热池里面分别设有导热管,构成循环回路输送热量;釜体的保温盖上面安装一个水箱,通过微型电泵装置使导热液体气化,把下面的热量迅速传到上部水箱的水中,且得到的热水可以用来补充太阳能储热池,最终使秸秆在釜中快速发酵,制成秸秆有机肥。通过反复实验证明,该工艺成本低、发酵时间短,能够保证秋收后到春播前连续发酵造肥,可为提高粮食产量作出贡献。
2015年22期 v.10 2637-2641页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K] [下载次数：614 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 蔺吉顺;李理;刘东华;
针对目前农作物秸秆还田分解时间较长,对田间卫生和耕作的负面影响,研究了一种周期短、成本低的秸秆有机肥生产工艺。该工艺先将玉米秸秆粉碎,用水浸泡,连同其他辅料送入速酵釜中,对速效釜持续加热到适当温度后,混入褐煤腐殖酸和水,即成有机肥。设计了5种不同结构的速酵釜:有加热器设在釜体下面,通过加热器内的火塘进行加热;釜体也可设在地下,通过输热管和釜底的气孔向釜内输送热气;釜体下可设有太阳能储热池,通过导热管将热量转移到釜体里面;釜体里面和太阳能储热池里面分别设有导热管,构成循环回路输送热量;釜体的保温盖上面安装一个水箱,通过微型电泵装置使导热液体气化,把下面的热量迅速传到上部水箱的水中,且得到的热水可以用来补充太阳能储热池,最终使秸秆在釜中快速发酵,制成秸秆有机肥。通过反复实验证明,该工艺成本低、发酵时间短,能够保证秋收后到春播前连续发酵造肥,可为提高粮食产量作出贡献。
2015年22期 v.10 2637-2641页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K] [下载次数：614 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：1 ] - 王建军;郝俊杰;郭志猛;毛瑞奇;
为了解决射频等离子体球化制粉过程存在的监测困难和成本高问题,提出将射频等离子体视为磁流体(magneto-hydrodynamic,MHD),借助有限元方法分析等离子体的传热与流动。利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent,建立球化制粉过程的数值模型,采用k-ε模型计算流场和温度场,通过离散相(discrete phase model,DPM)模型研究颗粒的运动轨迹来探讨球化率和收粉率的问题。结果表明:等离子体炬中心区温度高达10 148K且具有极大的温度梯度,球化处理可以获得球形度高、结构致密的球形粉末;提高送粉率使单位时间内温度场内的颗粒增多,球化率下降;粉末粒径越大,受重力场作用越大,颗粒更趋向沿轴向快速通过等离子炬;湍流作用下粉末的杂乱运动是收粉率低的主要原因。数值模拟可以为等离子体球化制粉技术的推广提供理论指导。
2015年22期 v.10 2642-2647页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K] [下载次数：353 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 王建军;郝俊杰;郭志猛;毛瑞奇;
为了解决射频等离子体球化制粉过程存在的监测困难和成本高问题,提出将射频等离子体视为磁流体(magneto-hydrodynamic,MHD),借助有限元方法分析等离子体的传热与流动。利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent,建立球化制粉过程的数值模型,采用k-ε模型计算流场和温度场,通过离散相(discrete phase model,DPM)模型研究颗粒的运动轨迹来探讨球化率和收粉率的问题。结果表明:等离子体炬中心区温度高达10 148K且具有极大的温度梯度,球化处理可以获得球形度高、结构致密的球形粉末;提高送粉率使单位时间内温度场内的颗粒增多,球化率下降;粉末粒径越大,受重力场作用越大,颗粒更趋向沿轴向快速通过等离子炬;湍流作用下粉末的杂乱运动是收粉率低的主要原因。数值模拟可以为等离子体球化制粉技术的推广提供理论指导。
2015年22期 v.10 2642-2647页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K] [下载次数：353 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 杨艳慧;边丽虹;刘东;刘国伟;郑勇;
为了更为精确地预测TC11钛合金热变形过程的流变行为,提高TC11钛合金构件的质量,研究建立TC11钛合金半经验本构模型。通过在880~1 020℃的加热试验,建立TC11钛合金加热温度与β相体积分数的关系。通过热压缩试验研究TC11钛合金在温度为880~1 020℃和应变速率为0.01~10s~(-1)条件下的流变行为,建立Arrhenius方程表示的峰值应力本构方程。综合考虑TC11钛合金热变形过程中的软化机制(动态回复和动态再结晶),以及α/β相转变行为和TC11钛合金流变行为的关系,建立了TC11钛合金半经验本构模型:采用分段函数的形式建立动态回复和动态再结晶机制下的本构方程;引入由β相体积分数表示的修正因子,对TC11钛合金本构方程进行修正。结果表明,采用建立的本构模型得到的TC11钛合金流动应力计算结果与试验数据吻合良好,二者在TC11钛合金相变点以上部分的拟合精度达到96%以上。
2015年22期 v.10 2648-2652页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K] [下载次数：215 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 杨艳慧;边丽虹;刘东;刘国伟;郑勇;
为了更为精确地预测TC11钛合金热变形过程的流变行为,提高TC11钛合金构件的质量,研究建立TC11钛合金半经验本构模型。通过在880~1 020℃的加热试验,建立TC11钛合金加热温度与β相体积分数的关系。通过热压缩试验研究TC11钛合金在温度为880~1 020℃和应变速率为0.01~10s~(-1)条件下的流变行为,建立Arrhenius方程表示的峰值应力本构方程。综合考虑TC11钛合金热变形过程中的软化机制(动态回复和动态再结晶),以及α/β相转变行为和TC11钛合金流变行为的关系,建立了TC11钛合金半经验本构模型:采用分段函数的形式建立动态回复和动态再结晶机制下的本构方程;引入由β相体积分数表示的修正因子,对TC11钛合金本构方程进行修正。结果表明,采用建立的本构模型得到的TC11钛合金流动应力计算结果与试验数据吻合良好,二者在TC11钛合金相变点以上部分的拟合精度达到96%以上。
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为了探究阻碍PZT铁电薄膜在市场上得到广泛应用的疲劳失效机理,本文对PZT(锆钛酸铅)铁电薄膜在疲劳过程中的电滞回线、漏电流、保持损失和印记特性的变化进行了研究。研究结果表明:在欧姆导电区域,PZT薄膜体电阻率随疲劳进程而减小,表明薄膜中氧空位体积分子数增大;在疲劳进程中,电滞回线向负电压方向偏移产生印记,同时保持损失随疲劳进程加剧,且正极化方向的保持能力相对更好;利用双势阱和氧八面体结构模型来解释实验现象,得到在疲劳进程中原胞内部的双势阱变浅、变窄导致极化下降,并且氧空位更易在氧八面体顶端形成而导致疲劳中产生印记和极化保持在正方向上更好的结果。
2015年22期 v.10 2653-2656+2665页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K] [下载次数：180 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 陈月圆;朱慧;张迎俏;汪鹏飞;冯士维;郭春生;
为了探究阻碍PZT铁电薄膜在市场上得到广泛应用的疲劳失效机理,本文对PZT(锆钛酸铅)铁电薄膜在疲劳过程中的电滞回线、漏电流、保持损失和印记特性的变化进行了研究。研究结果表明:在欧姆导电区域,PZT薄膜体电阻率随疲劳进程而减小,表明薄膜中氧空位体积分子数增大;在疲劳进程中,电滞回线向负电压方向偏移产生印记,同时保持损失随疲劳进程加剧,且正极化方向的保持能力相对更好;利用双势阱和氧八面体结构模型来解释实验现象,得到在疲劳进程中原胞内部的双势阱变浅、变窄导致极化下降,并且氧空位更易在氧八面体顶端形成而导致疲劳中产生印记和极化保持在正方向上更好的结果。
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为了解冷喷涂中粒子形状和速度参数对其沉积过程的影响,采用显示有限元算法和任意拉格朗日-欧拉(ALE)网格划分法,研究了冷喷涂圆球和椭球状铝合金颗粒以不同初始速度撞击镁合金基板过程中,粒子和基板的变形行为和温度变化,以及对其反弹性能、基板坑深和最大相对接触面积的影响。结果表明:粒子形状对碰撞过程中粒子和基板的局部变形有较大影响,表现在对称截面的塑性变形和温度分布具有非对称性;椭球粒子沿其长轴方向垂直撞击基板时,截面局部变形比沿其短轴方向撞击基板情况剧烈;提高粒子撞击基板速度后,其反弹动能与其初始动能百分比不断降低,基板坑深增加,粒子和基板间的最大相对接触面积增加;但球形和椭圆形颗粒形状对基板坑深的影响较小。
2015年22期 v.10 2657-2661页 [查看摘要][在线阅读][下载 189K] [下载次数：349 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 王锋;赵明;
为了解冷喷涂中粒子形状和速度参数对其沉积过程的影响,采用显示有限元算法和任意拉格朗日-欧拉(ALE)网格划分法,研究了冷喷涂圆球和椭球状铝合金颗粒以不同初始速度撞击镁合金基板过程中,粒子和基板的变形行为和温度变化,以及对其反弹性能、基板坑深和最大相对接触面积的影响。结果表明:粒子形状对碰撞过程中粒子和基板的局部变形有较大影响,表现在对称截面的塑性变形和温度分布具有非对称性;椭球粒子沿其长轴方向垂直撞击基板时,截面局部变形比沿其短轴方向撞击基板情况剧烈;提高粒子撞击基板速度后,其反弹动能与其初始动能百分比不断降低,基板坑深增加,粒子和基板间的最大相对接触面积增加;但球形和椭圆形颗粒形状对基板坑深的影响较小。
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本文通过水热法在硼掺杂金刚石膜上制备了ZnO纳米棒阵列,并采用X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品的形貌和结构进行表征。电学性能测试结果表明,ZnO纳米棒阵列/p型金刚石异质结具有很好的整流特性。光催化性能研究结果表明,ZnO纳米棒阵列与p型金刚石之间形成的异质结效应使ZnO纳米棒阵列/p型金刚石异质结光催化剂具有良好的光催化性能,在紫外光照射下,其对甲基橙的降解率达到73%。
2015年22期 v.10 2662-2665页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K] [下载次数：321 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 方向明;高世勇;李文强;李易昆;金轶民;李铎;
本文通过水热法在硼掺杂金刚石膜上制备了ZnO纳米棒阵列,并采用X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品的形貌和结构进行表征。电学性能测试结果表明,ZnO纳米棒阵列/p型金刚石异质结具有很好的整流特性。光催化性能研究结果表明,ZnO纳米棒阵列与p型金刚石之间形成的异质结效应使ZnO纳米棒阵列/p型金刚石异质结光催化剂具有良好的光催化性能,在紫外光照射下,其对甲基橙的降解率达到73%。
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为了通过稀土元素的掺杂提高Ⅰ型笼状物材料的热电性能,本文采用高温、高压的方法合成了有Yb元素掺杂的Ba-AgSi基及Ce元素掺杂的Ba-Au-Si基Ⅰ型笼状物热电材料。X射线衍射分析表明样品为伴随极少量第2相的Ⅰ型笼状物。通过背散射电子成像图及电子能谱分析发现,合成的样品有2种相:灰色的基体相(α相)和白色的富Yb或Ce的第2相(β相)。在707K时,样品Yb_(0.5)Ba_(7.6)Ni_(0.1)Ag_(4.6)Si_(41.3)的功率因子可达0.474×10~(-3)W/mK~2。随着Ce分子量的增加,Ba-Au-Si基样品的电性能变好。在900K时,样品Ce_(1.5)Ba_(6.8)Ni_(0.1)Au_(4.9)Si_(41)的功率因子为0.01×10~(-3)W/mK~2,较样品Ce_1Ba_(7.3)Ni_(0.1)Au_(4.9)Si_(41)的功率因子增大了1倍多。
2015年22期 v.10 2666-2668页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K] [下载次数：54 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 董建英;张隆;
为了通过稀土元素的掺杂提高Ⅰ型笼状物材料的热电性能,本文采用高温、高压的方法合成了有Yb元素掺杂的Ba-AgSi基及Ce元素掺杂的Ba-Au-Si基Ⅰ型笼状物热电材料。X射线衍射分析表明样品为伴随极少量第2相的Ⅰ型笼状物。通过背散射电子成像图及电子能谱分析发现,合成的样品有2种相:灰色的基体相(α相)和白色的富Yb或Ce的第2相(β相)。在707K时,样品Yb_(0.5)Ba_(7.6)Ni_(0.1)Ag_(4.6)Si_(41.3)的功率因子可达0.474×10~(-3)W/mK~2。随着Ce分子量的增加,Ba-Au-Si基样品的电性能变好。在900K时,样品Ce_(1.5)Ba_(6.8)Ni_(0.1)Au_(4.9)Si_(41)的功率因子为0.01×10~(-3)W/mK~2,较样品Ce_1Ba_(7.3)Ni_(0.1)Au_(4.9)Si_(41)的功率因子增大了1倍多。
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为了制备含有咪唑基团的水凝胶,本文将反应制备的Im-PAA-HEAA大分子单体和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)混合,在紫外照射下发生自由基反应,从而得到Im-PAA-HEAA/PEGDA水凝胶。在低浓度的锌离子溶液刺激下,水凝胶表现出体积收缩、吸水率下降和强度增强等响应性,并且表现出良好的细胞相容性。将尿刊酸接枝于聚乙烯亚胺(PEI),制成含咪唑的非病毒基因载体(Im-PEI),该载体可以有效复合pDNA,并具有低细胞毒性和较高的转染效率。利用锌离子和咪唑之间的络合作用,可以将Im-PEI/DNA复合物有效地固定于Im-PAA-HEAA/PEGDA水凝胶表面。研究结果表明:与无锌离子作用相比,Im-PAA-HEAA/PEGDA水凝胶在锌离子作用下能够吸附更多的Im-PEI/DNA复合物,该水凝胶有望在反向基因转染方面得到应用。
2015年22期 v.10 2669-2673页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K] [下载次数：192 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 宋俊飞;石成望;王玮;
为了制备含有咪唑基团的水凝胶,本文将反应制备的Im-PAA-HEAA大分子单体和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)混合,在紫外照射下发生自由基反应,从而得到Im-PAA-HEAA/PEGDA水凝胶。在低浓度的锌离子溶液刺激下,水凝胶表现出体积收缩、吸水率下降和强度增强等响应性,并且表现出良好的细胞相容性。将尿刊酸接枝于聚乙烯亚胺(PEI),制成含咪唑的非病毒基因载体(Im-PEI),该载体可以有效复合pDNA,并具有低细胞毒性和较高的转染效率。利用锌离子和咪唑之间的络合作用,可以将Im-PEI/DNA复合物有效地固定于Im-PAA-HEAA/PEGDA水凝胶表面。研究结果表明:与无锌离子作用相比,Im-PAA-HEAA/PEGDA水凝胶在锌离子作用下能够吸附更多的Im-PEI/DNA复合物,该水凝胶有望在反向基因转染方面得到应用。
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为了研究超高碱值纳米磺酸钙添加剂对船用润滑油摩擦学性能的影响,采用SRV摩擦试验机和四球摩擦机研究了超高碱值纳米磺酸钙添加剂对润滑油摩擦学性能的影响。结果表明:船用润滑油超高碱值纳米磺酸钙添加剂在50、200、500和800N载荷下,能够有效降低摩擦副间的摩擦因数,并能显著提高润滑油的最大无卡咬负荷值,当添加剂的质量分数为6%时,润滑油的摩擦学性能最为突出。
2015年22期 v.10 2674-2677页 [查看摘要][在线阅读][下载 158K] [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 陈一忱;谢天;刘钊;张杰;韩志涛;潘新祥;
为了研究超高碱值纳米磺酸钙添加剂对船用润滑油摩擦学性能的影响,采用SRV摩擦试验机和四球摩擦机研究了超高碱值纳米磺酸钙添加剂对润滑油摩擦学性能的影响。结果表明:船用润滑油超高碱值纳米磺酸钙添加剂在50、200、500和800N载荷下,能够有效降低摩擦副间的摩擦因数,并能显著提高润滑油的最大无卡咬负荷值,当添加剂的质量分数为6%时,润滑油的摩擦学性能最为突出。
2015年22期 v.10 2674-2677页 [查看摘要][在线阅读][下载 158K] [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 佟曼;范天伟;陈云琳;柯笑晗;
设计并制备了基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体的二维六角可调位相阵列光栅,在较低外加调制电压下,获得了清晰的阵列光栅泰伯(Talbot)光衍射自成像。试验研究了不同相位差时阵列光栅的近场光衍射图样及取样光点处的相对光强分布,在占空比D为52%、相位差Δφ为0.75π、泰伯分数β为0.5时,近场光衍射相对光强最大。同时在较低外加调制电压(0.461kV)下,即可获得清晰泰伯衍射图样。该研究可为掺镁铌酸锂阵列光栅在集成光学领域的应用提供参考。
2015年22期 v.10 2678-2680+2696页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K] [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 佟曼;范天伟;陈云琳;柯笑晗;
设计并制备了基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体的二维六角可调位相阵列光栅,在较低外加调制电压下,获得了清晰的阵列光栅泰伯(Talbot)光衍射自成像。试验研究了不同相位差时阵列光栅的近场光衍射图样及取样光点处的相对光强分布,在占空比D为52%、相位差Δφ为0.75π、泰伯分数β为0.5时,近场光衍射相对光强最大。同时在较低外加调制电压(0.461kV)下,即可获得清晰泰伯衍射图样。该研究可为掺镁铌酸锂阵列光栅在集成光学领域的应用提供参考。
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为了获得ZnO和不同Al掺杂摩尔分数下ZnO的几何结构、弹性常数及弹性性质,本文在第一性原理的基础上,采用虚晶近似的方法进行了掺杂计算,计算结果表明虚晶近似方法优化的晶格常数与使用超胞方法有较好的一致性。弹性常数及弹性性质计算结果表明:ZnO中Al掺杂摩尔分数在0~0.05内,随Al浓度增大,在a、b轴方向的抗压缩能力减小,在c轴方向的抗压缩能力增强,抗剪切应变能力减小;Al掺杂ZnO材料呈韧性,随Al掺杂浓度增大,材料的抗体积压缩能力增强、硬度减小、韧性增大。
2015年22期 v.10 2681-2684页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K] [下载次数：403 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 崔荣华;李红兵;赵永林;
为了获得ZnO和不同Al掺杂摩尔分数下ZnO的几何结构、弹性常数及弹性性质,本文在第一性原理的基础上,采用虚晶近似的方法进行了掺杂计算,计算结果表明虚晶近似方法优化的晶格常数与使用超胞方法有较好的一致性。弹性常数及弹性性质计算结果表明:ZnO中Al掺杂摩尔分数在0~0.05内,随Al浓度增大,在a、b轴方向的抗压缩能力减小,在c轴方向的抗压缩能力增强,抗剪切应变能力减小;Al掺杂ZnO材料呈韧性,随Al掺杂浓度增大,材料的抗体积压缩能力增强、硬度减小、韧性增大。
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以介孔氧化硅SBA-15作为硅源和辅助模板,将SBA-15与硝酸锌研磨混合,采用高温固相法制备出介孔硅酸锌/氧化硅复合材料。采用X射线衍射,透射电子显微镜,氮气吸、脱附技术对样品的结构进行表征。研究结果表明:SBA-15与引入到孔道中的硝酸锌发生固相反应生成硅酸锌,800℃的煅烧温度较传统固相反应温度有显著下降。硅酸锌镶嵌在孔壁上剩余的氧化硅中,不仅能够提高介观结构的稳定性,而且能够抑制硅酸锌发生相转变。硅酸锌/氧化硅复合材料具有二维六方有序介孔结构;含不同质量分数硅酸锌的硅酸锌/氧化硅复合材料的孔径为3.7~6.1nm,比表面积为360~640m~2/g。
2015年22期 v.10 2685-2688页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K] [下载次数：227 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 陆青山;朱青梅;李强;李景峰;卢锦华;
以介孔氧化硅SBA-15作为硅源和辅助模板,将SBA-15与硝酸锌研磨混合,采用高温固相法制备出介孔硅酸锌/氧化硅复合材料。采用X射线衍射,透射电子显微镜,氮气吸、脱附技术对样品的结构进行表征。研究结果表明:SBA-15与引入到孔道中的硝酸锌发生固相反应生成硅酸锌,800℃的煅烧温度较传统固相反应温度有显著下降。硅酸锌镶嵌在孔壁上剩余的氧化硅中,不仅能够提高介观结构的稳定性,而且能够抑制硅酸锌发生相转变。硅酸锌/氧化硅复合材料具有二维六方有序介孔结构;含不同质量分数硅酸锌的硅酸锌/氧化硅复合材料的孔径为3.7~6.1nm,比表面积为360~640m~2/g。
2015年22期 v.10 2685-2688页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K] [下载次数：227 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 张莉;李晓玉;
采用聚乙二醇400(PEG400)改进的柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备氧化物热电材料γ-Na_xCo_2O_4,通过XRD和FESEM分析,研究了PEG400添加量对γ-Na_xCo_2O_4产物的相组成和形貌的影响,优化了PEG400改进柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备γ-Na_xCo_2O_4的工艺参数。结果显示,PEG400的添加对样品的相组成和形貌均产生了明显影响。当PEG400添加量(体积分数)为1%,n(Na~+)/n(Co~(2+))为0.85~0.9,煅烧温度为800℃时,得到了单相γ-Na_xCo_2O_4晶体。当PEG400添加量(体积分数)为1%时,γ-Na_xCo_2O_4晶体为近似平行排列的片状颗粒,具有一定的取向性,颗粒分布呈现出一种三维网状结构,表明添加PEG400后,γ-Na_xCo_2O_4形成了更稳固的凝胶结构。
2015年22期 v.10 2689-2692页 [查看摘要][在线阅读][下载 219K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张莉;李晓玉;
采用聚乙二醇400(PEG400)改进的柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备氧化物热电材料γ-Na_xCo_2O_4,通过XRD和FESEM分析,研究了PEG400添加量对γ-Na_xCo_2O_4产物的相组成和形貌的影响,优化了PEG400改进柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备γ-Na_xCo_2O_4的工艺参数。结果显示,PEG400的添加对样品的相组成和形貌均产生了明显影响。当PEG400添加量(体积分数)为1%,n(Na~+)/n(Co~(2+))为0.85~0.9,煅烧温度为800℃时,得到了单相γ-Na_xCo_2O_4晶体。当PEG400添加量(体积分数)为1%时,γ-Na_xCo_2O_4晶体为近似平行排列的片状颗粒,具有一定的取向性,颗粒分布呈现出一种三维网状结构,表明添加PEG400后,γ-Na_xCo_2O_4形成了更稳固的凝胶结构。
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为了提高微机电系统(MEMS)的封装质量,设计了应用高分子固体电解质(PEO-LiClO_4)作为新材料并与Al进行阳极键合。高分子固体电解质能用于阳极键合封装主要是因为它具有离子导电性。采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、超景深光学显微镜观察、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了PEO-LiClO_4的导电机理,加入不同锂盐对其导电性的影响及其键合界面的结合情况。结果表明:相对于LiPF_6和LiBF_4,LiClO_4与PEO发生的反应更容易削弱络合结构,使络合结构松散,在强静电场的作用下,促进了锂离子的扩散和迁移;PEO-LiClO_4的导电机理是Li~+先与ClO_4~-离解,然后与C—O产生络合;键合界面发生化学反应形成的过渡层是PEO-LiClO_4与Al能够键合的关键。
2015年22期 v.10 2693-2696页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K] [下载次数：105 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴常雄;刘翠荣;吴志生;阴旭;
为了提高微机电系统(MEMS)的封装质量,设计了应用高分子固体电解质(PEO-LiClO_4)作为新材料并与Al进行阳极键合。高分子固体电解质能用于阳极键合封装主要是因为它具有离子导电性。采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、超景深光学显微镜观察、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了PEO-LiClO_4的导电机理,加入不同锂盐对其导电性的影响及其键合界面的结合情况。结果表明:相对于LiPF_6和LiBF_4,LiClO_4与PEO发生的反应更容易削弱络合结构,使络合结构松散,在强静电场的作用下,促进了锂离子的扩散和迁移;PEO-LiClO_4的导电机理是Li~+先与ClO_4~-离解,然后与C—O产生络合;键合界面发生化学反应形成的过渡层是PEO-LiClO_4与Al能够键合的关键。
2015年22期 v.10 2693-2696页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K] [下载次数：105 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据