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SiC_(f)/TC17复合材料的疲劳断裂机理研究
1
作者 张弛 周文龙 +3 位作者 王敏 付雪松 黄浩 陈国清 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第4期14-21,共8页
纤维增强钛基复合材料因其具有较高的比强度和比模量,同时具有良好的耐高温性能,被广泛应用于航空涡轮发动机叶环等结构件。由于其断裂失效形式比较复杂,为了探究其疲劳失效机制,本文利用疲劳试验机对SiC_(f)/TC17复合材料开展了室温疲... 纤维增强钛基复合材料因其具有较高的比强度和比模量,同时具有良好的耐高温性能,被广泛应用于航空涡轮发动机叶环等结构件。由于其断裂失效形式比较复杂,为了探究其疲劳失效机制,本文利用疲劳试验机对SiC_(f)/TC17复合材料开展了室温疲劳实验,通过扫描电子显微镜观察了SiC_(f)/TC17复合材料的断裂行为,研究了连续SiC_(f)纤维增强TC17合金复合材料的疲劳性能,分析了SiC_(f)/TC17复合材料在交变载荷下的疲劳断裂机理。结果表明:SiC_(f)r/TC17复合材料的疲劳寿命波动较大。在室温交变载荷条件下,SiC_(f)_(f)/TC17复合材料疲劳裂纹萌生于TC17合金包套的次表层处,且为多个疲劳源;随着疲劳裂纹向前扩展,在疲劳裂纹扩展区呈现疲劳条带及二次裂纹,在扩展过程中,当裂纹前端遇到SiC_(f)纤维时,在SiC_(f)/基体界面发生偏转和界面脱粘,裂纹绕过纤维继续在基体中扩展,产生纤维桥接效应,纤维分担了基体中的载荷,有利于复合材料的抗疲劳性能;在疲劳后期的瞬断区,TC17合金基体发生塑性变形,SiC_(f)纤维发生断裂,脱粘的纤维呈拔出形态,复合材料完全断裂失效。研究结果可为SiC_(f)/TC17复合材料设计与工艺优化提供指导和依据。 展开更多
关键词 SiC_(f)纤维 钛基复合材料 疲劳断裂机理 裂纹扩展 纤维桥接
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铝镁系微叠层复合材料一体化制备与性能研究
2
作者 耿立国 孟令刚 +4 位作者 景栋 郭倩 孙兆霞 亚斌 张兴国 《热加工工艺》 北大核心 2025年第9期113-118,123,共7页
以纯铝片、AZ31镁合金和铜箔为原材料,探究铝镁微叠层复合材料一体化制备技术,研究不同层厚比对材料组织和性能的影响。利用金相显微镜、场发射电子探针、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料的组织结构、元素分布、裂纹扩展等方面... 以纯铝片、AZ31镁合金和铜箔为原材料,探究铝镁微叠层复合材料一体化制备技术,研究不同层厚比对材料组织和性能的影响。利用金相显微镜、场发射电子探针、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料的组织结构、元素分布、裂纹扩展等方面进行分析。结果表明,采用真空热压烧结技术制备的复合材料界面结合良好,随着铝/镁层厚比增大力学性能呈先上升后下降的趋势,且当铝镁层厚比为1∶3时材料综合性能最佳,其抗弯强度为365.58 MPa,弯曲比强度为149.2×10^(3)N·m/kg,抗拉强度为210.24 MPa。 展开更多
关键词 微叠层复合材料 真空热压 界面扩散 抗弯强度 抗拉强度
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涡轮叶片用合金材料的薄壁效应研究进展
3
作者 陈家万 曹铁山 +2 位作者 胡叶兵 程从前 赵杰 《材料工程》 北大核心 2025年第6期52-61,共10页
近年来,随着航空航天技术的飞快发展,对发动机热效率和轻质化的要求越来越高,导致涡轮叶片的壁厚不断减小。然而,壁厚减小导致叶片用合金材料性能下降,即薄壁效应。因此,薄壁效应的研究对涡轮发动机安全稳定运行具有重要意义。但是,薄... 近年来,随着航空航天技术的飞快发展,对发动机热效率和轻质化的要求越来越高,导致涡轮叶片的壁厚不断减小。然而,壁厚减小导致叶片用合金材料性能下降,即薄壁效应。因此,薄壁效应的研究对涡轮发动机安全稳定运行具有重要意义。但是,薄壁效应产生的原因和规律十分复杂。基于此,本文综述了实验条件、材料的表面状态、涂层、多晶、单晶及合金的各向异性等方面对叶片用合金材料薄壁效应的影响规律,并根据薄壁效应的机理和模型,归纳了3种典型情况:氧化损伤模型、氧化-蠕变损伤模型和基于裂纹扩展的分析。由于氧化作用和硬脆相的存在,工件在服役过程中不可避免地产生裂纹,基于裂纹扩展分析表明裂纹扩展与薄壁效应有着明显的相关性,这为未来薄壁效应的研究提供了新思路。 展开更多
关键词 薄壁效应 涡轮叶片 镍基高温合金 蠕变
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脉冲微孔喷射法制备单分散球形Al-Si合金粒子储能材料的研究
4
作者 连云秀 许富民 董伟 《材料工程》 北大核心 2025年第6期145-153,共9页
金属相变材料在提升能源利用效率和节能减排方面具有广阔的应用前景。本研究通过采用脉冲微孔喷射法(pulsated orifice ejection method,POEM)成功合成A30、H30、A50、H50合金粒子作为高温储热的金属相变材料。结果表明:POEM制备的粒子... 金属相变材料在提升能源利用效率和节能减排方面具有广阔的应用前景。本研究通过采用脉冲微孔喷射法(pulsated orifice ejection method,POEM)成功合成A30、H30、A50、H50合金粒子作为高温储热的金属相变材料。结果表明:POEM制备的粒子呈单分散状态,具有高球形度、高纯度,表面光滑致密以及均匀的粒径分布等特点。此外,这些粒子表现出优异的热稳定性和高潜热值。其中,A30、H30、A50、H50粒子的熔化潜热为347.54、359.67、262.63、284.82 J/g,而相应的凝固潜热为366.24、377.50、256.82、296.47 J/g。经历多次热循环后,这些粒子仍能保持较高的能量储存密度和较好的结构稳定性。通过POEM制备的Al-Si合金粒子在相变储能领域具有显著的应用潜力,为开发新型高效储能材料提供了重要依据。 展开更多
关键词 脉冲微孔喷射法 Al-Si合金粒子 金属相变材料 储能
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砖-泥结构Ti/(Al_(3)Ti-AlTi_(3))微叠层复合材料的组织和力学性能
5
作者 景栋 孟令刚 +2 位作者 刘运峰 许金琛 张兴国 《热加工工艺》 北大核心 2025年第7期70-74,共5页
采用真空热压烧结法制备了砖-泥结构Ti/(Al_(3)Ti-AlTi_(3))微叠层复合材料。利用XRD、EPMA和SEM对复合材料的组成相和显微组织进行了表征,并通过与层状结构Ti/(Al_(3)Ti-AlTi_(3))微叠层复合材料进行对比,研究了组元复合结构对微叠层... 采用真空热压烧结法制备了砖-泥结构Ti/(Al_(3)Ti-AlTi_(3))微叠层复合材料。利用XRD、EPMA和SEM对复合材料的组成相和显微组织进行了表征,并通过与层状结构Ti/(Al_(3)Ti-AlTi_(3))微叠层复合材料进行对比,研究了组元复合结构对微叠层材料弯曲性能的影响。结果表明:砖-泥结构Ti/(Al_(3)Ti-AlTi_(3))微叠层复合材料中,Al_(3)Ti和AlTi_(3)形成了多边形薄片组织,薄片在复合材料中交错堆叠分布,薄片中心为Al3Ti层,层厚76μm;薄片外层为AlTi_(3),层厚40μm,薄片长度1~2mm,相邻薄片间通过韧性的Ti连接。相比于层状结构微叠层复合材料,砖-泥结构复合材料抗弯强度和失效应变分别提升了82%和25%,弯曲强度为675.6MPa,弯曲失效应变为7%。 展开更多
关键词 砖-泥结构 微叠层复合材料 显微组织 弯曲性能
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南锡矿冶学院材料专业教学体系考察
6
作者 董闯 《大连理工大学学报（社会科学版）》 1995年第4期56-58,共3页
我国许多工科院校都设有金属材料热加工专业或系,有热处理、铸工、焊接、锻造等。这些专业或系目前都多少存在着生源不足、学生学习积极性不高的问题。这里有外在和内在的两个原因。外因是这些行业不太景气,国有企业改革滞后,工作环境... 我国许多工科院校都设有金属材料热加工专业或系,有热处理、铸工、焊接、锻造等。这些专业或系目前都多少存在着生源不足、学生学习积极性不高的问题。这里有外在和内在的两个原因。外因是这些行业不太景气,国有企业改革滞后,工作环境艰苦等,更重要的内因则是专业口径狭窄,不适应社会需求。以我校材料工程系为例,它脱胎于原机械系热加工专业(包含铸工、金属材料及热处理两个专业),均设立于50年代,几十年没有大变化。现在,一方面两个专业都是硕士、博士点,且设有博士后流动站;而另一方面,本科生招生呈递减趋势,甚至出现了缺额。这个异常的现象说明,尽管科研工作基本适应了本行业的发展,但本科生教学却愈加不适应社会发展。近年来各校均在教学改革上作了许多尝试,在诸如拓宽专业口径、加强通才教育等方面已取得共识,但往往缺乏切实有效的具体措施。 展开更多
关键词 材料工程师 南锡 学校 学期 学堂 学院 专业基础课 金属材料 学习阶段 通才
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高熵陶瓷材料研究进展及挑战 被引量：5
7
作者 王云平 刘世民 董闯 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期83-100,共18页
高熵作为全新的材料体系,得益于巨大的组分空间、独特的微观结构以及较大的构型熵所赋予其独特且可调的优异性能,已成为材料领域的研究热点。高熵陶瓷的研究目前还处于探索阶段,尤其在精准的成分设计理论、高纯高产率粉体制备、新型烧... 高熵作为全新的材料体系,得益于巨大的组分空间、独特的微观结构以及较大的构型熵所赋予其独特且可调的优异性能,已成为材料领域的研究热点。高熵陶瓷的研究目前还处于探索阶段,尤其在精准的成分设计理论、高纯高产率粉体制备、新型烧结工艺等方面,亟待深入研究。因此,本文针对高熵陶瓷的五大高熵效应、新的设计理论、粉体制备方法、新型烧结工艺以及综合性能与实际应用进行了梳理归纳,并通过团簇加连接原子模型(CPGA)对高熵陶瓷(HEC)成分设计进行解析,深入挖掘了HEC的组元和微结构以及性能之间的关系。未来HEC的重点发展方向仍然为基础理论设计,尤其是针对非氧化物HEC成分结构。同时,在样品制备上要在学科交叉领域寻找突破,如采用人工智能机器学习与3D打印进行制备。最后,要寻找结构、热障耐腐涂层、机械、工程光学和磁性等方面实际应用并对探究工况环境下的强化、失效机制深入探究分析。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 成分设计 团簇加连接原子模型(CPGA) 制备工艺 性能应用
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Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2)正极材料的Ga_(2)O_(3)包覆改性及电化学性能 被引量：2
8
作者 刘新朋 赵刘洋 +4 位作者 李泓漪 陈雅图 吴爱民 李爱魁 黄昊 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1105-1113,共9页
首先采用共沉淀方法制备富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2)原始样品(P-LRMO),然后通过简单的湿化学法以及低温煅烧方法对其进行不同含量Ga_(2)O_(3)原位包覆。透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)结... 首先采用共沉淀方法制备富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2)原始样品(P-LRMO),然后通过简单的湿化学法以及低温煅烧方法对其进行不同含量Ga_(2)O_(3)原位包覆。透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)结果表明在P-LRMO表面成功合成了Ga_(2)O_(3)包覆层。电化学测试结果表明:含有3%Ga_(2)O_(3)的改性材料G3-LRMO具有最优的电化学性能,其在0.1C倍率(电流密度为25 mA·g^(-1))下首圈充放电比容量可以达到270.1 mAh·g^(-1),在5C倍率下容量仍能保持127.4 mAh·g^(-1),优于未改性材料的90.7 mAh·g^(-1),表现出优异的倍率性能。G3-LRMO在1C倍率下循环200圈后仍有190.7 mAh·g^(-1)的容量,容量保持率由未改性前的72.9%提升至85.6%,证明Ga_(2)O_(3)包覆改性能有效提升富锂锰基材料的循环稳定性。并且,G3-LRMO在1C倍率下循环100圈后,电荷转移阻抗(Rct)为107.7Ω,远低于未改性材料的251.5Ω,表明Ga_(2)O_(3)包覆层能提高材料的电子传输速率。 展开更多
关键词 锂离子电池 富锂锰基正极材料 Ga_(2)O_(3)包覆 电化学性能
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高频低损耗的Fe/亚微米FeNi软磁复合材料 被引量：1
9
作者 何思哲 王俊舟 +6 位作者 张勇 费嘉维 吴爱民 陈意峰 李强 周晟 黄昊 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期871-878,共8页
高功率电力电子设备的应用对功率电感的高频电感性能和能量效率提出了更高的要求,迫切需要开发高频低损耗的软磁材料。为降低软磁复合材料的涡流损耗,获得高频低损耗、大功率的一体成型电感,通过等离子体炬制备了高纯度亚微米FeNi颗粒,... 高功率电力电子设备的应用对功率电感的高频电感性能和能量效率提出了更高的要求,迫切需要开发高频低损耗的软磁材料。为降低软磁复合材料的涡流损耗,获得高频低损耗、大功率的一体成型电感,通过等离子体炬制备了高纯度亚微米FeNi颗粒,并采用简化的有限元模型探讨了亚微米FeNi颗粒对软磁复合材料涡流损耗的影响。本工作制备了含不同质量分数亚微米FeNi颗粒的Fe/亚微米FeNi软磁复合材料,重点讨论了亚微米FeNi颗粒对软磁复合材料及一体成型电感性能的影响。结果表明:与纯羰基铁粉制备的软磁复合材料相比,当亚微米FeNi颗粒质量分数为30%时,环形磁芯代表损耗的磁导率虚部µ″由1.57降至1.36,降低了13.4%;一体成型电感在10 MHz条件下的品质因数Q由13升至20,提高了53.8%,并且自谐振频率提高了12.7%,饱和电流由2.148 A升至2.352 A。通过提高材料内阻和减小涡流流动区域的尺寸,亚微米FeNi颗粒能有效降低涡流损耗,提高软磁复合材料的高频磁导率稳定性。复合亚微米FeNi颗粒有望低成本、大规模地获得高频低损耗、综合性能良好的一体成型电感。 展开更多
关键词 软磁复合材料 一体成型电感 亚微米FeNi颗粒 涡流 品质因数
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高熵复合材料微观结构、力学性能及耐磨性研究进展 被引量：1
10
作者 朱志彬 蒋丽 +1 位作者 李艳辉 张伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期213-224,共12页
自2004年以来,高熵合金因其独特的成分设计理论、微观结构以及优异的力学性能、高温稳定性、耐磨性和抗辐照性能等引起越来越多学者的关注,有望应用于核电站、航空航天等重要领域及重大装备。而在高熵合金中加入适量的增强相,或者将高... 自2004年以来,高熵合金因其独特的成分设计理论、微观结构以及优异的力学性能、高温稳定性、耐磨性和抗辐照性能等引起越来越多学者的关注,有望应用于核电站、航空航天等重要领域及重大装备。而在高熵合金中加入适量的增强相,或者将高熵合金作为增强相添加到金属基体中制备的高熵复合材料可以进一步提高材料的性能。与传统复合材料相比,高熵复合材料不仅克服了界面稳定性差的问题,还显示出优异的强塑性结合,因此近年来高熵复合材料逐渐成为复合材料领域研究的热点。基于此,本文简要介绍了近年来高熵复合材料的研究进展,分别从高熵复合材料的制备方法、微观结构、力学性能和耐磨性等方面进行了讨论,最后总结了高熵复合材料目前存在的一些问题,并对其未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 高熵复合材料 微观结构 力学性能 耐磨性
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基于分布式光纤传感与U-Net网络的复合材料分层损伤定量识别方法 被引量：1
11
作者 武湛君 董珊珊 +7 位作者 李建乐 朱明睿 张仕承 刘海涛 孙亮 李汉克 董孜劢 徐浩 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第13期20-27,共8页
结构健康监测(SHM)是确保飞行器复合材料结构安全性和完整性的重要手段。基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器可以通过测量高密度的应变分布为复合材料损伤监测提供数据支持。然而,结构应变分布特征和损伤的映射关系较为复杂,无法直接... 结构健康监测(SHM)是确保飞行器复合材料结构安全性和完整性的重要手段。基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器可以通过测量高密度的应变分布为复合材料损伤监测提供数据支持。然而,结构应变分布特征和损伤的映射关系较为复杂,无法直接根据应变分布准确判定损伤的定量信息。另外,分布式光纤传感器数据量大,通过人为分析应变数据识别损伤较为耗时且准确性偏低。为了应对这一挑战,提出了一种基于分布式光纤传感数据与U-Net神经网络的智能损伤识别方法,旨在自动精确识别复合材料中常见的分层损伤。首先,通过有限元仿真构建U-Net神经网络的训练集与验证集;随后进行含分层损伤复合材料板的悬臂加载试验,通过分布式光纤传感器采集结构应变分布数据作为测试集。损伤识别结果表明,U-Net神经网络可以对分层损伤的位置、尺寸与形状进行较为精确的定量识别。 展开更多
关键词 结构健康监测(SHM) 复合材料结构 分布式光纤传感器 深度学习 U-Net神经网络
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超声检测识别CFRP复合材料PTFE夹杂与富树脂缺陷 被引量：1
12
作者 付冬欣 林莉 +1 位作者 张书宁 罗忠兵 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期83-88,共6页
针对碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)缺陷试样制作困难且不同夹杂缺陷难识别的问题,采用仿真与试验相结合的方法,开展聚四氟乙烯(PTFE)夹杂与富树脂缺陷超声检测研究。首先建立考虑CFRP层结构弹性各向异性的... 针对碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)缺陷试样制作困难且不同夹杂缺陷难识别的问题,采用仿真与试验相结合的方法,开展聚四氟乙烯(PTFE)夹杂与富树脂缺陷超声检测研究。首先建立考虑CFRP层结构弹性各向异性的多向层合板超声反射法有限元模型,对比模拟与试验得到的A扫描时域信号,证明了模型的有效性。在CFRP层合板内部设置宽度6 mm,厚度0.03~0.40 mm的PTFE夹杂和厚度0.03~0.85 mm的富树脂缺陷,模拟得到超声A扫描信号,分析比较两种缺陷厚度变化对超声信号幅值最大值和波形峭度因子的影响。结果显示,随着缺陷厚度增加,PTFE夹杂及富树脂缺陷信号的幅值最大值和峭度因子均呈现先上升后下降最后趋于稳定的趋势,但富树脂缺陷信号幅值最大值低于PTFE夹杂,其峭度因子随厚度变化滞后于PTFE夹杂。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料(CFRP) 数值模拟 缺陷识别 PTFE夹杂 富树脂
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基于第一性原理高价元素Mo稳定层状富锂锰基材料的氧框架机制
13
作者 张硕 赵刘洋 +2 位作者 黄昊 吴爱民 李爱魁 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期110-119,共10页
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算探究了高价元素Mo取代Mn稳定层状富锂锰基材料氧离子框架机制.Mo掺杂将体积变化率从‒2.95%降至‒0.53%,改善了锂化前后的晶格畸变.空位形成能及巴德电荷分析结果表明,7种氧空位形成能均明显提升,且... 采用基于密度泛函理论的第一性原理计算探究了高价元素Mo取代Mn稳定层状富锂锰基材料氧离子框架机制.Mo掺杂将体积变化率从‒2.95%降至‒0.53%,改善了锂化前后的晶格畸变.空位形成能及巴德电荷分析结果表明,7种氧空位形成能均明显提升,且第一配位氧平均巴德电荷从1.13 e升至1.18 e,抑制了不稳定氧析出;锂化前后氧原子巴德电荷改变量从0.51 e降至0.11 e,表明循环前后的体系均具有良好的氧框架稳定性.通过差分电荷密度计算,发现Mo能够在Li去除后提供电荷补偿,而且Mo掺杂后锂离子迁移速率得到了提升,最低势垒从0.55 eV降至0.42 eV.为高价元素掺杂锂离子电池正极材料奠定了坚实的理论依据. 展开更多
关键词 锂离子电池 富锂正极材料 电子性质 晶格氧 密度泛函理论
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连续SiCf/TC17复合材料室温偏轴拉伸性能研究
14
作者 沙兆洋 陈国清 +2 位作者 黄浩 王敏涓 周文龙 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期153-160,共8页
采用磁控溅射法结合热等静压工艺制备SiCf/TC17复合材料,通过SEM观察试样的断口形貌,研究了复合材料在室温的偏轴拉伸性能及断裂机制。结果表明:纤维偏轴角度在0°~2°间,复合材料轴向性能变化较小,拉伸强度稳定在1960~1987 MPa... 采用磁控溅射法结合热等静压工艺制备SiCf/TC17复合材料,通过SEM观察试样的断口形貌,研究了复合材料在室温的偏轴拉伸性能及断裂机制。结果表明:纤维偏轴角度在0°~2°间,复合材料轴向性能变化较小,拉伸强度稳定在1960~1987 MPa;纤维偏轴角度再增大时(>2°),材料拉伸强度近似呈单调线性降低,由1870 MPa降至1797 MPa。纤维偏轴角度较小时(≤2°),平坦区基体与纤维断裂面平整,且两者的断裂面平行。纤维/基体界面没有明显的脱粘破碎迹象;纤维偏轴角度较大时(>2°),部分纤维存在“斜切断裂”,纤维拔出距离变长,且不再与基体的断裂面保持在同一平面,基体撕裂损伤严重。依据断口形貌结合局部承载模型,详细论述了SiCf/TC17复合材料两种拉伸失效的断裂过程。纤维偏轴角度较小时(≤2°),裂纹萌生于纤维间距较小的反应层,在界面处钝化或偏转进而形成不同截面的平坦区,当纤维超过承载能力极限,试样整体断裂;纤维偏轴角度较大时(>2°),“拉-剪”耦合效应导致C涂层与反应层间的界面脱粘破碎形成裂纹源,裂纹加速反应层受损或导致界面脱粘致使纤维断裂,当基体及剩余纤维超过承载能力极限,试样整体断裂。 展开更多
关键词 钛基复合材料 SIC纤维 TC17 拉伸性能 断裂过程 偏轴拉伸
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基于贝叶斯估计和数据融合的复合材料结构冲击定位
15
作者 邓德双 曾旭 +2 位作者 杨正岩 杨雷 武湛君 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期251-261,共11页
到达时刻(TOA)是用于冲击定位的关键特征之一,目前随着信号处理技术的不断发展,在文献中可找到多种时频模型进行测量,但是在选择上通常依赖于人的经验。此外,考虑到测量模型的系统误差和测量噪声引起的不确定性,传统基于TOA的冲击定位... 到达时刻(TOA)是用于冲击定位的关键特征之一,目前随着信号处理技术的不断发展,在文献中可找到多种时频模型进行测量,但是在选择上通常依赖于人的经验。此外,考虑到测量模型的系统误差和测量噪声引起的不确定性,传统基于TOA的冲击定位方法存在不足。为此,本文提出了一种基于贝叶斯估计和数据融合的复合材料结构冲击定位方法。首先,应用多种不同的时频模型来获取冲击响应信号的TOA数据;然后根据TOA数据测量误差的不确定性,应用贝叶斯定理构建冲击位置的后验概率密度函数;再采用马尔可夫链蒙特卡罗采样方法估计冲击位置参数的后验分布,并用正态分布进行拟合;最后,对不同TOA数据获得的冲击位置概率分布进行融合,利用融合后的概率分布对冲击源的位置做最终决策。通过复合材料加筋板上的落锤撞击实验验证了本文方法的可行性,平均定位误差仅为0.94 cm,相比于传统基于TOA的冲击定位方法可靠性和准确性更高,且在鲁棒性和定位时间方面同样具有优势。 展开更多
关键词 到达时刻 贝叶斯估计 数据融合 复合材料加筋板 冲击定位
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热变形协同优化BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)材料电热输运
16
作者 田震 蒋全伟 +3 位作者 李建波 于砺锋 康慧君 王同敏 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1316-1324,共9页
作为一种能够同时制备具有相同化学成分的n型与p型热电材料,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)材料在开发设计性能优良的热电器件方面具有极大的应用潜力。但其电导率较低,热电性能较差,阻碍了进一步推广应用。因此,在保持较低热导率的前提下,提升... 作为一种能够同时制备具有相同化学成分的n型与p型热电材料,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)材料在开发设计性能优良的热电器件方面具有极大的应用潜力。但其电导率较低,热电性能较差,阻碍了进一步推广应用。因此,在保持较低热导率的前提下,提升BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的电输运性能,对改善其热电性能具有重要意义。本研究结合封管熔炼和真空热压烧结,对n型BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)进行多次重复热变形。研究发现,热变形使样品产生大量具有择优排列方向和较大表面积的纳米层片,使其不但可以保持较高载流子浓度,而且具有高的载流子迁移率,从而有效提高了BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的电导率。与此同时,热变形还可以在样品中引入多尺度缺陷,有效散射全尺度声子,极大地降低了BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的热导率。因此,热变形实现了样品电输运和热输运之间的解耦,同时改善了电性能和热性能。在500 K时,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的热电优值由未变形样品的0.21提高至0.50,提升了约138%,热电性能得到显著改善。本工作为制备具有较高转换效率和均匀结构的BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)热电器件提供了基础。 展开更多
关键词 n型BiSbSe_(1.50)Te_(1.50) 热电材料 热变形 协同优化
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等离子体改性多孔聚合物材料负载银纳米粒子的抗菌性能
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作者 陈朝军 李淑淇 +3 位作者 卢可 郑直 杨德正 徐庆南 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2988-2997,共10页
在材料表面均匀稳定地负载纳米银粒子并提高其抗菌性能是目前面临的一项挑战。为此利用纳秒脉冲放电预处理结合化学浸渍法制备了一种纳米银-多孔聚合物复合材料。利用原子力显微、X射线光电子能谱测试分析了等离子体改性前后多孔聚合物... 在材料表面均匀稳定地负载纳米银粒子并提高其抗菌性能是目前面临的一项挑战。为此利用纳秒脉冲放电预处理结合化学浸渍法制备了一种纳米银-多孔聚合物复合材料。利用原子力显微、X射线光电子能谱测试分析了等离子体改性前后多孔聚合物材料表面物理性能和化学成分的变化。利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析了纳米银在多孔聚合物材料表面的分布情况。以大肠杆菌和白色念球菌为测试菌种,测试在不用放电处理时间、脉冲峰值电压、硝酸银浓度以及作用时间下纳米银-多孔聚合物复合材料的抗菌性能。结果表明,等离子体改性时间为20min、脉冲峰值电压30kV的条件下,在10mmol/L的硝酸银溶液中浸渍得到的复合材料在作用时间为5h时,对大肠杆菌和白色念球菌的杀菌率仍高达99.3%和98.9%,展现出良好的抗菌效果。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电等离子体 多孔聚合物材料 纳米银 大肠杆菌 白色念球菌 抗菌性能
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脉冲微孔喷射法的应用研究进展
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作者 董伟 刘苏磊 +1 位作者 王旭东 许富民 《材料导报》 北大核心 2025年第3期167-175,共9页
脉冲微孔喷射法能够制备尺寸均一且热历史一致的单分散球形液滴及凝固粒子,在凝固理论研究、微电子封装、金属三维打印及粉末冶金等领域具有明显的优势。本文从脉冲微孔喷射法(POEM)的实验原理、装置以及模拟计算成果出发,综述了基于POE... 脉冲微孔喷射法能够制备尺寸均一且热历史一致的单分散球形液滴及凝固粒子,在凝固理论研究、微电子封装、金属三维打印及粉末冶金等领域具有明显的优势。本文从脉冲微孔喷射法(POEM)的实验原理、装置以及模拟计算成果出发,综述了基于POEM所制备的未达到冷却凝固状态的微液滴在凸点沉积、3D打印、逐液滴雾化等方面的应用,以及基于POEM所制备的达到冷却凝固状态的微粒子在电子封装、核壳结构、金属玻璃等方面的应用,并进一步对现阶段脉冲微孔喷射法应用存在的问题以及发展前景进行了说明和展望。本综述可为单分散球形微滴及凝固微粒子相关领域以及凝固研究理论提供进一步的参考。 展开更多
关键词 脉冲微孔喷射法 液滴 单分散粒子 无容器凝固 模拟计算
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基于脉冲微孔喷射法的微滴按需调控及直接沉积凸点研究
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作者 董伟 贾赞儒 +2 位作者 许富民 王旭东 赵阳 《材料工程》 北大核心 2025年第4期178-186,共9页
微滴喷射的稳定性和微滴尺寸的按需制备是实现芯片封装中凸点直接制备的重要前提。采用脉冲微孔喷射法(POEM)进行SAC305商用无铅焊料的喷射实验,探究了微滴喷射过程中,脉冲波形、传动杆与微孔的距离和微孔直径等工艺参数相互作用对喷射... 微滴喷射的稳定性和微滴尺寸的按需制备是实现芯片封装中凸点直接制备的重要前提。采用脉冲微孔喷射法(POEM)进行SAC305商用无铅焊料的喷射实验,探究了微滴喷射过程中,脉冲波形、传动杆与微孔的距离和微孔直径等工艺参数相互作用对喷射稳定性和粒子尺寸的影响,对制得焊球的表面及组织形貌、成分和相组成进行了分析。结果表明,通过协同关键工艺参数能够实现微滴的稳定喷射及尺寸的按需调控,目标粒径与实际尺寸偏差在4%以内,能够满足凸点制备稳定按需的前提条件。微滴凝固过程中的温度变化结果表明,氩气氛围中的冷速远低于氦气氛围,因此组织更粗大。结合上述结果,直接在纯铜板上制备凸点,形成了冶金层,表明了该技术的可行性,为凸点的直接制备提供了一种新途径。 展开更多
关键词 脉冲微孔喷射法 SAC305 BGA焊球 凸点制备
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脉冲激光参数对Ti-6Al-4V薄板同轴双激光焊缝成形及其组织性能影响研究
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作者 王红阳 李涛 +2 位作者 尹海鹏 陆连种 刘黎明 《航空制造技术》 北大核心 2025年第14期14-21,共8页
针对钛合金薄板焊接过程中易变形问题,采用由连续激光和脉冲激光组成的同轴双激光器对1.5 mm厚的Ti-6Al-4V薄板进行焊接试验。研究不同激光功率配比、脉宽和频率对焊缝成形和薄板变形的影响,确定了Ti-6Al-4V薄板对焊的最佳焊接工艺参数... 针对钛合金薄板焊接过程中易变形问题,采用由连续激光和脉冲激光组成的同轴双激光器对1.5 mm厚的Ti-6Al-4V薄板进行焊接试验。研究不同激光功率配比、脉宽和频率对焊缝成形和薄板变形的影响,确定了Ti-6Al-4V薄板对焊的最佳焊接工艺参数。试验结果表明,在连续激光功率1.6 kW、脉冲激光功率0.3 kW、脉冲频率25 Hz、脉宽6 ms、焊接速度1000 mm/min的焊接工艺参数下可以获得质量优异的焊缝,变形角度为0.9°。焊接接头抗拉强度为948 MPa,达到母材的92.3%;焊缝表面最大残余压应力为207 MPa,焊缝区和热影响区显微硬度均高于母材。 展开更多
关键词 同轴双激光 TI-6AL-4V 薄板变形 残余应力 组织性能
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