关键词： 多孔压电驻极体   孔洞微结构   拓扑优化   渐近均匀化  

摘要： 多孔压电驻极体是带有分布电荷的孔洞聚合物材料,是一种新型的压电材料.多孔压电驻极体材料的宏观压电性与内部孔洞微结构的构型和分布密切相关.将多孔压电驻极体材料看成含周期微结构的复合材料,采用渐近均匀化理论求解宏观等效系数性质,基于变密度法和拓扑优化方法,利用ANSYS的APDL参数化设计语言编制基于有限元分析的优化程序,给出最优的孔洞微结构拓扑,获得最大压电系数.

关键词： 水化硬化机理   水泥基材料   构形   中国硅酸盐学会   南召   学术交流   物理力学性能   研讨内容  

摘要： 为了促进学科发展，充分发挥中国硅酸盐学会的学术交流优势和《硅酸盐学报》作为开展学术交流、学术争鸣重要阵地的作用，定于2016年8月14日～16日在山东省济南市举办水泥基材料水化硬化机理与微结构形成研讨会，研讨内容为：水泥基材料的组成、水化硬化机理、微结构形成及其与物理力学性能的关系。

关键词： 1060Al/AZ31Mg   铸造复合   轧制   微观结构  

摘要： 采用铸造+轧制制备了1060Al/AZ31Mg层状复合材料,研究了铸造1060Al/AZ31Mg层状复合材料界面结构及性能,并研究了轧制对复合材料组织的影响。结果表明,铸造1060Al/AZ31Mg层状复合材料界面生成了金属间化合物,从1060Al侧向AZ31Mg侧依次为Al Mg化合物层、Mg17Al12化合物层、Mg+Mg17Al12共晶层。界面金属间化合物层显微硬度明显高于两侧母材,靠近1060铝合金侧化合物层达到最大值250 HV左右。1060Al/AZ31Mg层状复合材料轧制后界面金属间化合物破碎,累计压下量80%时,金属间化合物基本消失。

关键词： 立方氮化硼   氧化铈   抗弯强度  

摘要： 以Ce O2作为烧结助剂,采用高温(1700℃)、高压(5 GPa)烧结,制备出β-Sialon-c BN陶瓷基复合材料,观察了样品的断面微观形貌,并测试了样品的气孔率、密度,抗弯强度和硬度。研究了不同百分含量的Ce O2对β-Sialonc BN复合材料的显微结构和相关力学性能的影响。结果表明:随着烧结助剂Ce O_2的加入,促进了β-Sialon与c BN之间的界面结合,β-Sialon长径比提高。结果增强了β-Sialon-c BN复合材料的致密性,使复合材料的抗弯强度和硬度增大。

关键词： 微结构演化   相场法   扩散界面   热力学   铁性材料   畴结构  

摘要： 材料的各种宏观性能与其内部的微观结构密切相关,如何通过控制材料微结构的分布来提高其性能指标一直是工程界与学术界广泛关注的课题.由于场变量在界面的突变,传统的基于局部理论的突变界面模型在描述材料微结构演化方面存在一定的困难.基于非局部理论的相场法采用扩散界面的概念来描述界面,避开了理论上描述突变界面的困难,在模拟材料内部任意的组织形态和复杂的微结构演化方面具有独特的优点.论文首先介绍相场法的热力学理论基础,包括自由移动边界问题、扩散界面模型、非局部能量泛函、相场动力学方程及其常用求解方法.然后重点介绍铁电、铁磁和多铁性材料微结构演化的相场模拟,同时简要介绍相场法在软物质和锂离子电池材料微结构演化模拟中的应用,最后给出总结和展望.

关键词： MEMS   左右舷模糊   Ansys   矢量水听器  

摘要： 针对当前的MEMS矢量水听器存在左右舷模糊问题,提出了一种四元阵型MEMS矢量水听器微结构。首先,从理论上分析了当前的MEMS矢量水听器左右舷模糊问题,从而提出了可消除左右舷模糊的四元阵型MEMS矢量水听器微结构。其次,对四元阵型MEMS矢量水听器微结构进行有限元仿真,声源方向可以通过分析各阵元应力分布情况而唯一确定。最后,通过驻波声场试验验证其可行性,结果表明,该微结构可实现左右舷分辨,有效消除左右舷模糊。

关键词： 固相化学合成   银纳米粒子   表面微结构   表面等离子共振  

摘要： 以次亚磷酸钠和硝酸银为原料,采用室温固相化学反应合成法制备银纳米粒子。用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电镜、表面增强拉曼散射光谱对其进行了晶相、结构、形貌及性能的表征。结果表明,大粒径纳米颗粒存在层状孪晶及表面突起结构,而小粒径粒子多为热力学稳定多面体结构;纳米粒子制备的拉曼基底的扫描电镜表征显示,相邻纳米粒子间距较小(<10 nm),纳米颗粒表面粗糙。拉曼测试显示,银纳米粒子基底能显著提高罗丹明6G的拉曼散射信号。用室温固相化学反应合成的纳米粒子表面粗糙,裸露较多的高自由能晶面,粒子间距较小对材料的高SERS活性起着重要的决定作用。

关键词： 美国金属粉末工业联合会   粉末冶金材料   显微结构   网站   产品质量问题   粉末冶金制品   粉末冶金零件   质量管理方法  

摘要： 在经过多年的准备和开发后，美国金属粉末工业联合会推出了综合性的粉末冶金材料显微结构网站（http：／／***／），建立这个网站是为了帮助粉末冶金零件生产企业和粉末冶金制品用户理解粉末冶金材料的显微结构，使金相技术在设计新产品，开发新材料，解决各种产品质量问题，以及作为一种有效的产品质量管理方法等方面的价值得到提升。在这个网站，

关键词： 工业陶瓷   显微结构   多组分掺杂   综合性能  

摘要： 工业陶瓷材料是无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料三大固体材料之一，扮演着重要的角色，其在工业领域中的应用价值和潜力愈发突出。但工业陶瓷材料的致命弱点是塑性欠缺，脆性大，韧性低，大大限制了其应用的安全性和广泛性。因而，克服陶瓷材料的脆性，提高韧性，一直是陶瓷材料领域研发的重点和热点。目前结构陶瓷增韧的主要途径有：纤维或晶须增韧、颗粒弥散增韧、微裂纹增韧、相变增韧、纳米增韧及多种强韧化机制的协同增韧等。现有氧化锆相变增韧陶瓷材料尚存在不足之处，如成本高,硬度较低,在湿热环境下易老化,耐磨损性能还不甚理想等。针对现有使用于石油、化工等领域的陶瓷缸套和柱塞材料存在的不足，本课题在己有增韧补强理论的指导下，通过多组分掺杂的方法，改善其组成、显微结构和性能，从而研制出综合性能更优的Al2O3-ZrO2质新型工业陶瓷材料。\n 开展了正交和单因素实验，制备了添加稀土氧化物的Al2O3-ZrO2陶瓷材料，研究了ZrO2含量对其组成、显微结构和性能的影响。随着氧化锆含量的增加，材料的断裂韧性、抗弯强度、硬度等力学性能逐步提高。当ZrO2含量为55wt%时，材料的综合性能达到最佳。研究了稀土氧化物氧化镧、氧化铈加入量对Al2O3-ZrO2陶瓷材料性能的影响。所加稀土氧化物对材料的体积密度及力学性能有不同程度的影响。La2O3、CeO2的最佳加入量分别为1.5 wt%左右和1.6 wt%左右。研究了工艺因素对添加稀土氧化物Al2O3-ZrO2材料性能的影响。基于以上工作，确定了所加稀土氧化物的加入量，在不同工艺参数条件下，探明了不同的加工粒度、成型压力、烧成制度对制品体积密度及力学性能的影响。由此确立的最佳工艺参数为：原料加工的粒度D50和Dav分别为1.85μm及1.80μm，成型压力130～140MPa。烧成温度1610~1625℃，保温时间120min。按最佳配方及工艺生产了Al2O3-ZrO2陶瓷制品。制得的陶瓷产品达到的性能为：体积密度4.89 g/cm3，抗弯强度586 MPa，断裂韧性13.16 MPa·m1/2，维氏硬度1456kg/mm2，均比改进前的产品有显著提高。\n 现有陶瓷缸套、柱塞这类陶瓷构件存在脆性大，韧性低，后期可加工性差，使用寿命短的问题，而用本课题研制的材料做成的制品，在显微结构上表现出晶粒发育充分，各晶相分布均匀，晶界结合增强，结构致密的特点，使制品具有更好的力学性能和使用效果。使用试验表明，用本课题研制的陶瓷缸套较同用途的原用制品使用寿命提高1倍以上；制做的陶瓷柱塞与同类进口产品比，在使用寿命相当的情况下，成本降低了1/3，取得了良好的经济效益。

关键词： 多孔碳   微结构   力学性能   超级电容器   纳米尺度   反应诱导相分离法  

摘要： 多孔碳材料是一种富含孔道的固体材料，因具有电导率高、酸碱及水热稳定性强、比表面积高和孔结构发达等特点而被广泛用作电极材料、电催化剂或催化剂载体，在新能源、新材料领域中具有举足轻重的作用。\n 国内外科学家对多孔碳材料微观结构的控制做了大量的研究工作，并取得了一系列丰硕的研究成果。发展出多种多孔碳微纳结构成型的方法，探索了孔的形成机理，拓展了多孔碳的应用。但是，传统方法制备的多孔碳多以粉末或者薄膜的形式存在，这限制了其应用领域。块体材料因具有易回收再利用，后续加工时不牺牲比表面积、机械性能好等优点，逐步引起人们的关注。同时，传统的多孔碳材料因孔径单一分布，在实际应用中受到诸多的限制。多级孔碳材料具有不同尺度孔径分布，兼具高比表面积、高通透性的特点，拥有很好的应用前景，国际科学研究的热点开始转向多级孔碳的可控制备及性能研究。\n 针对上述问题，我们按照微结构-功能一体化的理念，从酚醛树脂出发，利用酚醛树脂中含有羟基的特点，利用多种微结构控制的手段，实现了对多孔碳材料的微结构控制，制备了一系列多孔碳材料，并对其应用性能进行了初步研究。本论文主要从合成方法上突破创新，探索多孔碳新的合成方法，探讨微纳结构形成机理，为多级孔碳材料的制备提供了新的思路。\n 本论文主要分为三大部分:\n 1.利用反应诱导相分离法成功制备出高比表面积、无宏观缺陷的纳米孔块体碳材料。纳米孔分布均匀，孔径分布在10-60 nm，比表面积最高可达521 m2/g。通过调节致孔剂的用量、分子量及酚醛树脂的反应活性，实现了多孔碳形貌的可控调节。对碳材料的性能进行了研究，结果表明双连续结构能够提供气体逸出通道，减少内应力对碳骨架的破坏，有利于保持碳骨架的完整，提高碳材料的力学性能。拥有较窄孔径分布和双连续结构的多孔碳样品的压缩强度最高，达到35MPa，是致密碳样品压缩强度的7倍。\n 2.通过控制三种相分离（溶剂蒸发自组装法、聚合物-溶剂相分离法和聚合物-聚合物相分离法）的发生过程，将有机胺催化的酚醛、F127和PTMC快速固化，之后碳化、活化，成功制备了微孔-双级介孔-大孔四级结构的多级孔碳材料。对孔的形成过程进行了研究，结果表明，通过有机胺催化的酚醛强氢键相互作用，利用合成体系分子间的反应、聚合、自组装与相分离之间的不同，能够很好地控制相分离的发生过程。制备出的多级孔碳材料孔道结构丰富，孔径呈现多级分布(＜2nm，3-5 nm，20-60 nm和10-100μm)，比表面积为3014 m2/g，孔容为2.06cm3/g。并且表现出了良好的电容性能，比电容可达166 F/g。\n 3.通过控制反应诱导相分离的过程，能够实现对多孔碳素坯密度、孔径、孔隙率的可控调节。制备了不同密度、孔径、孔隙率的多孔碳素坯、含硅多孔碳素坯和多孔C/C复合材料，之后通过渗硅反应制备出相应的SiC材料。表征了多孔碳素坯和SiC材料的微观形貌和力学性能，系统地研究了多孔碳素坯的性能与反应形成SiC材料性能之间的关系。结果表明，当多孔碳密度为0.80 cm3/g，孔径为55.2 nm，SiC材料的弯曲强度可达238±23 MPa，残余Si含量为14.5％。向多孔碳素坯中引入Si粉不仅可以调控素坯碳含量和坯体的孔结构，而且硅粉熔化时吸热使渗硅反应时放热减缓，有利于减少烧结缺陷，细化SiC的晶粒尺寸，提高SiC材料的性能。