关键词： 太赫兹   微结构光纤   双折射   太赫兹近零介电常量材料   有限元方法  

摘要： 为了实现太赫兹波的保偏波导传输,设计了一种含有纤芯缺陷孔和椭圆形包层空气孔的高双折射微结构光纤。通过在包层空气孔中选择性地填充太赫兹近零介电常量(epsilon-nearzero,ENZ)材料,引入了几何结构和材料分布的双重不对称性,破坏了2个偏振基模的简并以获得高双折射特性。应用有限元方法研究了光纤的双折射、损耗和色散等传输特性随结构参数的变化规律。在0.5 THz~2 THz的宽频段范围内获得了大于0.01的高双折射。x和y偏振基模的损耗在0.8 THz附近具有最小值,分别为0.903 dB·cm^(-1)和0.851 dB·cm^(-1)。纤芯缺陷孔可以有效调节色散特性,y偏振基模在1 THz~1.8 THz范围内具有(0±0.054)ps·THz^(-1)·cm^(-1)近零平坦色散特性。光纤的传输特性对ENZ材料的折射率变化不敏感。研究结论为研制太赫兹保偏光纤提供了理论参考。

关键词： 磷石膏   β型半水石膏   自流平砂浆   微结构   工作性能  

摘要： 以磷石膏煅烧改性得到的β型半水石膏粉、矿渣、减水剂、缓凝剂等为原料成功制备了磷石膏基自流平砂浆材料,重点分析了样品的微结构对其工作性能和力学性能的影响规律及作用机理。所用配方为:β型半水石膏粉60 wt%,矿渣10 wt%,粉煤灰20 wt%,生石灰10 wt%,羟丙基甲基纤维素0.05 wt%,三聚氰胺减水剂(0.5 wt%和2 wt%),明胶0.2 wt%;所制备的磷石膏基自流平材料的30 min流动度、凝结时间、抗压强度、抗折强度等主要性能指标均达到国标JC/T 1023-2021《石膏基自流平砂浆》的要求。XRD和SEM结果表明,β型半水石膏粉逐步与矿渣等骨料发生水化反应生成针状钙矾石晶体,内部结构致密、元素分布均匀,确保了产物良好的力学性能。

关键词： 点阵材料   弹性超材料   一模材料   有效性质   微结构设计  

摘要： 零能模式超材料指弹性矩阵的特征值中有若干为零的弹性材料,根据零特征值的个数可将其分类为一模至五模材料.当前,针对五模材料已有较深入研究,并在水声和弹性波调控方面获得重要应用,而对其他类型零能模式材料的研究尚未展开.论文对扭曲Kagome周期桁架这样一类欠约束点阵材料的有效弹性性质进行了研究,结果表明通过调节点阵材料的微观几何构型和杆件刚度,该类结构能够涵盖一系列一模材料谱系.针对给定一模弹性张量,发展了软-硬模式分离的微结构逆向优化设计策略.通过特定一模材料中的波传播现象对有效性质预测和微结构设计进行了数值验证.

关键词： 应变硬化水泥基复合材料(SHCC)   高温   力学性能   吸水性能   微观结构  

摘要： 在高温环境下,应变硬化水泥基复合材料(Strain hardening cementitious composites,SHCC)微结构发生破坏,进而导致其力学与抗渗性能及微结构的劣化。对比研究20℃(常温)、105℃、200℃、400℃、600℃及800℃高温作用后,不同纤维掺量的SHCC试件力学与吸水性能的演化规律,并利用低场核磁共振等技术从微观角度分析了材料宏观性能劣化机制。结果表明:当受热温度由20℃升高至105℃时,试件的动弹性模量有所下降,但抗压强度及抗折强度有所提高。当受热温度升至200℃时,SHCC抗压强度和动弹性模量变化不大,但受热温度高于400℃后,二者均迅速下降;受热温度由105℃升至200℃时,SHCC试件抗折强度显著降低;高于400℃后,抗折强度进一步劣化。纤维掺量对高温作用后的SHCC试件残余力学性能没有明显规律性的影响。另外发现,当受热温度低于200℃时,SHCC毛细吸水性能较差,具有一定的抗毛细入渗性能;400℃以上时,高温损伤能够显著促进SHCC试件的毛细吸水速度和吸水量。低于200℃时,较高纤维掺量的SHCC试件初始毛细吸水系数增加更为迅速,毛细吸水能力更强。加热温度不高于200℃时,SHCC试件的微结构较为密实;超过400℃后,SHCC试件内部纤维熔化、裂纹生成与扩展导致其力学性能显著劣化,毛细吸水性能提高。同时,高温后SHCC试件内部裂纹体积分数随纤维掺量的增加而升高。

标准号: YB/T 6045-2022

摘要： 本文件规定了炭素材料显微结构测定方法的试剂及材料、仪器 设备、试样、分析步骤及结果、试验报告。本文件适用于炭素材料光学显微结构的分析。

关键词： TiO_(2)纳米棒阵列   微结构调控   AgSbS_(2)   敏化太阳电池  

摘要： 通过保持水热生长温度与时间不变,改变水热生长液中钛酸四异丙酯的物质的量浓度,利用水热法在FTO/TiO_(2)致密层上制备了各种长度、直径、面密度的TiO_(2)纳米棒阵列(TiO_(2) NRA),成功地实现了对TiO_(2) NRA微结构的调控。使用Ag^(+)、Sb^(3+)与Tu配合物的DMF溶液作为前驱体溶液,通过旋涂热解法在所得TiO_(2) NRA上沉积了AgSbS_(2)薄膜,以Spiro-OMeTAD作为空穴传输层,组装了AgSbS_(2)敏化TiO_(2) NRA太阳电池,研究了TiO_(2) NRA微结构对相应太阳电池光伏性能的影响,结果表明,利用长度、直径、面密度为930nm、30nm、430μm^(-2)的TiO_(2) NRA所组装的AgSbS_(2)敏化太阳电池,其光电转换效率为1.43%。

关键词： 无铪氧化锆   氧化锆   显微结构   力学性能  

摘要： 研究了无铪3YSZ(3%,摩尔分数)陶瓷的抗弯强度、维氏硬度、断裂韧性等力学性能。结果表明:无铪3YSZ与3YSZ的力学性能差异不大,其维氏硬度是13.09Gpa,断裂韧性是12.98 MPa·m^(1/2),在我国锆资源短缺的背景下,无铪氧化锆在结构陶瓷中有着广泛的应用前景。

关键词： graphene   Al_(2)O_(3)whisker   Cu-matrix composite   microstructure   interfacial interaction  

摘要： The mechanical properties and microstructures of Al_(2)O_(3)whiskers and graphene nano-platelets(GNPs)co-reinforced Cu-matrix composites were ***-matrix composites with a variation of GNPs amount were fabricated by mechanical alloying followed by vacuum hot-pressing sintering and hot isostatic *** Cu-matrix composite with 0.5 wt.%GNPs(GNPs-0.5)suggests a good interfacial bonding of both Cu/C and Cu/Al_(2)O_(3)*** the hardness and compressive strength of Cu-matrix composites show a consistent tendency that firstly increases to a critical value and then decreases with increasing GNPs *** is suggested that the most possible strengthening mechanisms of both GNPs and Al_(2)O_(3)whisker working in the Cu-matrix composites involve energy dissipating and load transfer,as well as grain refinements for *** synergetic effect of GNPs and Al_(2)O_(3)whiskers is highlighted that the embedded GNPs would hinder the crack path generated at the Al_(2)O_(3)/Cu interface and enhance the already outstanding strengthening effect that Al_(2)O_(3)whiskers provide.

关键词： 石墨烯改性沥青   分子动力学模拟   范德华间隙   致密区间   温度影响  

摘要： 采用分子动力学模拟方法研究了温度对石墨烯/沥青复合材料界面微结构特征的影响。选取沥青的4组分模型,进行分子动力学模拟,得到合理的沥青玻璃化转换温度。然后加入石墨烯,共同搭建石墨烯/沥青复合材料模型并进行分子动力学模拟。在此基础上,基于复合材料切片的相对浓度,定义界面区间的范德华间隙和致密区间。根据复合材料相对浓度曲线,计算得到范德华间隙厚度,然后采用统计学方法,得到沥青基体累计浓度以及一阶导数的曲线,计算得到致密区间厚度。在各种温度条件下,通过分子动力学模拟得到石墨烯/沥青复合材料界面区间范德华间隙和致密区间的厚度。研究结果表明,温度对致密区间厚度影响较小,而对范德华间隙厚度影响较大;并且在玻璃化转换温度之前随着温度升高范德华间隙厚度波动下降,玻璃化转换温度之后随温度升高范德华间隙厚度逐步增大。

关键词： 等离子体改性   多壁碳纳米管   炭材料   煤焦油沥青   碳滑板   受电弓  

摘要： 沥青基炭材料制作的碳滑板广泛应用于轨道交通滑动电接触领域,受原料性质和制备工艺影响,滑板内部存在较多裂纹、孔隙等缺陷,制约了其机械、电气综合性能。选用与碳基体有良好相容性的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为结构缺陷的调控材料,并对其使用CO_(2)等离子体进行改性,可有效防止和减少炭复合材料制备过程中产生微裂纹。结果表明,添加0.3wt%等离子体改性MWCNTs的炭材料力学性能和导电性能明显提高,抗压强度为112.55 MPa,是原始炭材料的2.4倍,电阻率为41.61μΩ·m,是原始炭材料的0.64倍;CO_(2)等离子体改性可有效去除MWCNTs表面杂质,并使其表面富含多种含氧官能团,有利于碳管的分散以及与沥青的结合,充分发挥MWCNTs高强度、高导电的性能优势,并有效抑制微裂纹的产生。