机械超材料研究进展

来源 :稀有金属材料与工程 | 被引量 : 0次 | 上传用户:W200582166
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机械超材料因其具有传统材料所不具有的独特力学性能而受到学者的广泛关注.其独特新颖的性能与自身结构紧密相关,通过设计和制备不同的结构,能够使材料具有许多独特的力学性能.目前,制备工艺的发展和进步使得制备具有任意复杂微米或纳米结构的材料成为现实.本文综述了机械超材料领域中较为常见的几种性能:轻质高强、负泊松比、负可压缩性、负热膨胀性和超流体的研究进展,总结了机械超材料发展的限制因素,并对该领域的发展方向及研究重点进行了展望.
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研究真空条件不同挥发温度和温度梯度下镁蒸气的冷凝行为.结果 表明,随着挥发温度的升高,冷凝初始点温度变化较小,但镁蒸气冷凝区域跨度增大,得到的金属镁冷凝产物颗粒粒径减小.当温度梯度固定时,挥发温度从900℃升高至1200℃,镁蒸气的冷凝初始点温度为653.7℃~708.3℃,镁冷凝区域长度从11.5 cm增加至16 cm,且镁蒸气冷凝颗粒粒径从68.33 μm减小至24.60μm;当挥发温度固定时,温度梯度从30.23℃/cm升高至39.85℃/cm,镁冷凝区域长度从14 cm降低至10 cm,说明温度梯
日本福岛核事故后,以提升反应堆在事故工况下的稳定性和安全性为目的 的事故容错燃料技术研究已成为世界范围内的研究热点.涂层技术是事故容错燃料项目短期规划主要的发展方向.在锆合金燃料包壳表面制备保护性涂层能够在不改变现有燃料体系结构的前提下,提升锆合金包壳在反应堆失水事故条件下的事故容错能力.本文综述了国内外锆合金包壳涂层领域研究成果,总结了锆合金表面涂层的种类、性能、制备技术及应用前景,结合涂层的制备技术,综合分析了各种制备方法的特点以及未来需集中要解决的问题.在此基础上,提出金属Cr涂层具有良好的耐腐蚀性
选用几种不同工艺参数对TC17钛合金进行线性摩擦焊实验.采用填埋热电偶的方法测量焊接过程中界面温度,运用光学显微镜、扫描电子显微镜等测试手段对接头焊接缺陷进行深入分析,利用显微硬度仪测量了振幅a=1 mm和a=3 mm下接头的显微硬度分布.研究表明:当振幅a=1mm时,焊接过程中热输入严重不足,无法得到良好的焊接接头,焊接过程中界面最高温度仅达到相变点附近,而采用a=3 mm焊接时,界面温度可以达到1170℃.振幅a=1 mm得到的TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头界面会出现孔洞、磨损
相比于钛合金、不锈钢、钴基合金等传统生物医用金属材料,镁合金不仅具有生物可降解特性,而且其弹性模量与人体骨骼很接近,不容易产生“应力屏蔽”,被誉为“新一代先进生物材料”.但镁合金在人体内降解速率过快,由此产生的力学失稳和过量降解产物在体内的代谢吸收隐患限制了其在外科植介入医疗领域的大量推广应用.而可生物降解或可吸收的天然和合成高分子(聚合物)是全球量大面广的一类质轻、多功效、生物安全性好的生物医用材料,若将其作为可降解镁合金表面的特种防护涂层并解决好两者表界面之间的生物功能性和力学相容性,将是开发先进镁合
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镁合金由于良好的生物安全性和力学承载性,同时兼具可控的体内外降解速率,被誉为新一代的“革命性医用金属材料”.然而,在湿润气氛条件下镁合金的耐蚀性能较差,尤其是在复杂载荷和腐蚀疲劳作用下(经历动态交变载荷及腐蚀介质协同作用)镁合金的力学固定/支撑功能急剧骤减,导致植入物过早/提前失效.因此,本文从医用镁合金疲劳失效的施加载荷、频率与腐蚀因素的耦合机理出发,针对医用镁合金体内外腐蚀疲劳寿命、断口微区特征和腐蚀速率间定量关系,阐述交变载荷下腐蚀疲劳失效微观机制.同时,深入解析了疲劳微裂纹萌生/扩展机理,全面总结
电爆喷涂是一种新兴的热喷涂方法,它是利用高电压对喷涂材料脉冲放电,瞬时大电流将其加热并发生爆炸,产生高温粒子伴随冲击波喷射到基体表面形成涂层.其特点是喷射粒子速度高,设备尺寸小,适用于孔腔内壁喷涂.本文综述了电爆喷涂方法的发展现状,其经历了自由、定向和约束电爆喷涂.自由喷涂的电极直接接触,烧损严重,并对管径有限制,仅用于小直径管/孔内壁;定向喷涂的约束腔常用陶瓷材料,在爆炸冲击时易破裂或烧蚀;约束喷涂采用消融材料制作约束腔,气体放电导入电流,使这些问题得以解决.其次,阐述了该方法制备的涂层特性,即涂层与基
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基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了点缺陷和Nb原子掺杂对α-Zr力学性质的影响.结果 表明,单空位引入使得α-Zr的剪切模量增大,Nb原子掺杂使得α-Zr的剪切模量下降.通过计算含不同点缺陷的α-Zr三维杨氏模量,得到点缺陷引入和Nb掺杂均会使α-Zr结构的各向异性减弱,从而可以在一定程度上缓解因各向异性导致的锆合金辐照效应.