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关键词： 空心微珠   改性   HDPE  

摘要： 对空心微珠进行表面改性处理,通过熔融共混挤出的方法,制备不同配比的空心微珠/高密度聚乙烯复合材料。研究了空心微珠/高密度聚乙烯复合材料的抗拉强度、弹性模量及断裂延伸率与空心微珠质量分数间的关系。结果表明,计算值与实测值较为吻合,即抗拉强度随空心微珠的增加略有下降,而弹性模量却随空心微珠的增加而增加。当空心微珠的质量分数为15%时,断裂延伸率达到最大值。

关键词： 材料力学性能   超声   无损检测  

摘要： 在材料长期使用过程中必然会出现力学性能退化的情况,而在材料性能退化过程中事实上涵盖了某种非线性力学行为,而这种非线性力学行为会对声波传递带来影响。通过上述作用便可利用超声对材料力学性能退化进行检测并结合检测结果作出有效评价。

关键词： 钢渣   棉花秸秆纤维   EPS颗粒   砌块   力学性能  

摘要： 以水泥为胶凝材料,钢渣为掺合料,加入棉花秸秆纤维、EPS颗粒,研究以一定配合比制备成具有一定强度的砌块。砌块具有质轻、保温性好、降低成本、节约资源、提高废物利用等特点,是一种新型绿色建材。

关键词： 金属基复合材料   高能球磨   碳纳米管   冷轧  

摘要： 利用高能球磨和冷压烧结工艺制备出碳纳米管(CNTs)增强Al5083复合材料,并对球磨过程中CNTs的演变及成型后复合材料的力学性能和形貌进行研究。结果表明,在球磨过程中,通过机械力的作用下带动钢球将CNTs切断,长径比变小,并均匀地分散在Al基体中;在CNTs含量为2%下,复合材料抗拉强度和屈服强度分别达到294和239 MPa,硬度达到95 HV5,复合材料的力学性能最好。通过观察复合材料的断口,随着碳纳米管含量的增加,复合材料的断口形貌从韧性断裂向脆性断裂转变。

关键词： 非晶合金   室温蠕变   负自由体积   材料力学  

摘要： 本文采用力学试验机、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米压痕仪（nanoindentation）、精密密度天平等实验方法系统地研究了一系列Zr基块体非晶合金在室温下的蠕变行为，从理论上分析了非晶合金的蠕变变形机理，初步揭示了合金元素及预应力对蠕变行为及蠕变后材料性能的影响机制。通过在Zr基块体非晶合金中产生预先塑性变形，研究了变形剪切带对非晶合金腐蚀行为的影响。此外，本论文还研究了一种Zr块体非晶合金在空气环境和腐蚀环境中的腐蚀疲劳行为和性能。\n 本研究主要内容包括：⑴以具有良好非晶形成能力及室温韧性的Zr60.14Cu22.31Fe4.85Al9.7Ag3块体非晶合金为对象，研究了该非晶合金在室温下的蠕变行为。实验以该非晶合金屈服强度的90%的应力为施压应力，在这一应力下分别保压24、48和120小时。实验发现经不同时间保压后，非晶合金均发生了永久塑性变形，经120小时保压后的样品塑性应变达0.48%。但SEM并未观察到非晶样品表面有任何剪切带的产生，表明这种在弹性应力范围内发生的蠕变为均匀塑性变形。进一步DSC研究发现，蠕变后各样品的的弛豫焓随着保压时间的延长逐渐减少，其中经过120小时保压后样品的弛豫焓降低了36.7%。随后的力学性能测试发现，相对于原始态样品，保压后样品的屈服强度明显增加，纳米压痕实验显示随着保压时间的延长各样品的硬度和弹性模量均逐渐增加。而密度测试亦发现各保压后样品的密度随保压时间延长而增大。以上实验结果均表明，该非晶合金在弹性应力范围内区的保压引起了非晶合金的自由体积湮灭，即发生了应力硬化（应力退火）效应。根据原子尺度应力模型分析，我们认为这一应力退火效应是非晶合金中存在的正、负自由体积区在应力作用下相互扩散抵消所引起的。⑵选取三种具有不同玻璃转变温度和玻璃转变激活能Zr基非晶合金（Zr55Ni5Cu30Al10、Zr61Ti2Cu25Al12和Zr35Ti30Be27.5Cu7.5），并在相同条件下（以各自屈服强度的90%的应力为蠕变应力）分别保压24、48和120小时，研究了保压后各非晶合金的力学和物理性能。实验发现具有较高的玻璃转变温度和转变激活能的Zr55Ni5Cu30Al10非晶合金(Tg=668 K, Eg=497.4 KJ/mol)和Zr61Ti2Cu25Al12非晶合金(Tg=655 K, Eg=528.3 KJ/mol)保压后自由体积减少，这与Zr60.14Cu22.31Fe4.85Al9.7Ag3非晶合金(Tg=651 K, Eg=689.8 KJ/mol)的结果一致，即发生了应力硬化（应力退火）效应。但具有低的玻璃转变温度和转变激活能的Zr35Ti30Be27.5Cu7.5非晶合金(Tg=584 K, Eg=316.0 KJ/mol)却表现出应力软化的现象。这表明非晶合金在室温蠕变过程中，可以发生应力硬化（即应力退火）效应，也可以发生应力软化效应，这与非晶体系的玻璃转变温度和转变激活能密切相关。进一步理论分析表明，对于玻璃转变温度和玻璃转变激活能较高的非晶合金，由于其非晶结构更稳定，其内部不均匀结构不易被激活，弹性应力仅仅引起正、负自由体积相互扩散和抵消，使总自由体积减少，即发生应力退火效应。而对于玻璃转变温度和转变激活能较低的非晶合金，非晶合金内部不均匀结果易被激活，即使在弹性应力范围内（屈服强度的90%）保压，其内部的不均匀结构也会发生屈服，引起总自由体积增加，即发生应力软化效应。⑶以具有较低玻璃转变温度及转变激活能的Zr35Ti30Be27.5Cu7.5非晶合金为对象，分别施加屈服强度的50%、70%和90%的应力，并保压48小时，研究施加应力大小对该非晶合金蠕变行为的影响。DSC、力学性能和密度测试发现，随着保压应力的增加，该非晶合金的弛豫焓先减少后增加，而屈服强度和纳米压痕下的最大剪切强度先增大后减小，这表明随着保压应力的增加，该非晶合金发生了应力硬化向应力软化的转变。根据原子尺度应力模型结合自由体积理论分析，我们认为在低应力范围内，由于正应力起主导作用，非晶结构的变化受控于正、负自由体积的相互抵消，从而引起总的自由体积湮灭和应力硬化现象的发生；而在高应力范围内，由于切应力起主导作用，它使正自由体积区原子向基体扩散，引起总的自由体积增加和应力软化现象的发生。⑷以Zr60.14Cu22.31Fe4.85Al9.7Ag3块体非晶合金为对象，通过预先塑性变形的调控，在非晶合金样品表面产生单一或多重剪切带，随后将其在1 M的HCl溶液中浸泡处理，研究剪切带对非晶合金腐蚀行为的影响。尽管 SEM观察发现点蚀均发生在剪切台阶上，但机械抛光除去剪切台阶后，点蚀不再集中在剪切带所在位置，而是随机均布于非晶合金表面。这表明非晶合金变形后产生的剪切台阶才是导致

关键词： 羟基磷灰石   碳纳米管   复合材料   力学性能  

摘要： 将力学性能优良的碳纳米管(CNTs)与羟基磷灰石(HA)生物陶瓷相复合,发展CNTs/HA复合材料来应用于骨组织修复领域,有望解决HA生物陶瓷力学性能的不足。通过3种不同的制备方法,即通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中、通过酸碱中和反应将CNTs与HA共沉淀以及通过体外浸泡在CNTs上矿化生长HA等方法来获得CNTs/HA复合材料。深入研究CNTs的表面结构和分散状态对CNTs/HA复合材料力学性能的影响。结果表明,CNTs的添加改变了HA的脆性,导致复合材料抗压力学性能得到提高。但是,由于复合材料制备方法的不同,导致CNTs在HA基体中的分散状态、表面结构的完整性以及与HA的界面结合情况不同,导致其抗压力学性能不同。其中,通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中而获得复合材料的抗压力学性能表现最好,而CNTs与HA通过共沉淀法所获得复合材料的抗压力学性能表现最差。

关键词： 材料力学   凝聚力   教学改革  

摘要： 为了贯彻立德树人教育思想,在《材料力学》教学中引入蕴含团结意义的歌曲,并运用《材料力学》理论知识对体现凝聚力的部分歌词进行了量化分析,在《材料力学》教学中开展了培养学生团队合作意识和团队合作能力的教学改革尝试,发挥了《材料力学》课堂教学的主渠道作用,起到了对大学生进行德育教育的辐射功能,达到了教书育人的目的。

关键词： 工程材料   金属玻璃   应力弛豫   材料力学  

摘要： 金属玻璃作为一种新的无序结构材料，具有许多新奇的力学性能，诸如高弹性极限，高断裂韧性，低杨氏模量等特点，这些特点使得金属玻璃作为结构材料，具有广阔的应用前景。但是由于金属玻璃缺乏拉伸塑性，也极大的限制了金属玻璃的工程应用。至今金属玻璃的变形机制还不是十分清楚，因此如何从微观上理解金属玻璃在外场作用下力学非均匀性演化规律是问题的关键，这有助于帮助我们理解金属玻璃塑性机制以及找到提高金属玻璃塑性的方法。\n 本研究主要内容包括：⑴介绍金属玻璃中的塑性理论，并讨论各种平均场塑性模型中的关键性差异在于激活能同应力的关系以及阐述力学非均匀性研究的意义。⑵介绍常用的表征金属玻璃结构及性能的参量，并给出了这些参量的应用范围，及利用势能图景讨论文献中的结构同性能的关联情况。⑶在外应力作用下，研究金属玻璃力学非均匀性演化。利用非仿射变形分类原子，发现不同种类原子随着应力演化的空间分布规律以及关联性规律，及各类原子的成份演化及研究了各类原子结构特点。⑷金属玻璃分别在应力及温度下，具有不同的弛豫机制。发现应力弛豫具有方向性，而温度弛豫各向同性。弛豫方向性的微观机理为动力学缺陷对应力方向的敏感性。⑸在低温循环中，研究体系势能随不同参数变化的规律，给出系统老化以及年轻化的相图。并讨论年轻化及老化的边界以及利用局域模量研究了年轻化行为的微观机理。

关键词： 规则多孔金属材料   冲压工艺   力学性能  

摘要： 本论文主要研究一种规则多孔金属材料的力学性能，并且提出制备这种材料的工艺方法。本论文所研究的规则多孔金属材料是以空心正多面体为单元胞体，根据单元胞体的几何特征进行空间排列，形成具有特定形状的多孔金属工件。\n 多孔金属材料内部分散着大量孔洞，与常规实体材料相比具有较多特殊性能，主要体现在轻质、吸能和降噪等方面。本文主要研究其力学性能，结合仿真模拟的方法，对其静力学和动力学进行深入分析。静力学方面，主要针对立方体和正十四面体多孔金属，研究不同方向载荷作用下的小变形行为，以及在正压力作用下的大变形行为。动力学方面，通过DoE分析，探究立方体和正十四面体多孔金属对基体材料和几何特性的敏感性。以立方体规则多孔金属为主，研究不同外界冲击速度，以及多孔金属相对密度的影响规律。\n 提出利用金属板材冲压的方法，制备立方体多孔金属的工艺流程。通过分体组合的工艺，将立方体单元胞体分为两个独立的单元分体。每个单元分体由一套连续模分别冲压成型，将两个单元分体卡扣一起，形成完整的单元胞体。再将大量单元胞体，通过金属胶接工艺，拼接成完整的规则多孔金属工件。通过室温压缩实验，对该工艺方法制备的多孔金属工件进行静力学分析。

关键词： 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物   木塑复合材料   亚临界水   力学性能  

摘要： 在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和木粉的熔融挤出共混过程中,通过引入湿态挤出和亚临界水挤出的方法,研究了挤出温度和添加助剂品种对ABS/木粉复合材料的丙酮抽提物红外光谱及复合材料力学性能的影响,对复合材料的试样断面形貌进行了考查。结果表明,在ABS与木粉的湿态挤出或亚临界水挤出条件下,水或高压水的溶胀作用促进了界面处木纤维与ABS或马来酸酐接枝ABS(ABS-g-MAH)的反应,提高了界面结合强度,从而使复合材料力学性能明显提升;在亚临界水的最佳挤出工艺配方条件下(200℃挤出,含ABS-g-MAH5份),ABS/木粉复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度及无缺口冲击强度分别达到45.3 MPa、72.4 MPa、1.5 kJ/m^2和6.5 kJ/m^2。