【摘 要】
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基于第一性原理密度泛函理论,结合广义梯度近似(GGA),对采用虚拟晶格近似(VCA)法建立的NbTaTiZr系体心立方结构模型,进行结构性质、弹性性质、各向异性以及硬度和耐磨性的计算,并结合骨科植入物材料的力学性能指标对计算结果进行了讨论.结果 表明,Nb、Ta元素可以提高材料的延展性和金属键特性.Ti元素含量的增加有利于多组元合金杨氏模量和剪切模量的降低,显著提高合金的塑性,但考虑到泊松比与天然骨的匹配,应该严格控制Ti的含量.Ta、Nb、Zr、Ti对合金各向异性的影响依次增强.NbTa1.4TiZr合
【机 构】
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常州大学,江苏常州213164;沙洲职业工学院,江苏张家港215600;常州大学,江苏常州213164;江苏城乡建设职业学院,江苏常州213147;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京211816
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基于第一性原理密度泛函理论,结合广义梯度近似(GGA),对采用虚拟晶格近似(VCA)法建立的NbTaTiZr系体心立方结构模型,进行结构性质、弹性性质、各向异性以及硬度和耐磨性的计算,并结合骨科植入物材料的力学性能指标对计算结果进行了讨论.结果 表明,Nb、Ta元素可以提高材料的延展性和金属键特性.Ti元素含量的增加有利于多组元合金杨氏模量和剪切模量的降低,显著提高合金的塑性,但考虑到泊松比与天然骨的匹配,应该严格控制Ti的含量.Ta、Nb、Zr、Ti对合金各向异性的影响依次增强.NbTa1.4TiZr合金的泊松比与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)人工髋关节相当,最接近人体皮质骨的显微硬度.
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采用离子注入技术在316L不锈钢基体上制备了氧化铝阻氚涂层.对离子注入法的不同工艺参数对α-Al2O3涂层摩擦磨损、耐腐蚀、抗热震、阻氚性能的影响进行了研究.结果 表明:温度、加速电压及离子注入剂量对α-Al2O3的含量均有影响.温度升高时,α-Al2O3的含量增加.增大加速电压及离子注入剂量时,α-Al2O3含量均出现先升高后降低的规律.离子注入剂量对涂层的摩擦磨损、耐腐蚀性能影响比较大:离子注入剂量越大,涂层的耐磨、耐腐蚀性能越好.涂层经过200次热震测试后未发生变化,抗热震性能较好.Al2O3膜层具
研究了不同Sn含量流变铸造AZ91合金的组织演化、拉伸行为及磨损性能.结果 表明:Sn的合金化改变了A1在镁基体中的固溶度,并且显著细化了微观组织.加入0.8％(质量分数,下同)的Sn后,合金平均晶粒尺寸从105.0 μm降至42.1 μm.高熔点的金属间化合物为析出相提供了异质形核点,这些弥散析出的第二相在流变凝固过程中有效地细化了镁基体.弥散分布的第二相抑制了枝晶组织生长,从而进一步提升了合金的力学性能.随着Sn含量的增加,合金磨损率显著降低,磨粒磨损逐渐消失.3.0％Sn合金化的流变铸造AZ91合金
为制备一种高催化性的对称型固体氧化物电池电极,采用一步法合成了La0.4Sr0.6Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ-Gd0.2Ce0.8O2-δ (LSCFN-GDC).以LSCFN-GDC为电池阳极和阴极,La0.8 Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3-δ (LSGM)为电解质,采用流延和丝网印刷工艺制备了结构为LSCFN-GDC‖LSGM‖LSCFN-GDC的电解质支撑型固体氧化物电池.分别采用固体氧化物燃料电池(SOFC)及固体氧化物电解池(SOEC)2种模式对对称电池性能进行了测试.在8
采用电子背散射衍射(EBSD)技术对冷轧后铜镍合金管材的组织进行分析.通过对第二道次冷轧不同变形量(3.19％、9.57％、19.37％、23.97％、31.78％)的C71500铜镍合金在管材轧制后的显微硬度、抗拉伸性能、微观组织、织构及其含量变化的研究,揭示该合金织构的变化规律.通过对铜镍合金管材晶界、织构的变化及晶粒尺寸进行分析,揭示了变形量与变形储存能的量化关系,这种关系可以通过小角度晶界的比例更直观地体现出来.随着加工率的增加,铜镍合金的屈服强度、抗拉伸强度和维氏显微硬度均呈现上升的趋势,而合金
发展一种耦合宏-细观的数值模拟方法,多尺度研究表面机械研磨处理(SMAT)纯铜的动态晶粒细化行为及残余应力状态.首先建立SMAT宏观有限元模型,计算SMAT细化的晶粒尺寸;然后根据平均晶粒尺寸建立细观多晶体模型,并将SMAT宏观有限元模型计算的滑移阻力导入到晶体塑性本构模型,同时将宏观模型输出的应变场转换成多晶体模型的位移边界条件;最后进行当前材料硬化状态下的晶体塑性有限元计算,进而分析宏观模型中一个材料点处细观组织结构的应力状态和晶粒取向分布.结果 表明,在SMAT过程中,随着多弹丸不定向冲击次数的增加
研究了由H3BO3、K2B4O7和KF(质量比为7∶10∶3)3种组分配制而成的银钎剂的去膜机理.结果 表明:在700℃时,K2B4O7或KF都不能单独去除Q235钢板表面的氧化膜,且KF会加快高温下钢表面的氧化速率;H3BO3能够去除Q235钢表面的氧化膜,然而其反应产物具有明显的非晶结构特征,并且流动性差.此外在700℃时,H3BO3与KF能够发生反应,其反应产物可以去除钢表面氧化膜.KF和K2B4O7之间也能在700℃发生类似的反应,然而其反应产物非常坚硬.因此,在700℃时,H3BO3、K2B4O
基于密度泛函理论(DFT)的投影缀加平面波(PAW)赝势第一性原理,探究了横截面为3×5、3×7、3×9、3X11、3×13和3×15原子层的铁纳米带的弛豫结构和电磁学性质.结果 表明:所有6种尺寸的Fe纳米带的弛豫结构仍具有双重对称性,但3×5和3×7原子层的Fe纳米带的横截面形状从初始的矩形变为近椭圆形,而其他较宽尺寸的Fe纳米带的横截面形状都变为双椭圆形.并且,通过计算发现,3×7原子层的Fe纳米带是一种半金属材料,只有自旋向上或自旋向下的电子通过费米能级,因此可被应用于产生近100％自旋极化载流子
基于变形温度250～400℃和应变速率0.001～1 s-1条件下的铸态AZ80镁合金的热压缩试验数据,建立了基于应力位错关系和动态再结晶动力学的物理基本构模型以及前馈反向传播算法的人工神经网络(ANN)模型来预测AZ80镁合金的热变形行为.采用相关系数(R)、平均绝对相对误差(AARE)、相对误差(RE)3种统计学指标来验证2种模型的预测精度.结果 表明,2种模型均可以准确预测AZ80镁合金的热变形行为.其中,ANN模型预测的应力值与实验数据更为吻合,其R和AARE分别为0.9991和2.02％,而物理
在氢气保护下将MoSi2/Mo涂层加热至1000℃,再迅速冷却至室温进行热震循环,表征了材料在热震循环过程中裂纹的演变过程并评估了MoSi2/Mo涂层的热冲击行为.采用Abaqus软件计算了MoSi2/Mo涂层在热冲击过程中的应力分布,讨论了热震循环中裂纹的发展过程.结果 表明:Mo基体与MoSi2涂层之间存在较高的热冲击应力,这将导致裂纹的萌生和扩展.计算结果显示:在最初的10次热震循环中,涂层产生了垂直于界面的裂纹,在界面上没有出现裂纹,涂层与基体仍结合良好;在随后的热震循环中开始出现界面裂纹,界面裂
采用bottom-up技术之一的模板辅助电化学沉积技术制备纳米材料,在ITO导电玻璃上电化学恒电位沉积制备了一种由纳米线变异为纳米带,进而构成的“纳米花”形貌的热电材料.采用XRD、FESEM、EDS技术手段对纳米花物相、形貌及成分进行了研究,探讨了热电纳米花材料的形成机理,模拟了纳米花形成过程.结果 表明,纳米花是Bi2Te2.7Se0.3热电材料经过2个阶段形成的.首先是纳米线在热处理过程逐渐形成纳米带,然后由纳米带收缩形成纳米花;热处理条件对纳米花的形成起到决定性的作用.