陶瓷材料磨削裂纹扩展行为研究

探讨了陶瓷磨削裂纹源的来源、形成及扩展过程.同时,运用陶瓷微观结构的有关知识结合压痕断裂力学,分析了Al2O3-ZrO2(4Y)和TiC-TiB2陶瓷磨削裂纹的特征.磨削实验发现:由于在陶瓷中存在弱界面,裂纹易在此处形成,并发生偏转、分支和桥联等形式,使得材料中裂纹的扩展呈现不连续性.     

应用于压力容器红外无损检测的SIFT图像拼接方法

压力容器在航空航天以及工业中都有着重要的作用其安全性是十分重要的,由于压力容器使用环境复杂作用性强,会产生如疲劳裂纹腐蚀的损伤,并且其不可分割移动的特殊性需要对其使用基于红外热传导的无损检测方法,对压力容器升温后降温过程采集红外视频流对其进行信号处理获得红外重构图像。由于压力容器体积较大需要对其多次拍摄获得多幅红外重构图像,为了分析检测高压容器整体缺陷,使用了基于尺度不变特征变换(SIFT)的红外重构图像拼接方法对图像进行拼接融合,首先使用SIFT对图像进行特征点提取,然后对特征点进行匹配,使用随机一致性(RANSAC)去除误匹配点以及获得仿射变换矩阵参数,最后对图像进行亮度调整和融合后获得最终拼接图像,图片拼接结果反映了压力容器的完整缺陷,实验结果验证了方法的有效性。     

B4C-Al基复合材料对空间碎片超高速撞击的防护应用研究

为了提高航天器在应对空间碎片超高速撞击时的防护能力,采用无压预烧和真空渗铝工艺制备了B4C-Al基复合材料,并制作了B4C-Al缓冲屏的Whipple式空间碎片防护构型,利用超高速弹道靶在3~6.5 km/s的撞击速度范围内对B4C-Al缓冲屏和典型铝合金缓冲屏开展超高速撞击试验。通过比较不同撞击速度下的缓冲屏穿孔特征、后墙损伤特征、碎片云结构等,结合SEM微观损伤形貌和EDS元素分布模式分析,重点阐述了不同缓冲屏材料特性对超高速撞击碎片云形成以及后墙撞击损伤之间的作用关系。研究表明,B4C-Al缓冲屏可以更为有效地破碎超高速撞击弹丸甚至使弹丸碎片熔化,同时基体中的金属增韧相又能保证缓冲屏整体结构不发生破坏。碎片云颗粒细化以及碎片云前端动能集中效应的缓解是B4C-Al缓冲屏获得更佳防护性能的直接原因,研究结果为B4C-Al基复合材料对空间碎片超高速撞击的防护应用提供了一定的理论和技术支撑。     

TiC-TiB2复合陶瓷制备与研究动态

TiC-TiB2复合陶瓷因具有高硬度、高断裂韧性及优异的耐磨性,目前已成为工程陶瓷的研究热点.但是TiC-TiB2复合陶瓷的难制备及难以致密,又使其应用受到极大限制.作者介绍了目前国内外TiC-TiB2复合陶瓷制备方法、显微结构与合成机理,特别提到了本课题组采用超重力下燃烧合成技术,制备出大尺寸、高致密性的TiC-Ti...     

成膜温度对AZ91D镁合金表面植酸转化膜的影响

利用Tafel曲线、阻抗谱分析、NaCl水溶液点滴实验和扫描电镜观察等手段,研究了温度对AZ91D镁合金的植酸转化膜表面形貌及耐蚀性的影响.结果表明:当温度为25℃～35℃时转化膜的耐蚀性较好,温度过高或过低都会使转化膜的耐蚀性变差;转化膜表面的裂纹是在干燥处理过程中由于表层转化膜体积收缩而产生的;镁合金表面形成的植酸转化膜应属于电子导体,该层膜的形成阻碍了腐蚀介质与镁合金基体的接触,同时抑制腐蚀产物的扩散,对镁合金起到了较好的防护作用.     

面向流式数据认证的变色龙认证树算法研究

针对流式数据应用的场景及其安全性需求,对流式数据认证相关内容进行研究,构造基于变色龙认证树算法的流式数据认证模型。在这个算法模型下,实现流式数据的添加、查询、认证等操作。动态变色龙认证树算法插入数据更稳定,查询验证时返回的认证路径更短,因此减少了时间、空间开销。测试结果表明动态变色龙认证树在插入、查询、验证效率上有了较大提升。     

绝热燃烧温度对TiC-TiB2复合陶瓷物相及组织的影响

以B4C粉、Ti粉、CrO3粉以及Al粉为原料,采用超重力下自挤压辅助燃烧合成技术,以快速凝固方式制备出不同绝热燃烧温度的TiC-TiB2复合陶瓷.XRD、FESEM与EDS结果表明,TiC-TiB2复合陶瓷基体主要由片状的TiB2晶粒构成,同时在TiB2基体间还分布着少量不规则的TiC,(Ti,Cr,Al)C1-x及Al2O3残余夹杂物.随着绝热燃烧温度的升高,Al2O3的含量先减少后增加,(Ti,Cr,Al) C1-x的含量逐渐增加,TiB2与TiC的含量基本不变.     

超重力下燃烧合成TiB_2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷结构

采用超重力下燃烧合成工艺,可以制备出大体积凝固态碳硼化物基共晶复合陶瓷,同时为抑制TiC-TiB2复合陶瓷的热裂倾向,在制备过程中加入一定量的WO3作为铝热反应的氧化剂之一,通过燃烧合成获得Ti-W-Cr-C-B合金液相,进而制备出低缺陷、高致密性的TiB2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷。XRD、FESEM与EDS结果显示,陶瓷基体主要由TiB2-(Ti,W)C共晶组织构成,且在基体边界上存在少量的Al2O3和Al2O3-ZrO2共晶组织。由于超重力诱发反应熔体内部分层,导致熔体中液态氧化物浮于熔体上层,而Ti-W-C-B合金液相则位于熔体下部,最终凝固生成TiB2-(Ti,W)C复合陶瓷。由于W/Ti无限互溶,W原子向TiC中扩散,在TiC中形成了(Ti,W)C固溶体,(Ti,W)C固溶体完全保持了TiC的晶格结构。性能测试表明,TiB2-(Ti,W)C共晶复合陶瓷的相对密度、硬度和断裂韧度均较高,分别为98.4%、26.4GPa和7.6MPa.m1/2。     

SiC/Al复合缓冲屏材料制备及其空间碎片撞击损伤行为研究

为保障长期在轨航天器的安全稳定运行,提高防护构型应对微小空间碎片超高速撞击时的防护性能,需要对防护构型的缓冲屏材料进行优化和改进。本文通过在碳化硅多孔陶瓷预烧体中以压力熔渗方式制备了SiC/Al复合缓冲屏材料,利用二级轻气炮开展了SiC/Al缓冲屏防护构型的空间碎片超高速撞击实验,重点研究了SiC/Al缓冲屏材料的冲击破坏行为、二次碎片云结构特征以及二碎片云对后墙撞击损伤规律。研究结果表明,相比传统铝合金缓冲屏,SiC/Al缓冲屏能够在初始超高速撞击过程中有效破碎空间碎片,形成颗粒更加细小和扩张更加充分的二次碎片云结构,从而有效地缓解了对后墙的撞击损伤。结合后墙撞击坑的SEM微观损伤形貌分析,随着空间碎片撞击速度的提高,发生了更为显著的液相二次碎片颗粒撞击现象,增强了防护构型在超高速撞击时的防护性能。     

三种热点工程颗粒材料的性质与环境行为和细胞毒性的关系

随着科技的不断发展，涌现出许多新型颗粒材料，特别是纳米颗粒(Nanoparticles, NPs)、微塑料(Microplastics, MPs)和生物炭(Biochars, BCs)等。由于独特的物理化学性质，它们被广泛应用于生物医学、包装材料和污染治理等领域，但在其应用过程中的环境健康风险仍未得到全面理解，其表现出的细胞毒性作用及反应机制也逐渐成为国内外的研究热点。目前，研究中鲜见对这些新型颗粒材料的综合对比研究，但这几种材料均具有尺寸小、电荷密度高和溶出物质复杂等属性，这些共同属性不仅影响着它们的环境行为，且很大程度上影响着其对动植物和微生物细胞的毒性作用。因此，本文就NPs、MPs、BCs三种工程颗粒(Engineered particles, EPs)展开讨论，从EPs的粒径、表面电荷和溶出物质入手，建立EPs的自身性质与其吸附、聚集等环境行为的关系；同时，尝试探究和总结EPs的尺寸、表面电荷或溶出物质等对动植物或微生物细胞的毒性机制，并就EPs在目前细胞毒性研究中存在的问题进行分析并提出改进意见，为未来类似于EPs的颗粒型材料的风险评估提供理论基础。