挠曲电效应及其应用研究进展

挠曲电效应是一种应变梯度与电极化(正挠曲电效应)或电场强度梯度与应变(逆挠曲电效应)之间的力电耦合效应。与压电效应不同,挠曲电效应不受材料对称性、Curie温度所限制,且随着材料尺寸减小而不断增强,因而具有广阔的研究与应用前景。本文主要总结了挠曲电效应的发展历史、挠曲电系数测量、挠曲电效应增强机制以及当前研究进展,重点介绍了挠曲电效应在传感器、致动器、机械存储器、挠曲电压电复合材料、俘能器以及新型电子器件等领域应用的最新研究进展,最后对挠曲电效应的发展前景进行了展望。     

无铅钙钛矿陶瓷的电致伸缩效应

基于电致伸缩效应的微位移驱动器,具有精度高、灵敏度高和滞后小等优点,易于实现亚微米级的微量位移,在精密定位和加工技术中得到了广泛的应用.电致伸缩效应是指电介质在电场作用下,产生的应变正比于电场强度(或极化强度)的平方的现象,在压电、铁电材料的机-电转换过程中起到了至关重要的作用.随着人们对环境可持续发展的重视,无铅钙钛...     

Cu基功能梯度复合材料的发展及研究现状

Cu具有优良的性能,仅次于银的导电和导热性,容易塑性变形等,但铜的强度、硬度较低,耐腐蚀、耐氧化、耐磨性差等大大限制了其应用,要求既具有高导电、导热低温延展性,同时具有高强度、耐腐蚀、氧化等性能,Cu基功能梯度材料的出现满足了材料这种高导电率、高强度以及更高的性能要求,目前有Cu-Mo,Cu-WC等功能梯度材料,在导电导热性、等离子体材料等有广泛的应用。重点综述了Cu基功能梯度复合材料的各种制备方法、应用,并对其未来发展及前景进行了展望。     

基于断裂理论的竹纤维复合材料拉伸强度的尺寸效应研究

以重组竹为代表的竹纤维复合材料是具准脆性断裂特征的生物基纤维复合材料,强度值存在尺寸效应问题,影响其构件的设计理论。为研究重组竹的强度尤其是纵向拉伸强度的尺寸效应现象,进行了三点弯曲试验与直接拉伸试验测试材料的尺寸效应行为,并应用基于断裂理论的拉伸强度模型分析材料缺陷尺寸及尺寸效应的计算方法。试验结果表明,重组竹的拉伸强度存在明显的尺寸效应现象,而基于断裂理论的拉伸强度模型可计算不受尺寸效应限制的理论塑性拉伸强度,且该塑性拉伸强度考虑了材料表面的缺陷影响。因此,尺寸效应对重组竹纵向拉伸强度的影响可采用理论塑性拉伸强度与表面缺陷尺寸确定。     

铁电陶瓷的电卡效应及其应用

电卡效应通过电场诱导极性材料的相变和偶极子取向,进而引起材料的熵变和温变、控制材料的吸、放热过程,可用于热搬运和制冷。电卡制冷无须危害环境的制冷剂,且具有效率高、体积小和重量轻的特点,可为节能环保制冷技术的实现提供新的解决方案。铁电材料电卡效应的增强是电卡制冷走向实用的关键。铁电陶瓷极化率高、相结构丰富且调控方法多样,在电卡效应研究中备受关注。本工作介绍了基于不同材料体系的铁电陶瓷薄膜、块体和多层厚膜的电卡效应,讨论了电卡性能与材料配方、相变行为和微结构间的内在联系,归纳了材料电卡效应的调控方法。最后,对铁电陶瓷的未来研究进行了展望。     

考虑表面效应影响的纤维拉伸变形的力学模型研究

静电纺丝纳米纤维在拉伸变形中的力学性能与纤维直径存在相关性,具有尺度效应。为了解释纤维在拉伸变形中的尺度效应,采用表面效应理论建立了纤维拉伸变形的微观力学模型,模型包含一个由材料表面模量与体模量比值决定的尺度参数,可以解释纤维拉伸变形中的尺度效应。结果表明:将实验数据拟合得到的材料尺度参数与文献中的应变梯度尺度效应模型的拟合结果进行了对比,显示该模型具有良好的适用性。     

铝镁合金Portevin-Le Chatelier效应的影响因素分析

5xxx系铝合金是常用的工程材料,其在特定的温度和应变率范围内具有明显的Portevin-LeChatelier(PLC)效应。这一效应的强弱与材料力学性能密切相关,而溶质原子含量、晶体结构大小以及温度、应变率等材料内外部因素都会影响PLC效应的强弱。     

一种基于高阶梯度理论的微构件力学尺度效应模型

实验发现微构件的力学性能存在尺度效应,传统力学模型无法解释这一现象。该论文基于高阶应变梯度理论构建了一种针对微构件在三点弯曲实验中的弹性性能的尺度效应模型,该模型包含一个与材料自身相关的一个参数,可以解释微构件在实验过程中弹性力学性能的尺度效应。通过对比该理论模型与已有模型之间的关系,分析了模型的适用性。     

电沉积梯度功能镀层的研究进展

论述了功能梯度镀层的概念，性能，应用及制备方法，复合电沉积法是制备梯度功能材料的重要方法之一，具有控制简单，易于操作，投资少，可处理复杂工件等优点，本文综述了电沉积法用于制备梯度功能镀层的原理，特点，研究现状及应用前景。     

功能梯度材料制备方法的研究进展

功能梯度材料作为一种新型的复合材料,因其优异性能得以广泛应用.本文回顾了功能梯度材料的发展历史,综述了功能梯度材料的制备方法,其中包括粉末冶金法、等离子喷涂技术、粉末冶金法、电沉积法以及气相沉积法等,并提出了今后功能梯度材料的研究重点.     

电介质储能陶瓷薄膜研究进展及改性方法

电介质陶瓷薄膜材料制备的储能电容器,具有充放电速率快、功率密度大以及良好的温度稳定性和循环稳定性等优势,在脉冲激光武器、心脏起搏器等军事、民用领域具有广阔的应用前景。然而,电介质电容器的储能密度相对较低,限制了其应用范围,因此如何提高其储能密度成为当前研究的重点之一。此外,电介质储能陶瓷薄膜材料种类繁多、制备工艺复杂,因此选择合适的材料体系和制备工艺至关重要。本文总结了电介质储能陶瓷薄膜材料的研究进展,重点讨论了6种类型的材料,包括线性电介质、顺电材料、铁电材料、弛豫铁电材料、超顺电材料和反铁电材料。此外,进一步总结了目前常用的提升电介质储能陶瓷薄膜材料储能性能的方法。期望本文的研究成果能够对开发新一代高性能电介质储能陶瓷薄膜提供有价值的参考。     

聚氨酯弹性体的电致伸缩效应

电致伸缩是指在外电场作用下电介质所产生的与场强二次方成正比的应变。近年来对聚氨酯电致伸缩性能的研究发现，聚氨酯弹性体综合了压电聚合物与传统的锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷片的优点，具有很好的应用前景，本文简单介绍了聚氨酯的电致伸缩效应。     

电沉积纳米材料研究现状

综述了近年来利用电沉积技术制备纳米晶材料的研究现状和一些方法,如直流电沉积、脉冲电沉积以及复合电沉积和喷射式电沉积技术。同时,对一些电沉积技术所制备的新型纳米材料功能梯度材料,纳米金属多层膜的制备工艺进行了介绍,并对现存的问题作了简要的概括。     

聚氨酯复合泡沫塑料的动态压缩力学性能

针对几种不同密度、不同玻璃微珠填充比的聚氨酯复合泡沫塑料进行了动态压缩实验，研究了这类材料的宏观动态力学性能。结果表明，动态应力-应变曲线与准静态压缩加载下的应力-应变曲线具有相同的特征，也分为弹性区、平台区和致密区；在较大的应变率范围内，复合泡沫塑料的应变率效应是明显的，高密度复合泡沫塑料的屈服强度随应变率的增加而增加，而中、低密度材料的屈服强度则先随应变率的增加而提高，然后在某一高应变率下强度反而下降，材料表现出软化现象。     

陶瓷-金属梯度复合材料动态力学性能研究

利用热压烧结法制备了梯度型陶瓷——金属复合材料，并对其静态压缩性能和动态冲击压缩性能进行了测试。结果表明：梯度型复合材料具有明显的各向鼻性，其平行于梯度面的力学性能优于垂直于梯度面的力学性能。复合材料是应变率敏感的材料，随着应变速率的增加，其屈服强度先增高后降低，而其单位体积吸收的能量则呈上升的趋势。     

碳纤维复合材料力阻效应研究综述

碳纤维增强复合材料(简称CFRP)是一种优良的新型结构材料,同时具有较好的自感知特性,其力阻效应(电阻随应变的变化)明显。本文综述了国内外对碳纤维单丝、CFRP筋材和CFRP板等不同形式材料力阻效应的研究现状,总结了力阻效应灵敏度指标的相关研究成果,并对其变化规律及机理进行了探讨,指出了应用CFRP材料构建智能结构体系需进一步开展的研究工作。     

无铅陶瓷BLTZ的电致伸缩效应

研究了无铅陶瓷(Ba_(1-z)La_z)(Ti_(1-y)Zr_y)_(1-z/4)O_3(简称BLTZ)系列的介电行为及在室温下的电致伸缩效应。测量了各种成分样品的介电常数随温度变化曲线以及纵向、横向电致伸缩系数Q_(11)、Q_(12)。实验结果表明,BLTZ系列材料是属于扩散相变的材料,在居里峰附近有较大的电致伸缩效应。对于同一y值的材料,居里峰随z值的增加而移向低温方向,而且室温下的电致伸缩效应也相应减小。与现有电致伸缩材料相比,本系列中最佳配方材料的效应已经与PMN-PT-BZN材料的相当,而且由于本材料中不含铅、无毒,因而在应用上是大有希望的。     

三维正交机织物的冲击拉伸响应

本文利用MTS810．23材料测试系统和自行设计的分离式Hopkinson拉杆装置对三维正交机织物（3DOr-thogonalWovenFabric，3DOWF）进行测试，得到不同应变率（1×10-5s-1～2308s-1）下该织物的冲击拉伸响应。结果发现：3DOWF是应变率敏感材料，随着应变率提高，拉伸强度和失效应变均明显提高，且高应变率下应力一应变曲线具有双阶段韧性现象。研究表明：织物特殊结构效应引起应力波反射与透射差异，从而导致3DOWF双阶段韧性现象。     

高速回转件弹塑性应变的分别测量法

本文介绍了作者提出的用于高速回转零件弹塑性应变测试的一种新方法——分别测量法。经过对两只分离机转鼓顶盖模型进行测试,效果良好。该方法简便易行,有利于多点测试,不受集流环通道数目的限制。与常规的跟踪测量法相比,由于减少了中间环节产生的误差,故弹塑性应变测试具有较高的精度。     

锂硫电池的动力学调控策略

锂硫(Li-S)电池因其超高的理论能量密度(2600 Wh·kg^-1)有望成为下一代高能量密度电池的候选者之一。然而，它存在硫利用率低、容量衰减快以及多硫化锂(LiPSs)发生“流失效应”等问题，这使得Li-S电池反应动力学缓慢，严重限制了其实际应用。物理限制、化学吸附等方法可以加速硫、LiPSs和Li2S之间的氧化还原反应，减少LiPSs的流失，加速动力学过程，使电池具有高能量密度和长循环稳定性。基于整体电化学反应过程，对近些年使用的材料如何促进动力学进程、阻止LiPSs的流失，以及相应策略的评价进行了综述，以指导提升电池动力学性能的合理设计和Li-S电池的实际应用。