扩散焊接多层材料淬火过程的有限元分析

采用有限元方法模拟了TC4/V/Cu/Ni/GCr15焊后多层材料淬火过程中的温度及应力场,模拟中考虑了轴承钢中马氏体相变的影响.模拟结果表明:淬火过程中,中间层是应力最为集中的区域,钢中发生的马氏体相变起到了降低应力的作用;中间Cu层是剪切应力最为集中的区域;最大剪切应力出现在马氏体相变前铜层外表面处,是引起工件失效的主要原因;轴承钢层厚度的减小可以明显降低工件中最大剪切应力,但不能从根本上消除引起工件失效的危险因素.     

层状仿生生物活性人工软骨植入体的数字散斑相关分析

制备了一种仿生层状人工软骨/骨复合植入体,可将软骨植入体与宿主软骨的连接转变为骨-骨的界面结合,提高植入软骨固定效果.采用数字散斑等方法对仿生层状人工关节软骨/骨复合植入体的生物力学性能进行研究,比较了松质骨,PVA/骨复合体以及PVA-BG复合体在不同载荷作用下的位移变化,并从微观变形角度探讨了人工软骨/骨复合植入体中软骨层厚度对缓冲内部应力的作用.     

多晶体晶粒尺度三维组织建模及可视化

采用基于Monte Carlo Potts模型的仿真技术对单相多晶体各向同性晶粒组织进行了三维建模.利用OpeGL图形接口,在所建多晶体组织模型数据结构的基础上进而实现了三维可视化和任意角度观测.结果表明,所建几何图像模型可以很好地仿真预定细观组织结构参数的三维多晶体组织,不但满足模型化研究所要求的统计意义上的准确性,而且非常符合实际材料显微组织的多变性特征,可望用作细观尺度多晶材料加工过程数值模拟和细观力学计算的基本组织模型.     

金属多晶体晶粒的空间及截面拓扑分布特性

利用系列截面法系统地研究了一种微合金化低碳钢奥氏体晶粒的空间及截面拓扑分布特性.实验建立了晶粒界面数F与其截面多边形边数均值$\\bar n$及边数平方均值${\\bar n^2}$之间的经验关系,并进一步研究了不同拓扑级别的三维晶粒的截面拓扑分布且与多种晶粒几何模型进行了比较分析.     

HQ80C钢性能与组织的定量关系

研究了一种Cr-Ni-Mo-V-Ti-B多元合金化、强度高于785MPa的可焊结构钢(HQ80C)淬火态和400~700℃回火态显微组织与拉伸性能及冲击性能之间的定量关系。发现钢的韧脆转化温度(50%FATT)与马氏体板条束截线长度呈线性相关;建立了调质态钢的屈服强度计算公式。回火温度范围为500~700℃时理论计算值与实测值相对偏差均小于3%。     

导电二维碳化钼MXene材料的制备与理论研究

以Mo、Y、Al和C元素粉为原料, 用放电等离子烧结技术(SPS)在1550 ℃合成了新颖的(Mo_2/3Y_1/3)₂AlC MAX相, 并用较温和的化学刻蚀方法剥离得到相应手风琴状形貌的MXene。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱分析(EDS)手段对材料的化学组成、微观结构等进行了表征, 确定最终产物为表面带有官能团的Mo_1.33CT₂ MXene。同时利用第一性原理密度泛函理论计算方法研究了新颖(Mo_2/3Y_1/3)₂AlC MAX相以及对应的Mo_1.33CT₂ MXene的电子结构和性能, 计算结果表明两者均呈现出金属特性, 有望应用于储能、生物传感器和电催化等方面。     

静脉注射后纳米羟基磷灰石颗粒在小鼠体内的分布特性

研究了纳米羟基磷灰石（nano-HAP）颗粒静脉注射后在小鼠体内的分布、蓄积和排泄情况。将中子活化的nano-HAP尾静脉注射到小鼠体内,剂量为9mg／kg。分别在15min、1h、2h、4h、8h、24h、72h时断髓处死动物,解剖并收集动物的血液、脑、心、肝、脾、肺、肾、胃、小肠、胸骨、子宫或睾丸、粪便和尿液。用高氯酸和双氧水将收集的样品消解后,通过液体闪烁计数器测定各脏器组织和排泄物中的^45Caβ射线计数来反映nano-HAP在动物体内的分布。结果显示,尾静脉注射nano—HAP后,大部分组织中^45Caβ射线计数范围为0．5～250Counts／min·mg,肺、肝、脾这3个部位中的^45Caβ射线计数相当于其它脏器组织的6倍以上。整个试验期间,只有骨骼中的^45Caβ射线计数变化不大,其它组织中的^45Caβ射线计数均随时间延长而减少。各个时间点粪便中^45Caβ射线计数要明显大于尿液中^45Caβ射线计数。nano—HAP颗粒可以在体内大部分的器官和组织中分布,其中肺、肝、脾是nano-HAP分布最多的几个器官,而骨骼是nano-HAP唯一的蓄积器官。粪便排泄是体内nano-HAP排泄的主要途径。     

碳化硅颗粒增强的铝基复合材料界面微结构研究

通过X射线衍射、场发射扫描电镜和透射电镜观察并研究了SiC颗粒增强的铝基复合材料界面组织组成、特征及其反应产物的微观形貌，直观给出了SiC颗粒与铝反应生成的Al4C3立体形貌为六方片状结构，发现在SiC颗粒和铝合金基体的界面处为偏析形成的层片状共晶结构θ-CuAl2和硅相，表明该产物是最后凝固的多元共晶组织，即最后凝固部位是在SiC颗粒和基体铝合金的界面处。上述结果有助于了解、揭示和有效控制SiC颗粒与铝之间的界面结构。     

Stereology in Materials Science

Quantitative analysis of populations having ageometric structure,which has developed into aspecial scientific subject called microstructology orstereology,is of great importance to thecharacterization and evaluation of microstructuresand their evolution in various processes.This paper,besides a brief discussion on those topics such as therecent developments of computer assisted imageanalysis,mathematical morphology,and fractalanalysis,will mainly focus on the scope,fundamen-tals,present status,and perspectives of classicalstereology.Several case examples of its applicationto materials science will also be given.