简介:本文通过二维准连续介质法模拟三角型压头在纳米压痕试验中测量铝薄膜材料断裂韧度的过程,得到了相应的载荷-位移曲线,计算出了铝薄膜在纳米尺度下的断裂韧度(KIC)和相关的力学性能参数。数值结果显示:单晶铝薄膜材料在纳米尺度下的断裂韧度(KIC)为0.216MPa·m^1/2,预测值与相关试验结果较吻合,从而表明使用准连续介质法预测纳米尺度下薄膜材料的断裂韧度是可行的。在研究中发现:对应于载荷-位移曲线的急剧下降区域,相应的位移云纹图中有明显的压痕变形集中现象,表明此处是径向裂纹发生的准确位置。计算结果证明,这种载荷-位移曲线和位移云纹图相结合的方法是计算薄膜材料径向裂纹的有效方法。
简介:以可膨胀石墨为原料制备少层石墨烯,通过初次微波辐照3min、混酸(浓硫酸与浓硝酸的体积比为1:1)浸泡处理24h及二次微波辐照剥离3min的工艺流程,得到了少层石墨烯。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)和燃烧法元素分析对实验产物进行表征。结果表明:经过初次微波辐照处理,伴随闪光及爆裂声,可膨胀石墨层片结构被剥离,迅速形成疏松、多孔的蠕虫形貌。通过混酸浸泡、二次微波辐照和超声分散等后续处理,可快速制得厚度约为4.7nm的约十几层的石墨烯,且石墨烯未被严重氧化,纯度高,结晶度高。
简介:提出一种从黑泥中回收利用钛的新工艺,该工艺包括NaOH水热转化、水洗和H2SO4浸出制备TiO2。在优化的反应条件下,即NaOH溶液浓度为50%(质量分数)、NaOH/黑泥质量比为4:1、反应温度为240°C、反应时间为1h和氧气分压为0.25MPa,钛转化率可达97.2%,主要含钛产物是Na2TiO3。非目标产物Na2TiSiO5在水洗中保持稳定,在水热反应中提高NaOH浓度可以抑制Na2TiSiO5的生成。水热产物经过水洗后,97.6%的Na^+可以回收。含有NaOH的溶液经过浓缩之后可以回用。在较低温度下,水洗物料中96.7%的钛能被较低浓度的硫酸浸出得到钛液。利用所得钛液进一步制备合格TiO2产品。
简介:建立一种有效修正相场模型来模拟小平面枝晶生长形貌。通过该模型分别研究网格大小、各向异性值、过饱和度及不同重对称性对小平面枝晶生长形貌的影响。结果表明,随着时间的推移,晶核生长为六重对称性的小平面形貌。当网格尺寸大于640×640时,小平面形貌不受模拟网格大小的影响。随着各向异性值的增加,小平面枝晶的尖端速度增大到一个饱和值后再逐渐降小。随着过饱和度的增加,晶核从一个圆形演化为发达的小平面枝晶形貌。根据Wulff理论和对应的小平面对称性模拟形貌图,证明所提出的模型是有效的,并能够拓展到任意重对称性的晶核生长的模拟。
简介:研究浸出参数对电炉炼钢粉尘灰中选择浸出性Zn的影响,以Zn和Fe的浸出率为响应变量,以硫酸浓度、浸出温度、浸出时间和液固比为独立变量,采用基于三水平Box-Behnken的响应面法对浸出参数进行优化。对试验结果进行ANOVA分析和验证。在硫酸浓度为2.35mol/L,浸出温度为25℃,浸出时间为56.42min,液固比为5的条件下,可得到Zn的最大浸出率为79.09%,Fe的最小浸出率为4.08%。通过ANOVA分析表明,对Zn和Fe浸出率影响最大的因素为硫酸浓度和浸出温度。基于响应面法的模型与试验数据具有很好的一致性,Zn和Fe浸出率的相关系数分别为0.98和0.97。
简介:在经过NaOH-HCl预处理的镍钛合金基体上,采用溶胶-凝胶法制备纳米多孔TiO2薄膜;当涂覆一层致密内膜和一层多孔外膜时,可得到无裂纹的薄膜(试样TC1+1)。X射线衍射表明,TiO2薄膜由锐钛矿组成,在热处理的基体中还检测到少量的Ni4Ti3相。X射线光电子谱分析表明,试样TC1+1的TiO2薄膜完全覆盖了镍钛合金基体。试样TC1+1的表面亲水,接触角约为20°,紫外光照处理15min后接触角降低到(9.2±3.2)°。在0.9%NaCl溶液中的动电位极化实验表明,试样TC1+1的耐蚀性高于抛光的镍钛合金试样的。
简介:光弹法测量应力是通过对图像中携带的灰度信息计算出应力条纹的相位信息,然后再对图像去包裹确定全场等差线条纹级次,从而确定应力分量,实现对材料应力分布的考察。本研究将Patterson和Wang的六步相移法基本原理与计算机数字图像处理技术应用于传统光弹性方法中,选择具有精确理论解的有机玻璃透明材料模型试样进行试验;通过对有机玻璃透明材料实施一次正射加一次斜射的方法,配合图像处理技术,确定了有机玻璃透明材料应力分布,并将试验结果与模型的理论解进行了对比,相对误差为7.9%;详细分析了引起误差的因素。本研究结论确定了该方法应用于有机玻璃透明材料应力分布考察中的可行性。
简介:在冶金炉渣中,依附在固体尖晶石上的金属熔滴可有效阻止铜在炉渣中的沉积。为了理解这一现象,评估了尖晶石颗粒和铜及与炉渣的交互作用。分别以PbO-FeO-SiO2-CaO-Al2O3-Cu2O-ZnO合成炉渣、纯铜和MgAl2O4基体代表工业废渣、铜滴和固体尖晶石。用静滴法和显微组织分析研究铜-MgAl2O4和炉渣-MgAl2O4交互作用。另外,采用沉浸实验研究时间对炉渣-MgAl2O4交互作用的影响。结果表明,铜在MgAl2O4上不润湿,然而炉渣在MgAl2O4上润湿并在界面处形成了(Mg,Fe,Zn)(Al,Fe)2O4尖晶石交互层,在浸出实验中也观察到了该现象。同时观察到了MgO和Al2O3从尖晶石基体扩散到炉渣中。