《硅酸盐学报》2019年无机材料性能测试与表征专题
陶瓷涂层的残余应力评价及其尺寸效应
包亦望1,2,马德隆1,2
(1. 中国建筑材料科学研究总院有限公司,绿色建筑材料国家重点实验室,北京100024;
2. 中国建材检验认证集团股份有限公司,北京 100024)
当一个平直长条试样镀上单面涂层后,往往因为膨胀系数不匹配而在涂层和基体内形成残余应力并产生弯曲变形,通过变形后的曲率半径以及涂层与基体的厚度参数可以计算出涂层内的残余应力,这种方法也称为Stoney方法,相应的弯曲变形样品定义为Ⅰ型涂层,而不产生弯曲变形涂层构件定义为Ⅱ型涂层。包亦望教授团队的研究基于相对法导出了两种类型之间的关系以及Ⅱ型涂层残余应力计算公式,测定了金属基体上对称热障涂层的残余应力。结果表明,该方法简单易行,解决了现实中各种无弯曲变形的实际构件的残余应力评估。
基金:国家重点研发计划(2018YFF01012404和2017YFB0310401);
关键词:陶瓷涂层; 残余应力; 尺寸效应;Stoney公式;
DOI:10.14062/j.issn.0454-5648.2019.08.01
包亦望, 马德隆. 陶瓷涂层的残余应力评价及其尺寸效应[J].硅酸盐学报, 2019(8):1033-1038.
夹层热钢化玻璃裂纹形态表征及开裂后力学行为
王星尔1,2,杨健1,2,王翰坤1,2
(1. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200240;2. 上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240)
王星尔等首先对随机分布的热钢化玻璃裂纹形态的表征方法进行研究,基于碎片面数、体积、球度参数的数据统计参数对裂纹形态分布特征进行控制,并采用Voronoi分布方法对裂纹形态进行表征。其次,引入组合有限离散元法来建立处于开裂后状态的夹层玻璃数值模型,并对开裂层碎片的Voronoi分布进行重构,结合试验结果研究热钢化玻璃碎片间嵌合作用及其关键参数对夹层玻璃后续力学行为的影响。
基金:国家重点研发计划项目(2017YFC0806100);上海市科委科研计划项目(17DZ1200306);上海市教委科研创新项目(14ZZ027);
王星尔, 杨健, 王翰坤. 夹层热钢化玻璃裂纹形态表征及开裂后力学行为[J]. 硅酸盐学报, 2019(8):1039-1046.
平板玻璃生产液流均化质量的评价与表征
杨金梦,许世清,佟连杰,刘世民
(亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室(燕山大学),河北秦皇岛 066004)
杨金梦等采用 ANSYS Fluent 软件模拟了会成为玻璃产品的生产液流在搅拌器作用下的流动轨迹。利用统计学分析方法,对添加粒子的搅拌时间、质点分散程度和液流间接触面积进行了系统的统计和分析,并根据搅拌对卡脖中回流量的影响,评价了搅拌对玻璃液均化质量的影响,并对制造出的平板玻璃产品进行光学均匀性的条纹检测作为验证性研究。
基金:国家重点研发计划项目(2016YFB0303700);
杨金梦, 许世清,佟连杰,刘世民.平板玻璃生产液流均化质量的评价与表征[J].硅酸盐学报,2019,47(08):1047-1052.
三步法评价陶瓷涂层密度
李月明,沈宗洋,李润润,孙熠,李志科
(景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,江西景德镇 333403)
李月明等基于传统Archimedes’排水法测量密度的原理,通过构建陶瓷涂层、基体以及涂层-基体复合体三者之间密度的解析关系,采用三步法测量并计算涂层的密度值。该评价方法不仅方便快捷,而且应用范围广,适应于各种陶瓷涂层密度的测量,包括结构陶瓷涂层、传统陶瓷的釉料(涂层)等。
基金:国家市场监督总局、国家标准委[国市监标创[2018]156号];江西省质量技术监督局[质监标函[2018]46号];
李月明,沈宗洋,李润润,孙熠,李志科.三步法评价陶瓷涂层密度[J].硅酸盐学报,2019,47(08):1053-1056.
稀土稳定四方多晶氧化锆陶瓷相变微结构的表征
陈威,胡冬力,顾辉,邢娟娟
(上海大学材料基因组工程研究院,材料科学与工程学院,上海 200444)
基于扫描电镜搭建的表征技术与分析方法集约研究平台,陈威等针对钕钇共掺氧化锆陶瓷开展了相变微结构的系统性定量研究。在推进抛光、成像、能谱及背散射通道衍射等技术的协同运用与集成发展的过程中,逐步探讨四方多晶氧化锆陶瓷的复相关系及相变行为。对比分析得到了适用于相鉴别和能谱定量分析的最佳制样方法,并研究了束斑扩展效应对能谱定量结果的影响,进一步结合二次电子和背散射电子成像及分析以解析双相氧化锆陶瓷的相变诱发行为。
基金:国家自然科学基金资助项目(51532006);上海市科学技术委员会(16DZ2260601)和111项目(D16002);
陈威,胡冬力,顾辉,邢娟娟.稀土稳定四方多晶氧化锆陶瓷相变微结构的表征[J].硅酸盐学报,2019,47(08):1057-1064.
改性小冲压实验法在陶瓷力学性能评价中的应用(综合评述)
颜鹏1,范宇驰2,王连军1,江莞1,2
(1. 东华大学材料科学与工程学院,上海 201620;2. 东华大学功能材料研究所,上海 201620)
颜鹏等通过比较各类小样品测试方法,介绍了改性小冲压(MSP)试验法的基本原理和特点。以对PZT 压电陶瓷在电场耦合下的力学性能和Mo/Pb(Zr,Ti)O3 (PSZ)复合材料的高温力学性能评价为例,说明MSP 测试方法在多场耦合条件下对小样品陶瓷材料力学性能评价的作用和优势。
基金:国家重点研发计划(2017YFB0703200);
颜鹏,范宇驰,王连军,江莞.改性小冲压实验法在陶瓷力学性能评价中的应用[J].硅酸盐学报,2019,47(08):1065-1072.
反向传播神经网络在隐框玻璃幕墙脱胶损伤识别中的应用
徐涵1,2,杨健1,2,王星尔1,2,赵宸君1,2,孟嫣然1,2,潘珠峰1,2
(1. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200240;2. 上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240)
徐涵等引入反向传播(BP)神经网络法,首先择取玻璃面板关键部位的25 种动力响应参数、动力特性参数以及隐框玻璃幕墙尺寸以归类神经网络数据库。采用非线性弹簧单元模拟结构胶本构行为及其组合局部脱胶状态,采用有限元方法对不同脱胶状态的隐框玻璃幕墙单元进行了拉压状态下的参数化分析,量化描述了12 545 种工况下各脱胶状态,并建立训练数据库。采用反向传播神经网络方法训练检验了数值模拟样本并校验预测精度。结果显示采用本方法可以较好预测隐框玻璃幕墙的组合脱胶状态。
基金:国家重点研发计划项目(2017YFC0806100);上海市科委科研计划项目(17DZ1200306);上海市教委科研创新项目(14ZZ027);
徐涵,杨健,王星尔,赵宸君,孟嫣然,潘珠峰.反向传播神经网络在隐框玻璃幕墙脱胶损伤识别中的应用[J].硅酸盐学报,2019,47(08):1073-1079.
陶瓷断裂韧性测试方法准确性和简便性比较分析(综合评述)
万德田1,2,魏永金1,2,包亦望1,2,田远1,2
(1. 中国建筑材料科学研究总院有限公司,绿色建筑材料国家重点实验室,北京100024;
2. 中国建材检验认证集团股份有限公司,北京100024)
万德田等针对既能保障陶瓷断裂韧性测量结果的准确性,又能满足工程试验操作简便性的要求,综述了常用的压痕法、切口梁法、预裂纹梁法等3类测试方法的特点,结合所提出的新方法,对所述陶瓷断裂韧性测试方法的难点、优缺点及适用范围提出了几点建议。
基金:国家重点研发计划(2017YFB0310400);
万德田,魏永金,包亦望,田远.陶瓷断裂韧性测试方法准确性和简便性比较分析[J].硅酸盐学报,2019,47(08):1080-1088.
耐火材料力学行为表征方法研究进展(综合评述)
戴亚洁1,2,李亚伟1,2,金胜利3
(1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081;2. 武汉科技大学高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心,武汉 430081;3. 奥地利莱奥本矿业大学陶瓷所,奥地利莱奥本,8700)
戴亚洁等通过本文介绍了耐火材料最新力学测试和辅助表征方法的原理及研究进展。
基金:国家自然科学基金(51872211);
戴亚洁,李亚伟,金胜利.耐火材料力学行为表征方法研究进展[J].硅酸盐学报,2019,47(08):1089-1094.
C-S-H凝胶分子结构研究进展(综合评述)
李博1,2,陈伟1
(1. 硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉理工大学,武汉430070;2. 武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉 430070)
李博等在总结固体核磁共振分析技术研究C-S-H 凝胶硅氧主链结构研究进展的基础上,提出其钙硅比对硅氧主链聚合度和平均链长的影响规律,并运用固体核磁测试与第一性原理计算核磁结果相结合的研究方法,揭示了C-S-H 凝胶分子结构中氢键的组成及性质,明确了水分子及羟基基团与硅氧主链的相互作用机理。
基金:国家自然科学基金(51672199);中央高校基本科研业务费(2017-YB-008)资助项目;
李博,陈伟.C-S-H凝胶分子结构研究进展[J].硅酸盐学报,2019,47(08):1095-1100.
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