用原位沉析法组装了仿生层状空心结构的壳聚糖髓内钉, 其材壁具有层层叠加结构.在外径相同的情况下, 髓内钉的内径与外径之比随着沉析时间的增加而减小.壳聚糖髓内钉特殊的层叠结构和干燥过程中发生的自增强过程使其具有优异的力学性能,其弯曲强度高达119.5 MPa, 弯曲模量为3.6 GPa, 大大超过松质骨接近皮质骨.

报道了非光照条件下三角形银纳米片形成的两种方式,应用TEM和紫外-可见光谱仪对银纳米颗粒的生长过程进行了研究.硝酸银分步还原首先形成尺寸小于10 nm的银颗粒,在60℃时, 银颗粒在表面活性剂BRIJ35分子的作用下先形成三角形银纳米框架,然后再填补不断密实, 最终形成规则的三角形银纳米片.在80℃先形成小尺寸的三角形银纳米颗粒, 然后直接长大形成三角形银纳米片.

将H59双相多晶黄铜冷轧变形后, 进行高密度脉冲电流处理. 在透射电镜下观察发现,α+β’双相粗晶组织均已发生超细晶化转变,而且在α相晶粒中伴有大量的孪晶. 经过预应变处理后,α相在脉冲电流作用下发生再结晶细化,并在随后的α→β相变中进一步发生相变细化;β’相在预应变处理后发生再结晶细化. 再结晶细化的原因是,预应变处理使晶体中产生大量的缺陷, 极大的增加了形核率, 而脉冲电流作用时间短,加热速度快, 使晶核长大不充分; 相变细化的原因是, 高密度脉冲电流改变了相变势垒,促进了高电导率相的形核并抑制其长大.

采用溶液浸渍提拉法制备了β型PVDF压电聚合物薄膜, 采用X衍射、扫描电镜等手段测定了PVDF薄膜的物相结构, 结晶形态及薄膜厚度等. 结果表明,基板的诱导作用使PVDF在较低温度下结晶形成极性的正交相β晶,在较高温度下结晶形成非极性的单斜相α晶.在低温下得到的PVDF薄膜中β晶呈典型的球晶结构, 晶粒粒径随着膜厚的增加而增大,晶体颗粒的堆积疏松, 薄膜致密性差; 在较高温度下形成的α晶相, 以二维生长为主,晶粒大小随着膜厚的增加基本上保持不变, α晶颗粒间接触紧密, 薄膜致密性好.

利用有限元方法对炉内的传递过程进行了全局数值模拟,假定熔体和气相中的流动都为准稳态轴对称层流, 熔体为不可压缩流体,Cz炉外壁温度维持恒定, 模拟磁场强度范围为(0~0.3)T, 研究了用Czochralski(Cz)法生长单晶硅轴向磁场对熔体流动和氧传输过程的影响.结果表明: 轴向磁场可有效地抑制熔体内的流动,但增大加热器功率和结晶界面处晶体内的轴向温度梯度; 对于常规Cz炉,轴向磁场可增大结晶界面平均氧浓度, 而对于具有气体导板的Cz炉,则会减小结晶界面平均氧浓度.

根据密度泛函理论, 采用总体能量--超软赝势平面波技术,分析了LaNi5和20%Ni分别被Co和Fe代换后的晶体结构、总体能量、电子态密度以及Mulliken布居电荷. 由理论计算得到的晶体结构参数与实验值符合得比较好.取代后合金的晶体结构变化趋势与取代元素的原子半径变化趋势一致.Co和Fe代换可改变合金的电子结构, 降低合金的稳定性.Co-d或Fe-d带的位置及其中的电子数影响合金的稳定性. Co或Fe更倾向于取代3g位,且Co取代比Fe取代稳定. 合金生成热的理论计算值与实验值较为接近.

制备了HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维对称功能梯度材料(FGM), 316L不锈钢纤维的含量(体积分数)按20%→10%→0→10%→20%呈轴向对称梯度变化. 分析了材料的微观结构和微区元素含量, 研究了材料的性能与316L不锈钢纤维含量的关系. 结果表明, 在HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维对称FGM中, 316L不锈钢纤维在微观上呈无序和均匀分布状态, 它被包裹于HA(ZrO2)基体中, 两者紧密结合. 316L不锈钢纤维与HA(ZrO2)基体间的界面表现为部分凹凸不平, 紧紧地咬合在一起.在FGM基体中发生了微量的韧化相Fe元素扩散, 在韧化相316L不锈钢纤维不发生基体相Ca、P元素的扩散, 基体与韧化相之间不发生化学反应. 随着316L不锈钢纤维含量的增加, HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维复合材料的断裂韧性和弹性模量逐渐增加, 体现了FGM中各梯度层的力学性能缓和设计. 按Miao模型计算HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维FGM中的残余热应力为515 MPa, FGM的增韧机理主要为纤维的拔出增韧和层间的裂纹偏转增韧.

研究了TWINTEX纤维增强塑料在酸中的应力腐蚀, 并与玻璃纤维增强塑料的应力腐蚀进行了比较. 结果表明, TWINTEX纤维增强塑料具有比玻璃纤维增强塑料好得多的耐应力腐蚀性能, 而且这种好的耐应力腐蚀性主要表现在长的裂纹孕育期. 聚丙烯纤维良好的耐蚀性是造成长的裂纹孕育期的主要原因. 外加载荷的变化对TWINTEX纤维增强塑料的应力腐蚀裂纹扩展速率的影响不如其对玻璃纤维增强塑料的应力腐蚀裂纹扩展速率的影响显著.

采用低温物理沉积技术在二氧化硅衬底(SiO2/Si(100))和石英玻璃上生长出了MgxZn1-xO (x>0.5)晶体薄膜, 并用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)图谱和紫外 --可见光透射光谱对其进行了表征. 结果表明, 在SiO2/Si(100)和石英玻璃衬底上沉积的MgxZn1-xO (x>0.5)晶体薄膜表面平整, 均呈立方结构, 且具有高度的(001)择优取向. 立方MgxZn1-xO薄膜具有从紫外到近红外波段良好的透明性, 折射率为1.7~1.8, 随着波长的增大或Mg组分的增大而降低.

合成了含手性碳原子的新型偶氮苯生色团, 通过酰氯化反应制备出含偶氮苯生色团的单体, 将所合成的单体与丙烯酸酯类单体进行自由基共聚得到以偶氮苯生色团为侧基的高分子. 利用1H NMR、FTIR、UV-Vis吸收光谱, 对所合成的单体及聚合物进行了结构表征. 研究了所制备的聚合物的全光开关效应. 结果表明, 在激发光的照射下, 通过聚合物中偶氮苯基团的顺-反-顺异构循环在聚合物材料中可形成光致各向异性; 在较低驱动光功率(28.1mW)下这种聚合物具有良好的全光开关效应.

利用DSC-TG法对制备的SrCO3进行非等温热分解试验研究, 并用Kissinger法计算其热分解反应动力学参数; 此外对添加剂Al2O3、SiO2、C对SrCO3分解过程的影响也做了一定的研究. 结果表明: 高纯SrCO3在930-950℃左右发生多晶型转变, 由斜方晶系α-SrCO3转变为三方晶系β-SrCO3; 高纯SrCO3在900℃左右开始分解, 至1150℃以上基本完全分解成SrO. 高纯SrCO3的非等温热分解过程主要有两个吸热峰, 而分解反应基本在第二个吸热峰进行. 添加剂Al2O3、SiO2、C可改变SrCO3的分解反应方式, 降低其分解反应温度约100℃, 其中C的效果最佳.

研究了炭纤维体积分数和预制体热处理温度对炭/炭复合材料力学性能的影响. 结果表明, 随着预制体中炭纤维体积分数的增加炭/炭复合材料的硬度逐渐增加, 但当炭纤维的体积分数大于30%时, 炭/炭复合材料硬度增加的幅度减小. 炭纤维体积分数的增加对炭/炭复合材料硬度的影响有两个相反的作用, 纤维的增强作用将使硬度增大, 而孔隙率的增加将导致硬度的减小. 炭/炭复合材料的抗弯强度随着纤维体积分数的增加而增加, 但因纤维体积分数的增加会导致孔隙减小. 致使热解炭不能充分地渗透填充到纤维间的孔隙内, 抗弯强度下降, 所以随着纤维体积分数的增加, 材料的弯曲强度会出现拐点. 随着预制体热处理温度的不同, 炭/炭复合材料有脆性断裂、整束纤维拔出的假塑性断裂和部分炭纤维拔出的假塑性断裂三种断裂机制.

用电弧法蒸发Ni-Al合金(4%~5% Al, 质量分数), 制备了Al2O3NiO包裹Ni及Ni-Al合金纳米颗粒. 高分辨电镜显示该纳米颗粒具有壳核结构, 核为纳米Ni及Ni-Al合金, 壳为Al2O3/NiO复合氧化物. 壳的厚度为2~4 nm, 颗粒的尺寸为5~60 nm. 壳核结构防止纳米Ni颗粒的进一步氧化和团聚. 饱和磁化强度为29.6 Am2/kg, 矫顽力为4.13 kA/m. 由于铁磁和反铁磁性相界面处存在交换耦合作用, 磁滞曲线出现小的偏置.

研究了电磁搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响. 结果表明:当电磁搅拌的频率达到或高于50 Hz时, 半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生固相越来越多, 越来越圆整; 在电磁搅拌频率为200 Hz和冷却速率较低的条件下, 搅拌的功率越大, 半固态AZ91D镁合金组织中的球状初生固相越多, 晶粒也越细小. 在电磁搅拌条件下, AZ91D镁合金熔体的激烈流动导致较为均匀的温度场和溶质场、更加剧烈的温度起伏, 促进了半固态AZ91D镁合金球状组织的形成. 半固态重熔加热使半固态AZ91D镁合金坯料初生固相的形态发生进一步的球化.

在模拟空间环境原子氧辐照的条件下, 采用固定的原子氧束流密度进行不同时间的辐照试验, 研究了温控材料Teflon FEP/Al薄膜的质量损失、光学性能、表面形貌和表面粗糙度的演化规律. 结果表明, 材料的质量损失与原子氧的作用时间成正比. 辐照前后材料的表面形貌和表面粗糙度发生明显变化, 致使太阳吸收率发生明显变化, 从而导致材料的光学性能发生变化.

研究了晶化温度为423℃的Fe40Ni40P14B6非晶合金在200～450℃退火后弱场磁导率μi随温度T的变化. 结果表明, 退火温度Ta对μi~T曲线的形状有较大的影响. 当退火温度Ta低于非晶合金的晶化温度时, μi~T曲线上出现了尖锐的Hopkinson峰, 峰值对应的温度为230~265℃, 峰的位置随着退火温度的提高而移向高温, 说明非晶合金的结构弛豫导致非晶合金的居里温度发生变化. 在350~400℃退火后, μi~T曲线在150℃附近出现另一个宽峰, 并且在合金从室温至150℃的升温过程中μi线性增加. 当Ta高于非晶合金的晶化温度时, 表征非晶相居里温度的Hopkinson峰消失, 在从室温至400℃的升温过程中磁导率保持较低值不变, 超过400℃后随温度的升高, 磁导率逐渐上升. 解释了磁导率随温度变化的原因并讨论了μi~T曲线的特征与合金相结构的关系及μi~T曲线的实际意义.

用羰基二咪唑(1,1’-carbonyldiimidazole, CDI), 将含RGD的短肽共价连接到纯钛的表面, 将HGFs分别接种到涂层和未涂层材料表面并培养一定时间后, 定量对比接枝和未接枝材料表面的细胞纤粘连蛋白(fibronectin, FN)和粘着斑的形成情况, 研究接枝后的纯钛表面对原代培养的人牙龈成纤维细胞(Human Gingival Fibroblasts, HGF) 生物学行为的影响. 结果表明, RGD修饰的纯钛表面粘着斑的形成比钛表面早. RGD接枝钛表面有利于人牙龈成纤维细胞的粘附, 改善了纯钛的生物相容性.

在双辊薄带连铸实验和薄带凝固组织特征分析的基础上,结合对薄带凝固组织区的模拟预测结果, 研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢双辊薄带凝固组织区(特别是等轴晶区)的形成机理. 结果表明: 1Cr18Ni9Ti不锈钢双辊薄带凝固组织中的等轴晶区不但在凝固类型为半固态时形成, 在轧制或理想型时也能形成. 其形成机理为, 熔池中悬浮游离晶体的沉积、聚集以及在枝晶生长前沿的长大和薄带离开二铸辊最小间隙(铸辊出口)后, 薄带/空气界面换热系数骤然降低抑制了柱状枝晶的生长, 并促使薄带中部未凝固熔体中游离晶体的择优长大.

采用SCR技术和在线固溶处理方法制备了直径为4.8 mm 的6201铝合金导电线材, 研究了该线材及其冷拔的直径3.0 mm线材的微观组织、力学性能和导电性能. 结果表明: 线材的组织由Al基体、针状强化相的β”(Mg2Si)和片状Si组成, 低倍组织为等轴晶, 线材的拉伸强度随着时效时间的延长出现先升后降的趋势, 伸长率和电阻率则呈现下降的趋势, 其变化趋势随着时效温度的提高而加剧; T6态线材的综合性能达到CHTA工艺指标; 冷加工可显著提高合金线材的强度, 适当的时效可降低其电阻率.