及其复合材料在高湿度应用条件下仍然面临着磷水解的挑战。了解硅与 CaAlSiN 3 :Eu 2+ 之间的界面黏附力对于该材料的开发和应用具有重要意义。在本文中,首先通过实验测量和比较了硅/原始 CaAlSiN 3 :Eu 2+和硅/水解 CaAlSiN 3 :Eu 2+复合材料的力学性能,其中水解反应后复合材料的拉伸强度和杨氏模量都有所增加。然后,采用第一性原理密度泛函理论 (DFT) 计算在原子水平上研究硅分子在原始和水解 CaAlSiN 3 [0 1 0] 上的黏附行为。结果表明:(1)硅分子通过范德华(vdW)相互作用在原始 CaAlSiN 3 [0 1 0] 上形成弱吸附,而由于界面处形成了氢键,硅分子在水解 CaAlSiN 3 [0 1 0] 上的吸附强度大大增强;(2)瞬态计算表明,由于吸附能增加以及表面粗糙度增加,硅在水解 CaAlSiN 3 [0 1 0] 上的滑动能垒高于在原始 CaAlSiN 3 [0 1 0] 上的滑动能垒。总的来说,本文的研究结果可以指导 LED 封装中荧光粉的选择、储存和工艺,也有助于改善高湿度条件下使用的 LED 封装的可靠性设计。
定向能量沉积 (DED) 是一种增材制造技术,可以快速生产和修复具有灵活几何形状的金属零件。DED 期间热和材料传输的复杂性会产生不必要的微观结构异质性,从而导致零件性能分散。在这里,我们研究了使用不同沉积速率通过粉末吹制 DED 生产的 Inconel 718 在不同长度尺度上的微观结构变化。我们量化了零件内晶粒结构、纹理、成分和凝固结构的空间趋势,并将它们与硬度、屈服强度和杨氏模量的变化相关联,以突出凝固过程中热环境的影响。我们发现,使用高沉积速率时采用的高能量输入有利于沿构建和横向方向产生显着的微观结构异质性,这源于所使用的沉积策略产生的不对称冷却速率。我们还发现,在 Inconel 718 上采用的标准热处理不适合使微观结构均质化。这些结果对于开发工业相关的增材制造零件的构建速率策略具有重要意义。© 2021 作者。由 Elsevier BV CC_BY_NC_ND_4.0 出版
为研究玻璃珠增强热塑性塑料的弹性和粘弹性力学行为,用脉冲激励技术 (IET)、动态力学分析 (DMA) 和拉伸试验 (TT) 测试了两种复合材料。在 20 至 200°C 的温度范围内,以 1、2、5、10 和 20 Hz 的频率对纯聚酰胺 66 和聚对苯二甲酸丁二醇酯及其复合材料 (分别为 30/40 wt-% 和 20/30 wt-%) 进行了 3 点弯曲 DMA 测试。Williams、Landel 和 Ferry (WLF) 理论允许通过确定样品在室温下的特征频率,将频率相关的“破坏性” DMA 测量的弯曲模量与弯曲模式下的非破坏性 IET 测量进行比较。同样,将纵向模式下的 IET 模量与应变率为 1、10 和 100 %/min 的 TT 杨氏模量进行了比较。两种比较都提供了与标准偏差高度一致的模量。此外,还采用了立方体中的立方体模型方法来模拟界面粘附效应,并计算出不同测量技术的合理粘附系数 k adh。
采用溶剂铸造法,以铁屑废料为填料,开发聚苯乙烯复合材料,旨在提高机械、晶体学和微观结构性能,以满足特定用途。根据 ASTM D638-10 标准进行拉伸试验。还进行了 X 射线衍射 (XRD) 分析和微观结构分析。杨氏模量随填料浓度 (0 – 15 wt%) 的增加而增加 (从 335.2 N/mm 2 增加到 1131.3 N/mm 2 ),断裂伸长率则反之亦然 (从 4.9 mm 增加到 1.6 mm)。XRD 显示,铁屑颗粒和聚苯乙烯基树脂 (PBR) 基质之间存在良好的结构相互作用。该复合材料分别结合了聚苯乙烯和铁屑的无定形和晶体性质。也没有观察到化学反应,但聚苯乙烯基体中形成了协同结构增强。微观结构分析表明,铁屑颗粒在聚苯乙烯基体中分散性良好,分布均匀;填料质量分数为15%的复合材料界面黏附性最好,颗粒-基体体系的混合比例适宜。
全球航空工业市场呈现强劲增长趋势。最近,空中客车公司预测,到 2035 年,新飞机的需求将不断增长,投资额将超过 5 万亿美元 1 。在这种不断扩大的形势下,多个航空项目都提出了降低飞机运行过程中的燃油消耗、二氧化碳和氮氧化物排放量的要求 2 ,因此减轻重量是飞机制造商面临的关键问题。钛合金用于制造多种飞机部件,如起落架、发动机部件、弹簧、襟翼导轨、气动系统管道和机身部件 3-5 。这种广泛的适用性源于一系列令人印象深刻的优良特性,如高强度重量比、高抗氧化性、断裂韧性、耐腐蚀性、疲劳强度和抗蠕变性 6-8 。钛合金可分为三种不同的合金类别,分别称为 α、α+β 和 β 合金。抗蠕变性、可焊性、弹性模量和韧性等特性受每种类别的微观结构特征的影响 9-11 。人们已经探索了钛合金的物理冶金学,以增强各种工程应用的特定性能。用于结构飞机部件的钛合金的一些主要性能是疲劳强度、冲击强度、杨氏模量和硬度 12 。这些性能可以根据合金成分和微观结构控制进行定制,从而实现
应用。 [3] 然而,尽管取得了这些进展,这些执行器要实现大输出力和高重量标准化工作能力(以下称为“工作能力”)仍然具有挑战性。 [4] 这是因为组成材料较软且体积有限,难以储存和释放高机械能。 [2d,5] 目前,大多数微型软执行器的工作能力相对较低,在 10 –3 至 10 2 J kg − 1 范围内(图 S1,支持信息),[3b,6] 这使得它们无法用于潜在的医疗器械、操作和其他需要高工作能力的应用。 [7] 此外,现有磁控软执行器的最大输出力约为 60 µN。然而,许多医疗程序,如支架植入术 [8] 要求装置的输出力超过 1 N,这约为磁控软执行器最大输出力的 10软气动执行器同时提供了高机械性能和柔顺性,使其在强力操控中得到了广泛的应用。[9] 具体而言,尽管杨氏模量较小(约为 10 kPa),但这些执行器可以提供高工作能力(9 J g-1),比大多数已报道的执行器的性能高出约 10 1 –10 3 倍。尽管形状记忆合金具有类似的工作能力,但它是执行器的 10 6 倍
摘要:近年来,由于事故和血管疾病的增多,残疾问题日益严重。截肢患者失去肢体功能往往导致步态异常。能量储存和返回 (ESAR) 足部假肢提供了一种替代方案,有助于改善步态并最大限度地减少截肢者行走阶段的代谢能量消耗。本研究采用了 3 种设计,模型来自 Catia V5 软件。有限元法分析使用 Ansys Workbench 18.1 软件评估这三种设计,在正常步行活动中,负载为使用者体重的 1.2 倍,最大重量为 70 公斤。模拟材料是碳纤维预浸料,其拉伸强度、杨氏模量、泊松比和密度分别为 513.72 MPa、77.71 GPa、0.14 和 1.37 g/cm3。决策矩阵法用于根据预定标准确定最佳足部假肢设计。决策矩阵中的最高值为设计 3 中的 76。所选设计(设计 3)经过步态周期分析后,最大 von Mises 应力值为 76.956 MPa,每个步态周期足跟着地载荷模型的安全系数值为 1.0762;平足 3.2509;足尖离地 6.6263。
水凝胶基质的粘弹性对3D培养和生物制作组织模型系统的细胞行为敏感。先前的报道表明,在具有明显的压力松弛的水凝胶中,细胞倾向于粘附,扩散,迁移和增殖。然而,目前尚不清楚细胞是否对压力松弛的振幅更为敏感,或者对放松时间常数的反应。为了测试这一点,我们比较了在藻酸盐中最多10天培养的成纤维细胞的行为,并氧化了具有相似杨氏模量的藻酸盐水凝胶,但应力放松行为不同。我们发现成纤维细胞在水凝胶中细长,迁移和增殖更好,这些水凝胶显示出更高的应力松弛幅度。相比之下,细胞对松弛时间常数的响应不太明显且不一致。在一起,这些数据表明,最重要的是基质的应力松弛幅度,该矩阵决定了细胞局部穿透和重塑矩阵的能力,随后会导致更好的扩散,更快的迁移和更高的细胞增殖。我们得出的结论是,应力松弛振幅是用于优化3-D水凝胶中细胞行为的中心设计参数。
1物理系,1 Sam Higginbottom农业,技术与科学大学,Naini,Prayagraj-211007,北方邦,印度摘要 - Young的石墨烯模量及其衍生物及其衍生物的衍生物估计在沿Armchair方向及其沿着Zigzag方向应用时施加载荷。对于杨氏模量,使用弹性常数,取决于样品长度,宽度和厚度。因此,在石墨烯及其衍生物的加载案例中绘制了Young的模量长度图。发现,Young的模量随着恒定宽度而增加,而单层的Young模量大于双层。在扭曲的双层石墨烯的情况下,Young的模量以扭曲角度降低。关键词 - 弹性常数,Young的模量,扭曲的石墨烯和SWNT。简介 - 石墨烯片是在蜂窝结构中组织的二维碳原子。它与六角蜂窝晶格紧密结合。图1个石墨烯片的示意图。通常,六边形结构具有五个独立的弹性常数。这些如下; C 11,C 12,C 13,C 33和C 44。C 11和C 12更负责弹性。so,
随着柔性电子产品和绿色汽车的快速普及,合理设计和轻松构建具有优异机械性能和高电化学性能的定制功能材料至关重要。在此,通过利用数字光处理(DLP)和化学气相沉积(CVD)两种现代工业技术,展示了一种独特的3D空心石墨泡沫(HGF),其表现出周期性的多孔结构和坚固的机械性能。有限元分析(FEA)结果证实,合理设计的螺旋状多孔结构提供了均匀的应力区域并减轻了由应力集中引起的潜在结构故障。典型的HGF在48.2 mg cm -3的低密度下可以显示出3.18 MPa的高杨氏模量。多孔 HGF 进一步被活性 MnO 2 材料覆盖,质量负载高达 28.2 mg cm -2 (141 mg cm -3 ),MnO 2 /HGF 电极仍可实现令人满意的 260 F g -1 比电容,对应的面积电容为 7.35 F cm -2 ,体积电容为 36.75 F cm -3 。此外,组装的准固态非对称超级电容器还表现出优异的机械性能和电化学性能。