采用随机策略结合群论、图论和高通量计算,系统地扫描了共87种新的单斜硅同素异形体。新的同素异形体中,13种具有直接或准直接带隙,12种具有金属特性,其余为间接带隙半导体。这些新型单斜硅同素异形体中有30多种表现出大于或等于80 GPa的体积模量,其中3种表现出比金刚石硅更大的体积模量。只有两种新的硅同素异形体表现出比金刚石硅更大的剪切模量。详细研究了所有87种Si单斜同素异形体的晶体结构、稳定性(弹性常数、声子谱)、力学性能、电子性能、有效载流子质量和光学性能。五种新的同素异形体的电子有效质量ml小于金刚石硅的电子有效质量。所有这些新型单斜硅同素异形体在可见光谱区都表现出强吸收。结合它们的电子带隙结构,这使它们成为光伏应用的有前途的材料。这些研究极大地丰富了目前对硅同素异形体的结构和电子特性的认识。
图 1.1 骨骼肌组织的机械结构............................................................................................. 4 图 1.2 液压假肢手指 [27] ............................................................................................. 8 图 1.3 液压假手的功能模式 [28] ............................................................................. 9 图 1.4 左侧 BLEEX [29] 和右侧 HULC [32]............................................................................. 10 图 1.5 Raytheon Sacros 的 XOS2 [35] ............................................................................................. 11 图 1.6 老一代 ATLAS,当前一代ATLAS、BigDog、WildCat 和 AlphaDog(从左到右)[36] ........................................................................................................................................... 12 图 2.1 有效体积模量与压力和夹带空气的关系 ............................................................................................. 17 图 2.2 密封横截面 ............................................................................................................................. 19 图 2.3 Stribeck 弹性流体动力润滑模型 ............................................................................. 21 图 2.4 七种孔径下内部光滑孔流动时单位长度压降与流速的关系 ............................................................................................................. 24 图 2.5 压降常数。
2.1 弹性:变形力、恢复力、弹性体和塑性体、应力和应变及其类型、胡克定律、应力应变图、杨氏模量、体积模量、刚性模量及其之间的关系(无推导)(简单问题)。(简单问题)H.T. 的应力应变图。钢、铸铁、铝和混凝土、极限应力和断裂应力、安全系数。2.2 表面张力:力——内聚力和粘附力、接触角、毛细管中液体表面的形状、毛细作用及其示例、表面张力之间的关系、毛细上升和毛细半径(无推导)(简单问题)、杂质和温度对表面张力的影响。2.3 粘度:速度梯度、牛顿粘度定律、粘度系数、流线和湍流、临界速度、雷诺数(简单问题)、斯托克斯定律和终端速度(无推导)、浮力(向上推力)、温度和掺杂对液体粘度的影响。
2.1 弹性:变形力、恢复力、弹性体和塑性体、应力和应变及其类型、胡克定律、应力应变图、杨氏模量、体积模量、刚性模量及其之间的关系(无推导)(简单问题)。 (简单问题)高温钢、铸铁、铝和混凝土的应力应变图、极限应力和断裂应力、安全系数。 2.2 表面张力:力——内聚力和粘附力、接触角、毛细管中液面的形状、毛细作用举例、表面张力之间的关系、毛细管上升和毛细管半径(无推导)(简单问题)、杂质和温度对表面张力的影响。 2.3 粘度:速度梯度、牛顿粘度定律、粘度系数、流线和湍流、临界速度、雷诺数(简单问题)、斯托克斯定律和终端速度(无推导)、浮力(向上推力)、温度和掺杂对液体粘度的影响。
弹性体在声学应用方面有着悠久的历史。这种用途包括阻止声音通过的解耦器、衰减声音反射的消声涂层和传输声波的声学窗。橡胶成为水下声学的首选材料有几个原因。其中最重要的一个是橡胶的声阻抗可以与海水的声阻抗相匹配。在边界上,如果两种介质的声阻抗相等,则不会反射声波。1 声阻抗类似于光学折射率,由材料的质量密度和材料内部声音速度的乘积给出。对于低损耗材料,后者的量与密度和模量(纵波的体积模量或剪切波的剪切模量)之比的平方根成正比。显然,通过聚合物选择和化合物配方,可以在很宽的范围内改变橡胶的声阻抗及其频率依赖性。大多数商业材料都是专有的,尽管声学特性数据汇编是可用的。2 对于填充橡胶,机械响应是强烈非线性的。3 然而,在低于约 10 -3 应变幅度时,动态模量变得不随应变而变化(需要更高的应变才能观察到佩恩效应)。4 由于声波通过橡胶传播引起的变形非常小(通常应变幅度≤10 -6),因此可以通过传统的小应变动态机械测量来表征声学特性。5