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強(qiáng)度和韌性的“倒置關(guān)系”是材料研究領(lǐng)域長期存在的難題。大量的實驗表明，隨著金屬材料內(nèi)部晶粒尺寸的降低，在強(qiáng)度獲得提升的同時，韌性將大打折扣。目前，廣泛采用的高強(qiáng)材料韌化策略有：（1）改變組分，通過引入和調(diào)整材料的多種主要元素，同時激活多種塑性變形機(jī)制，高熵合金材料就是采用這種思路；（2）改變微結(jié)構(gòu)，在材料內(nèi)部引入一種或多種梯度分布的微結(jié)構(gòu)，避免由于特征長度突變帶來的性能突變，有效克服金屬材料強(qiáng)度和韌性的失配問題，這種材料被稱為梯度納米結(jié)構(gòu)材料。 圖1 梯度結(jié)構(gòu)金屬材料的類型（摘自：李毅，梯度結(jié)構(gòu)金屬材料研究進(jìn)展，中國材料進(jìn)展，2016, 35: 658-665）人工制備的梯度納米金屬結(jié)構(gòu)主要包括以下幾種：梯度晶粒，梯度位錯，梯度孿晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含兩種以上的梯度混合結(jié)構(gòu)。在已經(jīng)發(fā)展成熟的金屬材料內(nèi)部引入梯度納米結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高其強(qiáng)韌性匹配能力。例如，通過表面研磨處理（SMAT）在孿晶誘發(fā)塑性（TWIP）鋼表面引入大量的塑性變形，使其表面晶粒細(xì)化，隨著深度的增加，晶粒細(xì)化的程度逐漸降低，同時塑性變形也會導(dǎo)致位錯演化和孿晶的產(chǎn)生，因此在TWIP鋼內(nèi)部形成了包含梯度晶粒，梯度位錯和梯度孿晶的梯度混合結(jié)構(gòu)。這種梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的強(qiáng)度可以提升50%，斷裂應(yīng)變僅從60%下降到52%，具有更高的強(qiáng)韌性匹配能力。目前，關(guān)于梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的研究集中于實驗，反映物理機(jī)制的本構(gòu)模型研究還鮮見報道。西南交通大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院張旭教授與德國馬普鋼鐵所、中國鋼鐵研究總院等機(jī)構(gòu)開展合作，指導(dǎo)博士生陸曉翀發(fā)展出考慮位錯滑移和變形孿晶等物理機(jī)制的微結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)晶體塑性本構(gòu)模型。依托DAMASK平臺將該模型移植有限元，并對梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的單軸拉伸變形行為展開模擬，揭示了其微結(jié)構(gòu)演化與宏觀性能之間的關(guān)系，量化了不同梯度結(jié)構(gòu)對材料強(qiáng)韌性的貢獻(xiàn)。相關(guān)研究工作已在金屬材料與固體力學(xué)交叉領(lǐng)域頂級期刊《International Journal of Plasticity》上在線發(fā)表，論文題目為Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP鋼的單拉實驗數(shù)據(jù)驗證該模型的合理性，結(jié)果表明該模型對不同尺寸下的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)和應(yīng)變強(qiáng)化行為都可以較好地描述，特別是細(xì)晶TWIP鋼硬化率曲線中的up-turn效應(yīng)。通過對內(nèi)變量演化的分析及對比性模擬，作者發(fā)現(xiàn)這種up-turn效應(yīng)源自于細(xì)晶中顯著的背應(yīng)力。 圖2 對比不同晶粒尺寸TWIP鋼的單拉實驗和模擬結(jié)果由于梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的微結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，晶粒數(shù)目眾多，通過采用三維均勻化方法，建立了宏觀試樣尺寸的有限元模型。通過對每層單元賦予不同的晶粒尺寸，初始位錯密度和孿晶體積分?jǐn)?shù)，離散地描述材料內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的梯度分布，并通過梯度網(wǎng)格劃分方法進(jìn)一步減少單元數(shù)目。對于材料表層微結(jié)構(gòu)變化劇烈的區(qū)域，采用密度較高的網(wǎng)格，以保證更加精確地描述微結(jié)構(gòu)的梯度變化。 圖3三維均勻化方法示意圖作者利用發(fā)展的晶體塑性模型，對均勻和梯度納米結(jié)構(gòu)的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP鋼的單拉變形行為進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，在合理描述均勻結(jié)構(gòu)TWIP鋼應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過引入微結(jié)構(gòu)的梯度分布，無需修改任何參數(shù)就可以較好地描述梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的單拉力學(xué)行為。通過對比變形云圖，作者發(fā)現(xiàn)均勻和梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的表面都會變的粗糙不平，但梯度納米結(jié)構(gòu)的表面粗糙度更加明顯，產(chǎn)生的應(yīng)變局域化形成了兩個凹陷區(qū)，且凹陷區(qū)在垂直于平面方向也會發(fā)生收縮。隨著深度的增加，收縮程度逐漸降低。通過對比性模擬，作者發(fā)現(xiàn)表面凹陷區(qū)的出現(xiàn)就是梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼韌性略微下降的原因。而應(yīng)變局域化的產(chǎn)生與表面納米層晶粒的應(yīng)變強(qiáng)化能力有關(guān)，提高表面納米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷區(qū)的出現(xiàn)和韌性的下降。此外，作者通過分析不同層位錯密度的演化，進(jìn)一步證實了上述觀點。作者還通過對比性模擬量化了不同梯度結(jié)構(gòu)對材料強(qiáng)韌性的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：強(qiáng)度的提升源于梯度位錯結(jié)構(gòu)，梯度晶粒和梯度孿晶結(jié)構(gòu)有助于保持材料的應(yīng)變強(qiáng)化能力。 圖4 均勻結(jié)構(gòu)和梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的模擬結(jié)果對比分析。

一種用于單晶生長裝置的結(jié)晶區(qū)溫度梯度調(diào)節(jié)器,由保溫隔熱材料制作的座板和保溫隔熱材料制作的動板組成;座板上設(shè)置有一底部為平面的凹槽,凹槽的中心部位開設(shè)有大于坩堝套外徑的通孔I,凹槽的環(huán)面上開設(shè)有調(diào)溫孔I;動板的形狀和徑向尺寸與座板上設(shè)置的凹槽相匹配,動板中心部位開設(shè)有與通孔I尺寸相同的通孔II,動板環(huán)面上開設(shè)有調(diào)溫孔II,調(diào)溫孔II與調(diào)溫孔I形狀、尺寸、數(shù)量、間距相同;動板放置在座板所設(shè)置的凹槽中,其與凹槽為動配合,座板固定在坩堝下降法單晶生長裝置爐體上。此種調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,調(diào)節(jié)單晶生長爐結(jié)晶區(qū)溫度梯度時靈敏度高,使結(jié)晶區(qū)溫度梯度可在大范圍內(nèi)調(diào)整,易于獲得窄溫區(qū)、大溫梯的溫場分布。

本發(fā)明設(shè)計了一種基于磁梯度自愈合防腐涂層的制備方法，屬于金屬防腐涂層領(lǐng)域。基于磁梯度自愈合防腐涂層的制備方法，其特征在于，向涂層中添加包封緩蝕劑的磁性納米顆粒，在涂層制備過程中通過施加外部磁場，使磁性納米顆粒在涂層中呈縱向梯度分布，近金屬表面的納米顆粒濃度高，該方法制備工藝簡單，安全環(huán)保，降低了的智能納米容器或功能性高分子微球的使用量，提高了常規(guī)自愈合涂層的防腐效果。

本發(fā)明公開了一種基于位移差分的 MEMS 重力梯度儀。包括第一振子單元和第二振子單元；前者包括第一外圍框架和與第一外圍框架通過第一組梁連接的第一檢驗質(zhì)量，后者包括第二外圍框架和與第二外圍框架通過第二組梁連接的第二檢驗質(zhì)量，第一組梁和第一檢驗質(zhì)量構(gòu)成第一機(jī)械振子，第二組梁和第二檢驗質(zhì)量構(gòu)成第二機(jī)械振子，第一振子單元和第二振子單元相向正對設(shè)置，第一機(jī)械振子和第二機(jī)械振子的敏感軸位于同一直線上，第一檢驗質(zhì)量上的電容陣列與第二檢驗質(zhì)量上的電容陣列構(gòu)成位移檢測電容，通過位移檢測電容測得檢驗質(zhì)量的位移差進(jìn)而得到

本發(fā)明公開了一種 SIFT 特征向量梯度直方圖多通道更新電路，使用 16 個八維四更新的直方圖組來取代 1 個 128 維 16 更新的直方圖，每一個八維四更新的直方圖代表同一空間位置的 NBO 方向維度的子特征值向量。所述電路包括：第一三線性插值模塊、第二三線性插值模塊、方向地址仲裁模塊、第一至第十六四通道更新仲裁模塊、第一至第十六八維四通道更新直方圖模塊。本發(fā)明的電路硬件面積開銷僅占傳統(tǒng)128維16更新的直方圖電

一、項目進(jìn)展 創(chuàng)意計劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時間 盧弘毅 信息與安全工程學(xué)院環(huán)境工程 2020年九月 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 周靖承 信息與安全工程學(xué)院 講師 工程技術(shù)管理 四、項目簡介 Ⅰ度公益社是掛靠在信息與安全工程學(xué)院的校級環(huán)保公益社團(tuán)，是環(huán)境科學(xué)與工程系產(chǎn)學(xué)研師生一體化的社會服務(wù)平臺，由多位博士、教授組成的專家團(tuán)進(jìn)行一對一項目定向指導(dǎo)，依托信息與安全工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程系和安環(huán)實驗教學(xué)中心開展一系列活動。