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2025

12-20

薄膜材料廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、涂層、能源存儲(chǔ)、醫(yī)療設(shè)備和光伏等領(lǐng)域，其性能與可靠性高度依賴于界面結(jié)合強(qiáng)度。傳統(tǒng)測(cè)量方法如剝離實(shí)驗(yàn)與微劃痕測(cè)試往往受限于測(cè)試工況設(shè)置和材料特性，難以實(shí)現(xiàn)界面結(jié)合能的定量表征。為此，來自牛津大學(xué)的Shatha博士等采用納米壓痕與納米劃痕兩種方法，系統(tǒng)研究了硅基底上不同厚度鎢涂層的界面剝離行為，并通過有限元模擬對(duì)能量計(jì)算進(jìn)行校正，為實(shí)現(xiàn)界面能的定量評(píng)估提供了新思路與方法支撐。本文在硅基底上通過磁控濺射制備的不同厚度（1.5μm與1.9μm）的鎢涂層，并進(jìn)...

2025

12-18

聚二甲基硅氧烷（PDMS）彈性體因其具備柔性、光學(xué)透明性、不燃性、化學(xué)穩(wěn)定性、無毒、生物相容及成本低廉等優(yōu)異特性，在柔性傳感器、電子元件光學(xué)系統(tǒng)與生物力學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，PDMS構(gòu)件常處于復(fù)雜的多軸應(yīng)力狀態(tài)并伴隨大變形行為。為實(shí)現(xiàn)對(duì)軟材料在實(shí)際工況下的合理選型，準(zhǔn)確表征并預(yù)測(cè)PDMS在不同變形模式下的應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)具有重要意義。為此，印度理工學(xué)院SatyaPal和AbirBhattacharyya使用非接觸式圖像數(shù)字相關(guān)（DIC）技術(shù)對(duì)有限應(yīng)變下試樣表面...

2025

12-17

DSE三維數(shù)字散斑技術(shù)在材料壓縮全場(chǎng)應(yīng)變演化研究中的應(yīng)用

本研究采用DSE（數(shù)字散斑相關(guān)法）三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，結(jié)合凱爾測(cè)控高精度材料試驗(yàn)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料在壓縮載荷下全場(chǎng)變形演化的精準(zhǔn)量化分析。通過同步采集加載過程中的三維全場(chǎng)應(yīng)變分布數(shù)據(jù)，系統(tǒng)揭示了材料從彈性變形到塑性屈服、直至破壞的全過程應(yīng)變演化規(guī)律，為材料力學(xué)性能評(píng)估與失效機(jī)制研究提供了高分辨率、非接觸式的量化手段。一、系統(tǒng)集成與試驗(yàn)方法1.試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成：加載設(shè)備：凱爾測(cè)控試驗(yàn)機(jī)，提供精確、穩(wěn)定的軸向壓縮載荷，并實(shí)時(shí)記錄載荷-位移數(shù)據(jù)。測(cè)量系統(tǒng)：DSE三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，包...

2025

12-16

三軸機(jī)械加載下柔性薄膜的多模態(tài)褶皺行為研究

人造表面微納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用在過去幾十年受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)光刻或模板策略雖具有精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在設(shè)備特殊、成本高、效率低等固有局限。相比之下，基于應(yīng)力驅(qū)動(dòng)表面失穩(wěn)的自組裝方法，提供了一種成本低、效率高且可靠的替代路徑，無需傳統(tǒng)光刻工具和掩模即可在大面積上快速生成有序的微納米結(jié)構(gòu)。然而，現(xiàn)有方法生成的褶皺結(jié)構(gòu)通常形態(tài)單一且在表面均勻分布，難以在單一樣品中實(shí)現(xiàn)大尺度的多模式調(diào)控。因此，杭州電子科技大學(xué)胡亮教授團(tuán)隊(duì)和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)倪勇教授團(tuán)隊(duì)提出一種通過施加三軸機(jī)...

2025

12-16

原位雙軸力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)工作原理

原位雙軸力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)是一種可對(duì)試樣施加雙向獨(dú)立載荷，并同步觀測(cè)材料微觀結(jié)構(gòu)演化的力學(xué)測(cè)試設(shè)備，核心由加載系統(tǒng)、原位表征模塊、測(cè)控系統(tǒng)三部分組成，適用于研究材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)行為。一、加載系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)雙向獨(dú)立精準(zhǔn)施力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)通常采用四立柱對(duì)稱式布局，配備兩套獨(dú)立的伺服驅(qū)動(dòng)單元(伺服電機(jī)+滾珠絲杠/液壓油缸)，分別控制X、Y兩個(gè)方向的十字形試樣夾具。雙軸加載模式分為兩種：比例加載：X、Y方向載荷/位移按預(yù)設(shè)比例同步施加，模擬等雙軸、偏雙軸應(yīng)力狀態(tài)；非比例加載：X、Y方向...

2025

12-13

金屬材料高溫疲勞性能測(cè)試與損傷機(jī)理研究

1.核心概念與意義高溫疲勞：指金屬材料在高溫環(huán)境下，承受交變循環(huán)載荷時(shí)，發(fā)生性能退化并最終斷裂的現(xiàn)象。與常溫疲勞的區(qū)別：高溫引入了時(shí)間相關(guān)的蠕變和環(huán)境氧化效應(yīng)，使得失效機(jī)理復(fù)雜化，壽命預(yù)測(cè)更加困難。意義：評(píng)估如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、渦輪盤、核電管道、石化反應(yīng)器等關(guān)鍵高溫部件在長(zhǎng)期服役中的安全性與可靠性，是設(shè)計(jì)和選材的重要依據(jù)。2.主要測(cè)試方法與設(shè)備測(cè)試通常在電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)或高頻諧振試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，并配備精密的高溫爐或感應(yīng)加熱系統(tǒng)。A.按控制模式分類1.應(yīng)力控制疲勞：保持應(yīng)力幅恒定...

2025

12-11

基于直接法的短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料端部切口彎曲試驗(yàn)的II型內(nèi)聚力律的驗(yàn)證

在工業(yè)輕量化趨勢(shì)下，短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料因其易加工、成本低的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用日益廣泛。在多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用中，需將短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料與其他材料進(jìn)行粘接，而如何準(zhǔn)確有效地預(yù)測(cè)其粘接接頭的強(qiáng)度，以確保結(jié)構(gòu)的安全成為亟需解決的問題。針對(duì)這一問題，日本慶應(yīng)大學(xué)的MasakiOmiya提出了利用直接法計(jì)算兩種（BasedonJ,BasedonG）J積分值以獲取內(nèi)聚力模型（CZM）參數(shù)，并基于此方法開發(fā)了一種預(yù)測(cè)使用短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料作為被粘件的粘接接頭強(qiáng)度的方法，為相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與性能評(píng)估...

2025

12-9

碳纖維復(fù)合材料前沿表征技術(shù)與力學(xué)性能測(cè)試綜述

一、碳纖維材料前沿分析技術(shù)前沿分析旨在從微觀/納觀尺度理解碳纖維及其復(fù)合材料的成分、結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系，為材料設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化和失效分析提供依據(jù)。1.微納結(jié)構(gòu)表征高分辨率透射電子顯微鏡：可觀察碳纖維內(nèi)部的石墨微晶排列、缺陷、孔隙及界面相結(jié)構(gòu)，是研究碳纖維“皮-芯”結(jié)構(gòu)、石墨化程度的核心工具。原子力顯微鏡：用于表征纖維表面形貌、粗糙度以及界面區(qū)域的納米力學(xué)性能（如模量分布）。小角/廣角X射線散射：無損分析碳纖維中微孔洞的尺寸、分布以及石墨微晶的取向度和層間距，對(duì)研究預(yù)氧化、碳化過程至...

2025

12-9

生物材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)：從微觀表征到臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)

在再生醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，研究人員正將一片僅幾毫米大小的人工心臟瓣膜組織放入儀器中。隨著精確控制的應(yīng)變加載，組織在模擬血液環(huán)境的液體中輕柔伸展，一系列數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)涌向計(jì)算機(jī)——這不再是科幻場(chǎng)景，而是現(xiàn)代生物材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)日常工作的真實(shí)寫照。一、為何生物材料需要“專屬”試驗(yàn)機(jī)？傳統(tǒng)材料試驗(yàn)機(jī)誕生于鋼鐵與混凝土的時(shí)代，而生物材料與組織的力學(xué)測(cè)試則面臨獨(dú)特挑戰(zhàn)：樣本的脆弱性：生物組織往往柔軟易損，血管的拉伸強(qiáng)度僅為鋼材的萬分之一，卻需要在生理環(huán)境中保持功能。環(huán)境的依賴性：一塊軟骨在干燥空氣...

2025

12-8

靜態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)的選型與維護(hù)保養(yǎng)技巧

靜態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)用于評(píng)估材料在長(zhǎng)時(shí)間恒定或緩變載荷下的性能衰減與失效行為，選型與維護(hù)保養(yǎng)直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性與設(shè)備壽命。選型應(yīng)圍繞試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與材料特性展開。先明確被測(cè)對(duì)象的服役載荷類型，據(jù)此選擇匹配的結(jié)構(gòu)框架與加載方式，保證施力穩(wěn)定且符合真實(shí)工況。其次考慮載荷范圍與精度，不同材料的強(qiáng)度與斷裂韌性差異大，設(shè)備應(yīng)具備足夠的量程與分辨率，既能覆蓋高強(qiáng)度材料的測(cè)試，也能精細(xì)捕捉低載荷下的漸進(jìn)變形。環(huán)境模擬能力同樣重要，若需考察溫度、濕度或介質(zhì)對(duì)靜態(tài)疲勞的影響，應(yīng)選配相應(yīng)的控溫、控濕或...