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2025

6-12

高瞬變熱循環(huán)載荷下帶孔薄壁結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂行為研究

高瞬變熱循環(huán)載荷下帶孔薄壁結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂行為研究杜宸宇*，崔海濤*，張宏建**(南京航空航天大學能源與動力學院，江蘇210016)1.研究背景隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的飛速發(fā)展，航空發(fā)動機的耐久性與可靠性指標正面臨的嚴苛要求。作為發(fā)動機熱端核心部件，熱端靜子部件在服役過程中承受著復雜的熱循環(huán)載荷：在機動飛行時，部件表面承受劇烈的溫度波動；而在巡航階段，則持續(xù)暴露在高溫環(huán)境中。這種復雜的工況導致熱端靜子部件主要產(chǎn)生兩種疲勞行為：基于循環(huán)熱應(yīng)力的熱疲勞（ThermalFatigue,TF...

2025

6-11

什么是氫脆？

氫脆（HydrogenEmbrittlement）是一種材料失效現(xiàn)象，指的是金屬材料（尤其是高強度鋼、鈦合金等）在應(yīng)力和氫的共同作用下，其塑性和韌性顯著下降，從而導致脆性斷裂的現(xiàn)象。簡單來說，就是金屬“吸”了氫之后，變得又“脆”又“弱”，在遠低于正常斷裂強度的應(yīng)力下就可能突然發(fā)生斷裂，而且常常沒有明顯的塑性變形先兆，危險性很高。以下是氫脆的關(guān)鍵點：核心機制：氫原子非常小，能夠滲透進入金屬的晶格內(nèi)部。在應(yīng)力（外加應(yīng)力或殘余應(yīng)力）的作用下，氫原子會遷移并聚集在金屬內(nèi)部的微觀缺陷處...

2025

6-11

水凝膠特性及應(yīng)用

水凝膠是一類具有交聯(lián)親水網(wǎng)絡(luò)和高含水量的仿生、仿生和生物功能材料。水凝膠的化學、結(jié)構(gòu)和功能可以被操縱以用于潛在的應(yīng)用，例如藥物輸送、形狀變形、形狀記憶、軟執(zhí)行器、傳感器、人造肌肉、軟機器人和組織工程（僅舉幾例）。這些令人著迷的材料越來越引起了許多研究人員的興趣，導致有關(guān)水凝膠的論文數(shù)量激增。大多數(shù)傳統(tǒng)水凝膠由于網(wǎng)絡(luò)和交聯(lián)分布不均勻而較弱。由于缺乏能量耗散機制，它們在機械負載下變得脆弱易碎。長期以來，人們需要設(shè)計增韌和能量耗散機制來提高水凝膠的強度、韌性和抗疲勞性。例如，通過摻...

2025

6-11

水凝膠，最新Nature Chemistry！

異質(zhì)水凝膠可控液-液相分離及其隨后的定向相變特性對于細胞外基質(zhì)(ECM)的凝聚介導組裝至關(guān)重要。這種時空可控的ECM組裝可用于開發(fā)基于凝聚層的聚合物組裝策略，以生成能夠模擬ECM復雜結(jié)構(gòu)和生物物理特征的仿生材料。受原彈性蛋白結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，華南理工大學邊黎明教授、趙鵬超教授以及香港中文大學王一教授開發(fā)了一個由交替排列的疏水基團和共價交聯(lián)結(jié)構(gòu)域組成的設(shè)計極簡模型。通過提高疏水基團的價態(tài)并增強其相互作用強度，他們可以控制組裝程度以增強相分離特性，從而模擬原彈性蛋白的細胞外凝聚過程，包...

2025

6-11

多功能關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗機：模擬復雜運動環(huán)境下的關(guān)節(jié)磨損行為

在人工關(guān)節(jié)置換和生物醫(yī)學工程領(lǐng)域，準確評估關(guān)節(jié)假體的磨損性能是保障植入物長期可靠性的關(guān)鍵。多功能關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗機作為一種測試設(shè)備，能夠高度仿真人體關(guān)節(jié)在日?；顒又械膹碗s運動狀態(tài)和力學環(huán)境，為關(guān)節(jié)假體的研發(fā)、優(yōu)化和性能評估提供科學依據(jù)。人體關(guān)節(jié)在日?；顒又谐惺苤喾N形式的運動，包括屈伸、旋轉(zhuǎn)、滾動和滑動等，同時伴隨著復雜的力學載荷變化。多功能關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗機的特殊之處在于其能夠精確模擬這些復雜的運動模式。通過運動控制系統(tǒng)，它可以精確控制關(guān)節(jié)假體的運動軌跡、速度、角度和加速度...

2025

6-9

水凝膠機械性能測試：壓縮、拉伸、斷裂、剝離！

生物醫(yī)用水凝膠作為現(xiàn)代生物醫(yī)用材料的重要類別之一，其在使用前必然要經(jīng)過嚴格的性能評估檢測。通常，水凝膠的性能檢驗內(nèi)容一般包含物理特性、化學特性、生物特性等。其中，作為材料的基本性質(zhì)之一，力學性能是水凝膠作為材料使用的一項重要指標。本期，EFL將帶大家了解水凝膠力學性能相關(guān)測試方法（拉伸、壓縮等）的簡要原理及用途，讓非相關(guān)專業(yè)研究人員能更好地理解和應(yīng)用這些測試方法。01壓縮測試用于確定材料在施加斷裂載荷下的性能，通過使用壓盤或通用測試機上的專用工裝對試樣（一般為長方體或圓柱幾何...

2025

6-5

水凝膠綜述

1.水凝膠的基礎(chǔ)特性與調(diào)控機制定義與結(jié)構(gòu)：水凝膠是由親水性聚合物通過共價交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠吸收并保持大量水分（5%-90%）。其核心性能由平衡含水量（EWC）、水狀態(tài)和交聯(lián)密度決定。EWC的計算公式為：EWC=溶脹凝膠總質(zhì)量/溶脹凝膠中水的質(zhì)量×100%自由水（可凍結(jié)）和結(jié)合水（與聚合物氫鍵結(jié)合）的比例通過差示掃描量熱法（DSC）分析，直接影響材料的滲透性和血栓形成風險。生物相容性機制：水凝膠的高含水量（40%）使其表面接近生物組織的親水性，減少蛋白質(zhì)吸附和免疫排斥...

2025

6-4

CoCrFeNi高熵合金在準靜態(tài)單軸拉伸條件下的載荷-位移及真實應(yīng)力-應(yīng)變特性

研究背景高熵合金性能優(yōu)異，但目前研究多基于單軸應(yīng)力狀態(tài)，無法準確反映其在復雜應(yīng)力下的真實力學行為。CoCrFeNi高熵合金的雙軸力學性能研究幾乎是空白。因此，開展其準靜態(tài)和動態(tài)雙軸拉伸試驗，對揭示其復雜應(yīng)力下的力學性能具有重要意義。西北工業(yè)大學團隊發(fā)表文章，研究了高熵合金在動態(tài)和比例加載下的雙軸拉伸行為。研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)變率和應(yīng)力狀態(tài)對其力學性能有顯著影響研究人員準靜態(tài)單軸試驗件設(shè)計依據(jù)國標GB/T228.1-2021《金屬材料拉伸試驗第1部分:室溫試驗方法》，動態(tài)單軸試驗件設(shè)計依...

2025

5-29

清華先進材料實驗室攻克鎳基單晶高溫合金蠕變碳化物跨尺度原位解析難題

研究背景鎳基高溫合金在各種環(huán)境下的性能表現(xiàn)與其微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，但傳統(tǒng)表征技術(shù)存在明顯局限。例如，單束掃描電子顯微鏡（SEM）難以兼顧高分辨率與大視場成像，導致無法全面統(tǒng)計納米級碳化物的分布特征。多束SEM雖提高了通量，卻無法同時獲取形貌與成分信息，從而限制了研究者對碳化物空間分布、界面行為及動態(tài)演化規(guī)律的深入理解。此外，傳統(tǒng)方法依賴人工標注海量圖像數(shù)據(jù)，效率低下且難以精確量化Re元素對碳化物粗化的影響。為此，清華大學先進材料實驗室開發(fā)了一種創(chuàng)新的單束高通量SEM技術(shù)，結(jié)合改...

2025

5-29

裂紋擴展測試的實驗流程及注意事項

實驗流程1.試樣制備：-選擇合適的試樣類型，如緊湊拉伸試樣（CT）、單邊缺口彎曲試樣（SENB）等。-采用線切割加工初始缺口，寬度應(yīng)盡量小，一般≤0.1mm。-若采用高頻疲勞預裂，應(yīng)控制應(yīng)力強度因子范圍（ΔK）約為0.6KIC，頻率為10~50Hz。2.試驗設(shè)備準備：-將試樣裝置在試驗機上，確保試樣受載對稱分布。-檢查試驗機的載荷校正情況，靜態(tài)下校正載荷誤差不超過示值的1%，動態(tài)下校正載荷誤差也需符合要求。-確保試驗機帶有準確的計數(shù)裝置。3.試驗參數(shù)設(shè)置：-根據(jù)試樣和材料的性...

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