1 哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东特种焊接技术重点实验室,山东 威海 264209
2 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
3 中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东 青岛 266111
不锈钢与玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)的异质材料复合结构在汽车轻量化领域有着广阔的应用前景。采用激光毛化技术在不锈钢表面制备网格微织构,开展了微织构的引入对不锈钢与GFRP单面单点电阻连接界面的强化机理研究。研究结果表明:表面微织构的引入显著改善了不锈钢表面的润湿性,熔化的GFRP在不锈钢表面由不润湿性转变为润湿性;随着微织构间距的增大,接触角先减小后增大,当微织构间距为0.2 mm时,接触角达到最小值62.4°,此时表面微织构的引入对界面机械嵌合的促进效果最佳;此外,微织构的引入促进了界面化学扩散,使得接头拉剪力达到最大值3548 N,界面失效形式由界面断裂转变为界面断裂与内聚断裂混合的失效形式。
激光技术 纳秒激光 微织构 单面单点电阻焊 润湿性 机械嵌合 中国激光
2024, 51(16): 1602101
Author Affiliations
Abstract
1 College of Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, People’s Republic of China
2 Hunan Key Laboratory of Extreme Matter and Applications, National University of Defense Technology, Changsha 410073, People’s Republic of China
3 Applied Mechanics Laboratory, Department of Engineering Mechanics, School of Aerospace, Tsinghua University, Beijing 100084, People’s Republic of China
4 Institute of Fluid Physics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang, People’s Republic of China
5 Department of Material Science and Technology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, People’s Republic of China
Entropy production in quasi-isentropic compression (QIC) is critically important for understanding the properties of materials under extreme conditions. However, the origin and accurate quantification of entropy in this situation remain long-standing challenges. In this work, a framework is established for the quantification of entropy production and partition, and their relation to microstructural change in QIC. Cu50Zr50 is taken as a model material, and its compression is simulated by molecular dynamics. On the basis of atomistic simulation-informed physical properties and free energy, the thermodynamic path is recovered, and the entropy production and its relation to microstructural change are successfully quantified by the proposed framework. Contrary to intuition, entropy production during QIC of metallic glasses is relatively insensitive to the strain rate when ranges from 7.5 × 108 to 2 × 109/s, which are values reachable in QIC experiments, with a magnitude of the order of 10-2kB/atom per GPa. However, when is extremely high (), a notable increase in entropy production rate with is observed. The Taylor–Quinney factor is found to vary with strain but not with strain rate in the simulated regime. It is demonstrated that entropy production is dominated by the configurational part, compared with the vibrational part. In the rate-insensitive regime, the increase in configurational entropy exhibits a linear relation to the Shannon-entropic quantification of microstructural change, and a stretched exponential relation to the Taylor–Quinney factor. The quantification of entropy is expected to provide thermodynamic insights into the fundamental relation between microstructure evolution and plastic dissipation.
Matter and Radiation at Extremes
2024, 9(2): 027802
1 山西科技学院 通识教育学院 山西 晋城 030021
2 太原理工大学 物理学院 山西 太原 030006
本文基于一个含有光学参量放大器的腔光力系统, 其中腔场和机械场之间具有线性和二次色散耦合的相互作用, 研究了二次光力耦合与参量放大器对本征模劈裂的重要影响。通过分析腔场涨落项的输出谱和机械振子位移的涨落谱, 得出结论: 腔场和机械场均呈现出本征模劈裂的现象, 光学参量放大器非线性增益值的大小及二次光力耦合强度均正比于劈裂谱两峰之间的距离, 即二者对本征模劈裂效应具有相似的调控作用。本文同时也验证了文献[Journal of Modern Optics, 66(5): 494-501 (2019)]的结论: 具有线性和二次耦合的光力系统可以是含有光学参量放大器混合光力系统的一个替代研究平台。
光力耦合 本征模劈裂 光学参量放大器 二次光力耦合 optomechanical system normal-mode splitting parametric amplifier quadratic coupling 量子光学学报
2023, 29(4): 040203
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130000
2 中国科学院大学,北京 100049
空间科学仪器广泛使用基于四象限光电探测器的太阳导行镜指向跟踪系统来实现对日精确指向控制。为满足对日指向高精度高稳定性需求,提出面向空间应用的四象限光电探测器筛选方法,研制针对四象限光电探测器的筛选系统。通过对比筛选试验前后四象限探测器的暗电流、响应度及象限响应度均匀性等参数变化,依据判别准则分析探测器的空间环境适应性,剔除可能存在的早期失效或性能差异变化较大的探测器。试验结果表明:研制的筛选系统具有高准确度,系统前端等效输入电流噪声为 0.58 fArms,通过筛选试验后依据评估标准最终优选的四象限光电探测器各通道暗电流绝对值最大值为 6.08 pA,各通道的响应度变化最大值为 0.716%,各象限响应度非一致性筛选前后变化最大值为 1.24%。最终将该四象限探测器应用至太阳导行镜指向跟踪系统上,满足航天环境条件的使用要求。该筛选装置及筛选方法可实现对面向空间应用的四象限光电探测器的筛选,且对其他光电器件筛选具有借鉴意义。
筛选 四象限探测器 航天 光电器件 导行镜 screening, four-quadrant detector, aerospace, opto
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060601
1 福建工程学院材料科学与工程学院,福州 350118
2 中材高新氮化物陶瓷有限公司,淄博 255000
3 中材人工晶体研究院有限公司,北京 100018
4 中材高新材料股份有限公司,北京 100102
采用注射成型与气压烧结结合的工艺,可以低成本、大批量制备出体积小、精度高的陶瓷异形件。本文以低密度聚乙烯(LDPE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为黏结剂,在注射温度165 ℃、注射压力85 MPa的条件下制备氮化硅坯体,通过热脱脂工艺和烧结动力学测试,得到了完整的氮化硅注射成型工艺路线,并研究了喂料固含量对坯体密度、烧结密度和维氏硬度的影响,以及喂料在140~160 ℃时的非牛顿指数变化。结果表明:喂料的最佳固含量为52.42%(体积分数),该条件下制备的氮化硅注射坯体密度为2.10 g/cm3,烧结密度为3.23 g/cm3,维氏硬度为(15.24±0.34) GPa;喂料在160 ℃时的非牛顿指数最小,即在该温度下喂料的流变性最好。
氮化硅 注射成型 黏结剂 固含量 热脱脂 气压烧结 维氏硬度 silicon nitride injection molding binder solid content thermal degreasing pressure sintering Vickers hardness
华北理工大学电气工程学院,河北 唐山 063210
光学多孔径共相综合是获得高分辨率成像的有效方法。针对子孔径间的活塞误差,提出一种基于干涉图像清晰化的校正方法。在理论分析的基础上,建立数值仿真模型,分析所提方法的校正范围和误差。结果表明,在复色光情况下,对于小于相干长度的活塞误差,以远场干涉图像的清晰度为目标函数、0.5个中心波长的整数倍为扰动步长,采用双边扰动梯度下降算法进行迭代优化,能够实现活塞误差的高精度闭环校正。
自适应光学 活塞误差 校正 像清晰化 合成孔径 激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2012001
鱼眼镜头优势在于拥有极大的视场, 可以捕获更多信息。如今鱼眼镜头在安保安防、摄影、航空航天等方面得到广泛应用, 尤其在**和**中的地位不可替代。本文首先概括了鱼眼镜头的成像原理和发展历程, 分析了现代鱼眼镜头初始结构设计中的光线溢出以及与镜面无交点等常见的关键问题和已有的思路, 介绍了现代鱼眼镜头的应用和发展趋势, 最后讨论了鱼眼镜头目前发展中存在的一些设计瓶颈以及鱼眼镜头未来的发展方向。
鱼眼镜头 光线溢出 初始结构 fisheye lens, overflow of light, initial structure
1 河海大学,水利水电学院, 南京 210098
2 河海大学,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098
为了解冻融环境下泡沫混凝土的单轴压缩特性, 分别对4种密度(500、600、800和1 000 kg/m3)的泡沫混凝土进行了变加载速率(10~100 N/s)的试验研究, 并基于X-CT重构了冻融环境下泡沫混凝土的孔隙结构模型。在此基础上, 研究了单轴压缩过程荷载-位移曲线的特征及其影响因素, 并借助回归分析和灰关联理论分析了泡沫混凝土密度、冻融循环次数及加载速率与抗压强度的关联程度。结果表明: 冻融循环后泡沫混凝土单轴压缩过程荷载-位移曲线的切线模量大幅减小, 非线性特征加强; 冻融循环后试件孔隙率增大, 孔径分布离散化程度加强。冻融环境下泡沫混凝土抗压强度与密度等级之间始终保持指数关系, 相关系数均在0.9以上; 泡沫混凝土密度等级与抗压强度联系最为紧密, 其次是冻融循环次数和加载速率, 灰关联度均在0.65以上。
泡沫混凝土 单轴压缩 密度等级 冻融循环 荷载-位移曲线 孔隙结构 灰关联理论 foamed concrete uniaxial compression density grade freeze-thaw cycle load-displacement curve pore structure grey relational theory