纳米陶瓷涂层在舰船装备上的应用研究

20世纪80年代开始研究的纳米材料与技术,经过20多年科学技术工作者的努力,已经从实验室阶段进入工程实用阶段。随着人们对纳米材料的特性认识的不断加深并根据舰船的要求,美海军从90年代开始了纳米陶瓷涂层的开发和应用研究工作。研究结果表明,纳米陶瓷涂层纳米材料与传统的相同成分材料相比,其防腐、耐磨、耐磨蚀、增韧、提高黏结力等性能有十分明显的提高和改善。因此,可延长舰船的服役期和零部件使用寿命,减少维修成本,促进武器的小型化和智能化,有利于环境保护。根据国外媒体和文献的报道,综述了纳米陶瓷涂层在美海军舰船上的应用研究现状,主要涉及纳米陶瓷涂层的应用领域,纳米陶瓷涂层的制备技术,纳米陶瓷涂层的结构和性能,为有关人员了解目前的发展水平和动向提供帮助。     

季冻区路面混凝土界面区劣化行为及与强度相关性

为了揭示季冻区路面混凝土界面区在自然环境与车辆荷载耦合作用下的劣化机理，以及界面区劣化对路面耐久性的影响，通过室内设计普通交通环境和超载条件下的荷载-冻融-干湿循环三场耦合试验模拟路面水泥混凝土实际工作环境，并与普通交通条件下的疲劳荷载单因素试验及荷载-冻融双场耦合试验进行对比，以探求季冻区路面混凝土界面区劣化的主要影响因素；采用扫描电镜观测和X射线能谱分析分别测定在混凝土处于不同耦合作用阶段的界面区细观结构、钙硅比变化；采用静态弯拉强度试验测定三场耦合下各阶段的混凝土力学性能，并采用多元回归分析方法揭示路面混凝土界面区劣化行为与混凝土强度的相关性。结果表明：季冻区路面混凝土运营时，车辆荷载主要引起混凝土界面区沿原生微裂缝的局部损坏；冻融循环伴随干湿交替的环境作用促使裂缝在各方向蔓延形成大片缺陷，且该界面区劣化行为是物理-化学过程。主要表现为，路面混凝土的抗弯拉强度呈下降趋势；界面区大量裂缝交叉贯通，密实度显著降低，氢氧化钙结晶析出；超载情况下，疲劳寿命急剧缩短，且界面区内部微裂纹的宽度显著增大。混凝土疲劳破坏时，界面区临界损伤阈值为：界面区宽度为70 μm；密实度为50.96%~54.25%；微裂缝最大长度在24.48~26.04 μm之间；微裂缝最大宽度在11.73~15.72 μm之间。可利用多元线性回归方程描述混凝土强度与界面区结构缺陷之间的定量关系，各结构参数对强度影响程度从大到小依次为：密实度、裂纹宽度、裂纹长度。     

饱和软土三轴剪切特性与微观结构关系试验

天然土体均具有一定的物质组成和内部结构，因而表现出不同的工程特性。为探求软土在剪切变形过程中微观结构的演化规律，研究土体的宏观物理力学性质与微观结构之间的相互关系，对珠江三角洲饱和软土进行真三轴剪切试验和核磁共振试验，获取不同剪切速率条件下不同应变阶段的软土力学响应特征和孔隙微观结构参数。试验结果表明：三轴试验前后软土的孔径均主要集中在1～20 μm区间，经三轴剪切试验后软土的微观结构及其参数均发生了不同程度的变化，如平均孔隙半径减小，孔隙率降低，含水率减少。在剪切过程中，软土的剪切变形存在一个应变阈值（竖向应变4%～5%），当竖向应变小于应变阈值时，软土的小孔隙的百分数随应变增大而减小，中、大孔隙百分数随应变增加而增加；当竖向应变大于阈值后，孔隙分布随应变的变化趋势则反之。软土的微观结构形态及其微观结构参数变化受剪切速率和土的应变值这2个因素影响较明显；孔隙形状参数（S/V）随土的应力状态（广义剪应力q和应变ε_s）有规律变化。此外，从微观结构层次和分子动力学角度揭示了软土剪切力学行为，软土剪切过程实质是土微（细）观结构不断自我调整的过程，土体的受力变形在微观上主要表现为孔隙大小和形状的变化。     

聚合物改性水泥砂浆试验研究

为研究聚合物改性水泥砂浆（PMA）的改性机理,对PMA的抗折抗压强度、微观形貌与结构进行了试验分析。试验结果表明：随着聚合物掺量的增加,PMA所需的前期标准养护天数减少;PMA的抗折强度较普通砂浆有大幅度提高且压折比降低;且由于聚合物具有成膜和填充效应,PMA内部趋向于一种连续密实的空间网架结构。     

基于图像处理探究SBS在沥青中溶胀面积的发育进程

为了更直观便捷地研究SBS聚合物与基质沥青反应进程,制备了两种SBS改性沥青的分散、剪切、发育等7个状态共14组荧光显微镜样品。以放大100倍和400倍荧光显微镜图像为研究对象,分别借助两个图像处理软件计算SBS溶胀面积比,即SBS改性剂在沥青中溶胀联结形成的荧光共轭点状、蠕虫状、网格状等发亮结构的面积占该图像面积的比例,分析SBS溶胀面积比与改性沥青发育进程以及稳定性的关系,并借助离析软化点差值指标验证发育进程中SBS溶胀面积比与改性沥青稳定性的关系。结果表明:随发育时间延长,SBS溶胀面积比先增大后减小,其超过一定比例后基质沥青与SBS形成网状互穿结构,稳定性大幅增加,SBS溶胀面积比超过51.87%时离析软化点差值都满足相关规范要求,从微观角度进一步揭示改性机理,为快速评判SBS改性沥青是否存在离析风险提供一种新思路。     

桥面铺装用环氧树脂沥青混凝土细微观结构的低温性能研究

以桥面铺装用的水泥乳化环氧树脂沥青(CAE)混凝土为研究对象,对环氧树脂沥青混凝土细微观结构的低温性能进行了研究。结果表明,在CAE微结构中,环氧树脂和沥青均形成网络结构,且形成相互穿插的网络结构;水泥颗粒连接沥青和环氧树脂,起连接介质作用。CAE胶结固化后,会构成3个界面,其中,不发生化学反应的界面为沥青环氧树脂、水泥沥青界面,其界面粘结作用包括机械啮合、物理吸附等;环氧树脂和水泥界面间粘结主要为水化产物Ca²⁺的化学键合及水性环氧树脂中酯基水解产生羧基,环氧树脂含有大量极性基团,在水泥颗粒表面紧密吸附,环氧树脂和水泥界面粘结强度较高。     

基于材料基因组方法的沥青混合料基因特性综述及展望

基于数据驱动的材料基因组方法是未来材料研发的趋势，尤其对于具有复杂材料组成、显著结构随机性和材料分布不均匀性的沥青混合料具有重要的指导意义。为推动沥青混合料基因组方法的应用，综述了影响沥青混合料性能的材料基因组体系及与使用性能的关联。首先，总结了目前材料基因组方法在材料工程领域的应用；然后，介绍了沥青混合料基本材料特征基因，主要包括沥青组分、沥青微观结构、集料矿物组成和集料形貌特征，并分析主要特征基因与材料性能之间的联系；进而，介绍了沥青混合料细观结构特征基因，包括空隙分布、集料分布和集料接触关系，总结了细观尺度上的研究方法及特征基因与沥青混合料性能的联系；最后，展望表征沥青混合料性能的代表性材料基因组体系、基因组数据库、共享平台及数据挖掘方法。     

SBL加固土的机理分析

通过分析SBL加固土的反应机理以及SBL与石灰、粉煤灰间的反应，揭示出SBL加固土强度高的原因及其应用价值．对于其他固化剂加固土的机理分析有一定的借鉴意义。     

高锰无磁钢经循环变形后的微观结构

利用X射线衍射和透射电镜分析技术,系统地研究了高锰无磁钢经循环变形后的微观结构。结果表明,高锰无磁钢的层错能(SFE)很低,奥氏体位错表现为平面状分布特征;VC粒子对位错运动具有阻碍作用。经循环变形后产生了ε马氏体,其转变量不很完全,与基体之间具有严格的位向关系:(111)_r//(001)_u,[011]_r//[010]_u。奥氏体位错在循环硬化阶段缠结程度较高,在循环软化阶段缠结程度较低。     

试车场沥青路面抗滑性能评价指标研究

通过设计5种具有不同抗滑性能的AC—13沥青混凝土,成型室内车辙板并测试其BPN与TD,铺筑现场道面并测试BPN、TD与μ值,通过多元线性回归建立起μ值的预估公式;通过2条道面的抗滑性能数据验证预估公式的可靠性。结果表明,μ值的预估公式具有较高的精度,采用现场实测BPN、TD值计算比用室内车辙试件测得的值计算的μ值与现场实测值更为接近。