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2025
01-09

仿心臟瓣膜的柔軟抗疲勞水凝膠 - 2500萬次超高疲勞壽命
水凝膠具有高含水量和良好的生物相容性，其中抗疲勞性能的優劣是決定水凝膠應用的關鍵。近年來，研究人員提出了多種抗疲勞水凝膠的設計策略，其中一類是通過添加纖維來實現高疲勞性能，然而纖維往往會導致較高的彈性模量，失去與生物組織匹配的柔順性。近日，西安交通大學唐敬達教授團隊仿照心臟瓣膜組織的軟基質-彎曲膠原纖維的復合結構，制備了針織纖維-PVA復合水凝膠，同時實現了高疲勞門檻值與低模量，并將該復合水凝膠制成了心臟瓣膜假體，具有2500萬次的超高疲勞壽命。論文以Asoftａndfatigue-resist
2025
01-09

共晶高熵合金相界亞種相關的高溫疲勞開裂機理
共晶高熵合金相界亞種相關的高溫疲勞開裂機理在高溫結構材料領域，高熵合金因其在強塑性調控上展現出的潛力而受到關注。然而，相界作為潛在的薄弱點，可能會引發高熵合金疲勞開裂。近期，伯明翰大學、南京航空航天大學以及牛津大學的研究團隊合作探究了高熵合金相界亞種相關的高溫疲勞開裂機理，研究成果以“FCC/B2phaseboundaryvariant-sensitivefatiguecrackinginaeutectichighentropyalloyathightemperature”為題，在國際學術期刊《
2024
12-17

基于缺陷特征與機器學習的增材制造鈦合金高周疲勞壽命預測
基于缺陷特征與機器學習的增材制造鈦合金高周疲勞壽命預測劉堯，高祥熙，朱思銚，何玉懷，許巍*中國航發北京航空材料研究院，北京100095近年來，增材制造技術不斷提升，但增材制造件內部隨機分布的缺陷仍難以避免。微小缺陷對疲勞性能的影響難以通過傳統物理模型準確預測。隨著缺陷特征復雜性和數據維度的增加，依賴于物理公式的模型預測變得愈發困難，尤其針對考慮氣孔缺陷的增材制造材料高周疲勞壽命預測中，傳統模型的適用性顯著降低。這種局限性迫切需要引入基于數據驅動的機器學習方法，通過挖掘缺陷特征參數與疲勞性能間的潛
2024
12-13

髖關節植入物耐久性測試：摩擦磨損試驗機的核心作用
髖關節植入物作為髖關節疾病治療中的關鍵醫療器械，其耐久性和長期使用效果直接關系到患者的康復和生活質量。為了確保髖關節植入物的安全性和可靠性，必須進行嚴格的耐久性測試。其中，摩擦磨損試驗機在這一測試過程中發揮著核心作用。一、摩擦磨損試驗機的工作原理摩擦磨損試驗機是一種專門用于模擬和測試材料或構件在摩擦磨損條件下的性能的設備。對于髖關節植入物而言，該設備通過模擬人體行走、跑步等運動狀態，對植入物進行摩擦磨損測試。設備主要由摩擦對、運動系統、潤滑系統和測量系統組成。摩擦對通常由模擬人體髖關節的部件(如
2024
11-26

高溫環境下的材料強度與韌性：高溫力學試驗機的應用解析
在高溫環境中，材料的強度和韌性是決定其可靠性和耐久性的關鍵因素。為了深入了解材料在高溫條件下的力學性能，高溫力學試驗機成為了重要的工具。本文將詳細解析高溫力學試驗機在高溫環境下評估材料強度和韌性的應用，以及它如何幫助科研人員和企業優化材料性能。一、高溫力學試驗機的工作原理高溫力學試驗機通過精確控制試驗環境的溫度和應力條件，對材料進行拉伸、壓縮、彎曲等力學性能測試。其核心部件包括加熱系統、溫控系統、力學加載系統和數據采集系統。加熱系統負責將試驗環境加熱至預設的高溫，溫控系統則確保試驗過程中溫度的穩
2024
11-07

潘曉晴教授再發Nature！！！
01【科學背景】單層鐵硒（1ucFeSe）是近年來超導研究中的一個重要領域，因其在SrTiO3（STO）基底上展現出的顯著提高的超導轉變溫度（Tc），這使得其在量子計算、能源存儲和傳感器等領域具有廣泛的應用前景。這種高Tc現象與電子-聲子耦合（EPC）密切相關，但其微觀機制仍然不明確，特別是在界面處的耦合行為上，引起研究者們對該領域的深入探索?，F有研究表明，界面玻色子模式與超導性之間的關系是理解Tc增強的關鍵因素。然而，聲子模式的具體貢獻和與電子的耦合強度之間的關系尚未得到充分闡明。02【創新成
2024
10-23

【3D打印仿生超材料】多功能仿生超材料聲-力性能高效設計及調控方法
多功能仿生超材料聲-力性能高效設計及調控方法在航空航天、軌道交通、建筑制造等眾多工程領域，噪聲和沖擊危害無處不在，迫切需要能夠同時吸收聲音和應力波能量的材料。針對這一挑戰，香港大學陸洋教授、中南大學王中鋼教授和香港理工大學余翔助理教授合作開展研究，以烏賊骨為靈感，通過弱耦合設計，提出了具有的吸聲和機械性能的生物啟發型結構化超材料。該超材料通過選擇性激光熔化（SLM）增材制造技術制造，使用高強度Ti6Al4V合金。Ti6Al4V合金提供了高強度、耐腐蝕性和高溫性能，有助于穩定的吸聲。實驗結果表明：
2024
10-23

原位拉伸疲勞試驗機操作與維護指南
原位拉伸疲勞試驗機是一種重要的材料測試設備，能夠模擬材料在拉伸載荷下的疲勞行為，對于評估材料的耐久性、強度及使用壽命具有重要意義。為確保實驗結果的準確性，以下是該設備的操作與維護指南：一、操作指南設備檢查在開始實驗前，應仔細檢查原位拉伸疲勞試驗機的各個部件是否安裝牢固、接線是否正確、顯示是否準確等。確保設備處于良好的工作狀態。檢查電源線路是否安全可靠，接地是否符合相關安全標準。樣品準備與安裝根據實驗要求，選擇合適的樣品，并確保其尺寸、形狀和質量符合測試標準。將樣品固定在試驗機的夾持裝置上，調整夾
2024
10-16

北大最新Nature!
獲得高質量微米級鈣鈦礦厚膜是實現高效和穩定的鈣鈦礦太陽能電池的關鍵，但仍然存在諸多挑戰。北京大學朱瑞、龔旗煌、北京航空航天大學羅德映教授、牛津大學HenryJ.Snaith教授、劍橋大學SamuelD.Stranks教授和寧波東方理工大學（暫名）韓兵助理教授為論文的共同通訊作者報道了一種通過形成相干晶界來生產高質量、微米厚鈣鈦礦薄膜的有效方法，在穩定的大氣中，高米勒指數的晶粒生長在低米勒指數的晶粒上。所得到的微米厚的鈣鈦礦薄膜，具有增強的晶界和晶粒，表現出穩定的材料性能和優異的光電性能。小面積太
2024
09-23

西安交大，最新Nature!
01【科學背景】具有鋼樣超高強度和類似聚合物超高柔韌性的金屬合金長期以來被期望用于很多新興技術，如變形飛機和人造肌肉等。這種非常規的屬性組合能夠以較低的驅動成本實現較大的可恢復形狀變化，同時在大載荷下能夠提供強大的抗斷裂、屈服破壞能力。然而，要實現“強而柔韌”的合金制造是挑戰性的，這需要在強度和柔韌性之間進行不可避免的權衡。在過去的幾十年里，人們努力尋找同時具有高強度和低模量的金屬合金，但仍然無法獲得既具有鋼樣高屈服強度（σy1GPa），又同時具有聚合物樣低模量（E≈10GPa）的合金。02【創
2024
09-20

如何有效利用動態疲勞試驗機提升產品壽命
動態疲勞試驗機作為材料科學和工程領域的重要工具，對于評估產品的耐久性、預測產品在實際使用中的壽命具有重要意義。以下是從理論到實踐，關于如何有效利用動態疲勞試驗機提升產品壽命的詳細探討。一、理論基礎1.疲勞理論概述疲勞是指材料在反復或交變應力(或應變)作用下，性能逐漸退化并最終導致破壞的現象。疲勞破壞是工程結構件失效的主要原因之一，因此，理解疲勞機理、預測疲勞壽命對于產品設計、制造和使用至關重要。2.動態疲勞試驗機原理動態疲勞試驗機通過模擬實際工況下的交變應力或應變，對試樣進行反復加載，以加速疲勞
2024
08-12

從理論到實踐：橡膠疲勞試驗機在產品開發中的角色
橡膠疲勞試驗機在產品開發過程中扮演著至關重要的角色，它不僅是理論研究的重要工具，更是將理論轉化為實際應用的關鍵橋梁。以下是從理論到實踐兩個層面，探討橡膠疲勞試驗機在產品開發中的角色。一、理論層面提供基礎數據支持：橡膠疲勞試驗機通過模擬實際使用環境中的重復應力或應變條件，對橡膠材料進行各種疲勞試驗。這些試驗數據為橡膠材料的力學性能、疲勞壽命等提供了基礎數據支持，有助于理論模型的建立和驗證。深化對橡膠疲勞機理的理解：試驗過程中，橡膠疲勞試驗機能夠監測并記錄橡膠材料在疲勞過程中的性能變化，如裂紋萌生、
2024
08-07

水凝膠材料的彈性力學研究
研究背景：水凝膠最大的彈性應變與聚合物交聯之間的鏈段數的關系可以被描述為，有學者曾使用不固定的滑環交聯策略來有效地增加拉伸過程中的值，使材料能夠通過從橫向拉伸而額外拉伸，最大彈性應變最終可達到。然而，水凝膠的雙軸變形仍然具有挑戰性，共價交聯或不固定的滑環交聯由于雙軸變形的鎖定而極大地限制了材料的拉伸性，使得等雙軸拉伸加載下的最大線性應變比單軸拉伸下的低30%。為了使材料達到更高的的雙軸可逆性彈性變形，清華大學化學系王朝課題組通過引入可逆的串珠鏈結構，是材料擁有更寬的彈性范圍。在周期性機械應變下，
2024
07-26

北科大&香港大學&北京工業大學重磅Science！
繼2022年3月17日，北京工業大學以第一單位在Science發表研究論文以來，時隔兩年，今日再發Science！此外據悉，早在2024年1月3日，北京工業大學剛以第一完成單位在《Nature》發表首篇論文。陶瓷材料固有的脆性，主要由于剛性離子或共價鍵結構限制了原子的運動，是一個長期存在的挑戰。這一特性阻礙了陶瓷材料中位錯的形核，從而阻礙了通過金屬中常用的位錯工程策略來提高其塑性。尋找一種能夠在陶瓷材料中持續生成位錯的策略，可能會提高其塑性。在此，來自香港大學的黃明欣、北京科技大學的陳克新以及北
2024
07-24

雙軸原位試驗機的實際應用及案例分享
前言目前研究材料變形主要采用單軸力學試驗方法。單軸力學實驗操作簡單，容易得到較為可靠的試驗數據，在工業應用和實驗研究中被廣泛利用。但是在實際服役過程中材料通常會受到多軸載荷的作用而發生斷裂失效，這使得材料的力學響應、變形機理及失效機制較單軸而言要復雜的多。此外，在不同成型工藝的加工過程中材料也常處于多軸應力狀態，在成型過程中出現的制耳現象，沖壓件斷裂位置和極限成型高度的改變等現象都與板材在成型過程中的多軸力學響應有關。十字形試樣雙軸試驗可以準確地進行任意應力或應變比下板材的彈塑性變形，經常用于確
2024
07-11

動態熱機械分析儀在纖維材料測試中的挑戰與解決方案
動態熱機械分析儀(DMA)在纖維材料測試中面臨著一些挑戰，這些挑戰主要源于纖維材料的特殊性質以及DMA測試過程中的技術限制。以下是對這些挑戰及其解決方案的詳細分析：挑戰夾持方式的挑戰：纖維材料由于其細長且易滑動的特性，難以在DMA測試中穩定夾持。傳統的夾具設計往往適用于薄膜、板材等較寬厚的材料，而不適用于纖維材料。纖維材料的夾持方式直接影響測試的準確性和穩定性，不穩定的夾持可能導致測試數據失真。預加張力的控制：預加張力的選擇對纖維材料的測試結果有顯著影響。預加張力過小可能無法有效固定纖維，導致測
2024
07-11

靜態疲勞試驗機的操作步驟與注意事項
靜態疲勞試驗機的操作步驟與注意事項可以歸納如下：操作步驟檢查設備：在操作前，對設備進行全面檢查，確保設備無損壞、無缺件。檢查設備的電源是否正常，如果電源有問題，需要及時更換。檢查鑄件是否有毛刺、飛邊和冒口，確保安全。準備試樣：根據測試要求，選擇合適的試樣，并按照標準方法進行加工和處理。試樣的形狀、尺寸和材料應符合測試要求。安裝試樣：將試樣安裝在試樣夾具上，確保試樣在測試過程中的穩定性和安全性。將試樣與測量系統連接，以便實時監測試樣的變形情況。設置參數：根據測試要求，設置加載系統和測量系統的參數，
2024
07-08

基于機器學習的ODS鋼硬度與屈服強度預測
摘要：氧化物彌散強化鋼（ODS）具有優異的力學性能和顯著的耐輻照、耐腐蝕和抗氧化性能，是可用于第四代核反應堆的一種非常有前途的包殼材料。在這項工作中，結合不同微觀表征手段研究了八種ODS鋼的基體晶粒形貌、彌散形貌和氧化物顆粒相。并收集了不同ODS鋼的500多個數據，并使用420個項目進行機器學習（ML）建模，將微觀結構特征作為特征變量被引入到ML算法中。利用平均絕對誤差（MAE）、均方根誤差（RMSE）和決定系數（）來對比不同模型的優劣，從而選擇最佳模型，驗證材料性能的準確性。結構表明，ML模型
2024
07-02

單軸壓縮下水凝膠體積變化特征
對于壓縮中的高含水量水凝膠，水凝膠內部的水直接有助于水凝膠對外部負荷的響應，但同時部分水從水凝膠中排出，以改變水凝膠的體積并減少貢獻。為了考慮水在構成方程中的貢獻，以高含水量的PVA(聚乙烯醇)水凝膠為例，通過壓縮實驗測量了應力-應變關系和體積變化。通過考慮水凝膠不同方向上水的貢獻差異的影響，我們推導出一個新的本構方程，可以很好地描述不同含水量的水凝膠的應力應變。結果表明，水對總應力的貢獻隨壓縮應變的增加而增加，甚至超過聚合物，盡管排出的水在早期加載階段降低了貢獻，這很好地解釋了水凝膠彈性模量在
2024
07-01

激光定向能沉積CrCoNi中熵合金循環深冷處理后的組織、耐蝕性和磨損性能
摘要：激光定向能沉積(LDED)加工的零件在反復加熱和冷卻的條件下具有相當大的殘余應力，嚴重限制了工業應用。在這項工作中，采用循環深冷處理（CDCT）對設計制造的中熵合金（MEA）進行殘余應力和微觀組織的調整，目的是研究CDCT循環次數、殘余應力和MEA微觀結構之間的關系。本研究為提升LDED形成的中熵合金的應用提供了新的思路研究方法：圖1顯示了本工作中使用的CrCoNiMEA樣品的加工設備與方法。MEA粉末的粒徑范圍為45~105μm。用于沉積的基材為AISI1045鋼，尺寸為50mm×50m

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