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oe1(光电查) - 科学论文

17 条数据
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  • 利用光纤光栅传感器测量金属丝的杨氏模量

    摘要： 提出并实验验证了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的新型杨氏模量测量方案。本方法推导了布拉格波长偏移与杨氏模量的通用计算公式，采用静态拉伸法对金属丝施加应变，分别测量了铜丝、铝丝、镍丝和钨丝的杨氏模量。实验结果表明FBG传感器具有高测量精度，相对标称值的测量误差小于1.0%。通过与传统的电荷耦合器件（CCD）成像法对比，证实了该FBG测试方法的可行性。该方法在材料筛选领域具有应用潜力，尤其适用于金属丝尺寸极小且应变片无法适用的特殊场景。

    关键词： 杨氏模量、静态拉伸法、金属丝、光纤布拉格光栅

    更新于2025-11-28 14:23:57

  • 聚酰亚胺/二氧化硅杂化材料结构与性能的分子动力学模拟研究

    摘要： 通过四乙氧基硅烷分子（TEOS）的脱水反应及与硅烷偶联剂的键合，建立了一种聚酰亚胺/二氧化硅（PI/SiO?）共聚物模型。通过调节与TEOS结合的分子数量控制SiO?含量，最终将二氧化硅与小分子嵌入聚酰亚胺形成杂化模型（杂化PI/SiO?）。经几何优化和分子动力学模拟后，分析了该模型结构、杨氏模量、剪切模量及玻璃化转变温度（Tg）的变化。结果表明：在聚酰亚胺中掺杂SiO?可提高复合材料的密度和内聚能密度；PI/SiO?杂化材料的杨氏模量与剪切模量均高于未掺杂聚酰亚胺；当掺杂量为9%时，拉伸强度达到568.15 MPa。因此，SiO?的结构设计与含量控制是提升PI/SiO?复合材料性能的有效途径。该杂化复合材料的Tg变化及拉伸强度变化趋势与实际实验合成的PI/SiO?复合材料一致，这将为新材料设计与性能预测提供便捷方法。? 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018, 136, 47335.

    关键词： 分子动力学、剪切模量、杨氏模量、聚酰亚胺/二氧化硅、玻璃化转变温度

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氧化铍-石墨烯及石墨烯纳米芽的二维与三维结构力学与电子性质理论研究

    摘要： 在本研究中，采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）计算方法，探究了氧化铍（BeO）少层片合成过程中可能发生的特定现象（如各类缺陷、在石墨烯表面附着纳米笼体以及在两侧添加层数）对BeO/石墨烯复合结构力学与电子性能的影响。通过态密度（DOS）计算进一步解析了所研究纳米结构的电子特性。首先测定完美BeO/石墨烯片的杨氏模量为1.110 TPa。随后考察小尺寸与大尺寸缺陷对该类结构力学性能的影响，发现移除一个铍原子相较于移除氧原子会导致更低的杨氏模量（1.087 TPa vs 1.104 TPa），表明铍元素对BeO/石墨烯稳定性和机械强度的影响大于氧元素。该趋势在比较缺失三个原子的铍空位与缺失两个氧原子的空位时同样成立。关于圆形与矩形缺陷形貌的研究表明：随着两种形状缺陷直径增大，杨氏模量与带隙能均显著降低。由于形貌缺陷中脱离的原子数量多于小尺寸缺陷，此类缺陷对结构稳定性的破坏作用更为显著，导致杨氏模量降幅大于小尺寸缺陷。在将不同数量的Be12O12纳米笼体负载于石墨烯表面时，测得BeO/石墨烯纳米芽体的力学性能呈现类似的杨氏模量下降趋势。最后研究双层与三层BeO/类石墨烯结构的力学性能，发现增加层数会轻微降低杨氏模量。对于后两种负载纳米笼体与增加层数的现象，带隙能均呈现下降趋势。

    关键词： 氧化铍石墨烯，多层，密度泛函理论，缺陷，杨氏模量，石墨烯纳米芽

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 利用改进型纤维探针传感器原位量化多种细胞状态下细胞核的杨氏模量

    摘要： 本研究开发了一种具有显著长径比针尖的改进型光纤探针传感器（MFP传感器），用于定量表征多种细胞状态下细胞核的杨氏模量。该MFP传感器具有30微米延伸长度和150纳米直径的针尖，其针尖长度超过大多数细胞直径，因而能以最小损伤穿透细胞膜并抵达细胞核。这使得在不出现悬臂接触细胞膜现象的情况下，可测量不同细胞状态下完整细胞核的杨氏模量。此外，通过将MFP传感器的刚度降低25倍以更好匹配细胞膜与细胞核的力学特性，从而实现高精度力学测量。该MFP传感器成功应用于非贴壁、贴壁及早期凋亡状态下完整细胞核杨氏模量的定量检测，实验结果验证了所开发方法的可行性与通用性。

    关键词： 原位改性光纤探针传感器、杨氏模量、细胞核、原子力显微镜

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 生物成像分析中组织的热力学与结构稳定性——以颅内动脉瘤破裂风险评估为例

    摘要： 基于热力学原理，结构稳定性分析（如应力响应和断裂形成）在无机材料领域已较为成熟，但在有机生物材料中尚未完善。本研究通过结合组织热力学，建立了三个方程，用于根据患者颅内动脉瘤（IA）和颈内动脉（ICA）的血管造影图像评估IA破裂风险。我们的目标是：(1) 建立基础理论以帮助理解IA破裂前观察到的形态学变化背后的物理机制；(2) 提供第一性原理方程以辅助破裂风险评估。随后，我们利用现有的实验和数值模拟结果验证了这些新方程，并揭示了新的IA破裂物理机制。特别是，我们的模型与大多数现有实验和计算流体动力学模拟数据高度吻合。在三种常见的结构失效模式中，轴向应力和弯矩载荷是控制机制。当满足以下条件时，破裂风险达到峰值：(1) 动脉瘤倾斜角（ω）接近63.4°；(2) IA直径/ICA直径?1；(3) IA长度/IA直径≈1.6。本研究为破裂风险评估提供了坚实的物理基础和深入的理解，揭示了支配先前实验和数值模拟中观察到的IA破裂行为的详细热力学机制。通过将血管造影图像与第一性原理组织热力学相结合，我们(1) 推动了目前主要依赖实验和影像数据统计方法的IA研究；(2) 将Calphad研究引入了一个令人兴奋的新领域——生物影像分析。

    关键词： 杨氏模量、熵、薄壁圆筒、生物成像、颅内动脉瘤

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过低填充量Ag@SiO?核壳纳米颗粒提升多孔硅基介电弹性体复合材料的性能

    摘要： 在本研究中，通过同步向聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜中引入微孔结构和低填充量的Ag@SiO2纳米颗粒（NPs），制备出多孔介电弹性体复合材料。研究考察了该复合材料的形貌、介电性能和力学性能。所得复合材料具有高介电常数、低介电损耗和低杨氏模量，符合介电弹性体驱动器的要求。本研究为制备填充低含量Ag@SiO2 NPs的高性能PDMS基多孔介电弹性体复合材料提供了有效方法。

    关键词： 核壳颗粒、介电损耗、杨氏模量、介电常数、弹性体、多孔材料

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 采用微加工悬臂梁研究沉积于304不锈钢箔上的氮化铝薄膜的杨氏模量与疲劳性能

    摘要： 基于氮化铝（AlN）的压电振动能量收集器（PVEHs）在微机电系统（MEMS）设备发电领域备受关注。长期振动过程中，PVEHs会承受循环动态应力，可能导致材料缺陷并最终引发器件失效。为设计能长期可靠运行的无故障器件，本研究针对沉积于304不锈钢（SUS 304）箔片上的AlN薄膜，开展了杨氏模量与疲劳特性的力学性能研究。测试对象包括两种材料：厚度50微米的SUS 304箔片（SUS 304(50μm)），以及双面沉积AlN薄膜的复合结构（AlN(1μm)/SUS 304(50μm)/AlN(1μm)）。样品被微加工成悬臂梁结构，采用微悬臂梁共振法测量杨氏模量，通过共振弯曲疲劳测试法研究材料疲劳特性，并记录测试过程中的位移振幅。提出以振幅随循环次数变化的新判据来定义疲劳寿命。结果表明：SUS 304箔片与AlN薄膜的杨氏模量分别为184.9 MPa和342.9 MPa。成功运用该判据绘制了应力-循环次数（S-N）曲线，估算出SUS 304箔片与AlN/SUS 304/AlN结构材料的疲劳强度分别为294 MPa和327 MPa。长期振动后，SUS 304箔片表面出现稳定裂纹、挤入挤出及滑移带等疲劳失效特征，而AlN薄膜未观察到疲劳失效或表面缺陷。

    关键词： 304不锈钢箔，氮化铝薄膜，杨氏模量，疲劳，微加工悬臂梁

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过光交联改性聚乙烯基肉桂酸酯电纺纤维的热机械性能

    摘要： 我们研究了交联对从1,2-二氯乙烷电纺制备的聚乙烯基肉桂酸酯聚合物纳米纤维某些热学和力学性能的影响。对纤维进行的扫描电子显微镜观察显示，这些纤维表面光滑，没有珠状或带状特征。交联后，由于形成了新的共价键从而提高了整体结合能，纤维的杨氏模量和玻璃化转变温度均有所增加。光聚合1小时后，玻璃化转变温度升高了20K，而相同曝光时间内杨氏模量增加了50%。玻璃化转变温度以及焓变数据表明，大部分交联反应发生在最初10分钟的曝光过程中。

    关键词： 光聚合物，杨氏模量，焓，玻璃化转变，静电纺丝，交联

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 基于发光与热成像技术分析现场光伏组件因金属化失效导致的填充因子损失

    摘要： 辐照过程中，UO2核燃料会产生非均匀孔隙分布，导致芯块径向力学性能差异。通过高频声学显微镜可研究高燃耗UO2芯块的孔隙率与弹性性能径向变化。该方法利用压电换能器产生超声波，经耦合液传输后聚焦于样品。材料弹性性能与产生的瑞利表面波速度（VR）相关。采用安装在JRC-ITU热室内的90MHz声学显微镜（以甲醇为耦合液）对燃耗量为67GWd/tU的UO2芯块进行表征，在不同径向位置测量VR值。声学显微镜获得的孔隙率数据与SEM图像分析结果高度吻合，尤其在近芯块中心区域。此外计算了杨氏模量，其径向分布与对应燃耗分布及维氏显微压痕获得的硬度径向数据具有相关性。

    关键词： 核燃料、压电装置、维氏显微硬度、杨氏模量、核能

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 铜铟镓硒（Cu(In,Ga)Se?）电位诱导降解的原位显微镜表征

    摘要： 辐照过程中，UO2核燃料会出现孔隙分布不均匀的现象，导致芯块径向力学性能存在差异。通过高频声学显微镜可研究高燃耗UO2芯块的孔隙率和弹性性能的径向变化。该方法利用压电换能器产生超声波，经耦合液传导后聚焦于样品。材料的弹性性能与产生的瑞利表面波速度（VR）相关。采用安装在JRC-ITU热室内的90MHz声学显微镜（以甲醇为耦合液）对燃耗量为67GWd/tU的UO2芯块进行表征，在不同径向位置测量VR值。将声学显微镜获取的孔隙率数据与扫描电镜图像分析结果对比显示良好的一致性，尤其在近中心区域。此外计算了杨氏模量，其径向分布曲线与对应燃耗分布及维氏显微压痕法获得的硬度径向分布数据具有相关性。

    关键词： 核燃料、压电装置、维氏显微硬度、杨氏模量、核能

    更新于2025-09-19 17:13:59