1 1.西北工业大学 材料学院 NPU-SAS联合研究中心, 西安 710072
2 2.西北工业大学 极端力学研究院, 西安 710072
3 3.西北工业大学 材料学院, 西安 710072
4 4.西安科技大学 理学院 力学系, 西安 710600
二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiCf/SiC)在航空领域中得到广泛使用, 然而该材料层间强度低, 使其易萌生层间裂纹, 引起分层破坏。为此, 本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间I型断裂试验, 获得了2D-SiCf/SiC的层间裂纹驱动的加载数据, 得到了其裂纹端口张开力及张开位移变形曲线。在试验加载过程, 通过光学显微镜监测了视觉裂纹扩展过程, 探究了2D-SiCf/SiC的层间I型裂纹扩展规律。结合理论分析和裂纹视觉特征解释了加载曲线拐点及其他特征点的断裂力学含义。利用扫描电子显微镜分析了2D-SiCf/SiC的层间断面特征, 揭示了断面分层裂纹扩展机制。结果表明: W-DCB方法测量的2D-SiCf/SiC层间I型初始能量释放率与DCB方法等效; 2D-SiCf/SiC层间I型断裂过程中, 裂纹端口变形曲线的多峰性不符合经典线弹性断裂力学预测的加载峰后特征, 反映了2D-SiCf/SiC层间约束关系的复杂性; 层间断面为结构性非完全损伤, 发生了局部纤维桥连现象。
2D-SiCf/SiC复合材料 层间I型断裂 表征分析 纤维桥连 2D-SiCf/SiC composites interlaminar mode I fracture characterization analysis fiber bridging 
Author Affiliations
Abstract
1 Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou 350002, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Fujian Science and Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China, Fuzhou 350108, China
In this paper, the frequency difference of the eigen polarization modes of the Nd:YAG crystal laser at different polarization ratios is experimentally studied, and to the best of our knowledge, the correlation between the frequency difference of the eigenmodes and the output polarization degree is reported for the first time. Combined with the analysis of the polarization beam profile, it is proved that the polarized laser produced by the isotropic crystal is due to the frequency locking of the eigen polarization modes. The weak birefringence in the crystal causes the round-trip phase difference of the orthogonal polarization modes, which leads to the frequency difference between the polarization modes. By the adjustment of the cavity mirror, the anisotropic loss will interact with the round-trip phase difference. The eigen polarization modes can reach frequency degeneration, and then be coherently combined to produce linearly polarized laser output. This work provides a useful reference for understanding the physical mechanism of polarized lasers realized by isotropic crystals.
linear polarization frequency difference weak birefringence Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 111401
蔡梦雪 1,2,3,4王孝坤 1,2,3,4张志宇 1,2,3,4李凌众 1,2,3,4[ ... ]张学军 1,2,3,4
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
4 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室，吉林 长春 130033
由于仪器传递函数（Instrument Transfer Function, ITF）能准确反映仪器在空间频率上的响应特征，被广泛应用于仪器规范之中。目前多采用刻有单一台阶特征或不同周期正弦特征的平面测试板对干涉仪的ITF进行检测。针对平面测试板无法完成高陡度球面/非球面镜检测时ITF标定的问题，提出了根据球面台阶测试板标定高陡度镜面检测的子孔径拼接ITF的方法。通过超精密车削技术制作了球面台阶测试板，并对其进行拼接检测，根据梯度定位法和旋转矩阵完成检测孔径中台阶的定位及采样，利用傅里叶变换方法实现对台阶实测面形的功率谱密度求解，最后与理想面形功率谱密度做比获得ITF。对口径100 mm、曲率半径100 mm、带有同心圆环台阶结构的球面台阶测试板进行拼接检测以及数据分析，实验结果表明：在1 mm−1的空间频率范围内，各个子孔径对高陡度镜面的检测水平平均可达到82.72%，具有较好的检测精度，随后ITF逐渐衰减，当空间频率在1.5 mm−1左右时，仅能达到40%~60%。
高陡度球面 高陡度非球面 仪器传递函数 子孔径拼接 球面台阶测试板 high-steep spherical surface high-steep aspheric surface instrument transfer function sub-aperture stitching spherical step test board 红外与激光工程
2023, 52(9): 20230462
连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiCf/SiC)是发展先进航空发动机的关键材料, 航空发动机长时服役要求材料具有优异的高温蠕变性能。本工作研究了平纹编织Cansas-II碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiCf/SiC)在空气中的高温蠕变行为, 蠕变温度为1200~1400 ℃, 应力水平为80~140 MPa。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了2D-SiCf/SiC复合材料的微观组织和断口形貌, 使用能谱分析仪(EDS)进行了成分分析。结果表明: 当蠕变应力低于比例极限应力(σPLS)时, 2D-SiCf/SiC的蠕变断裂时间超过500 h, 稳态蠕变速率为1×10-10~5×10-10 /s, 蠕变行为由基体和纤维共同控制。当蠕变应力高于σPLS时, 复合材料的基体、纤维和界面均发生氧化, 蠕变断裂时间显著降低, 稳态蠕变速率提高一个数量级, 蠕变行为主要由纤维控制。
Cansas-II SiCf/SiC复合材料 蠕变 蠕变断裂时间 稳态蠕变速率 基体开裂 Cansas-II SiCf/SiC creep creep rupture time steady-state creep rate matrix cracking
1 中国建筑科学研究院有限公司, 北京 100013
2 建研建材有限公司, 北京 100013
分别采用偶氮化合物类塑性膨胀剂(PEA1)及亚硝基化合物类塑性膨胀剂(PEA2)配制了C125海上风电超高性能灌浆料, 对比研究了塑性膨胀剂种类及掺量对C125海上风电超高性能灌浆料流动度、膨胀率、抗压强度、电通量及孔结构分布的影响规律。结果表明, 随着塑性膨胀剂掺量的增加, 灌浆料的流动度先增大后减小, 抗压强度逐渐降低, 竖向膨胀率和电通量逐渐增加。当PEA1、PEA2掺量相同时, PEA1对灌浆料的流动度、抗压强度、竖向膨胀率和电通量的影响幅度更大, 掺入PEA1后灌浆料的总孔隙率、平均孔径及大孔比例增幅更明显。
海上风电 灌浆料 塑性膨胀剂 流动度 膨胀率 抗压强度 孔结构 电通量 offshore wind power grouting material plastic expansion agent fluidity expansion rate compressive strength pore structure electric flux
潍坊学院 化学化工与环境工程学院，山东 潍坊 261061
新型低维有机?无机杂化荧光粉具有独特的光学性质和广泛的光电应用前景。本文报道了一种采用湿化学法合成的Mn4+掺杂的有机?无机杂化［N（CH3）4］2GeF6荧光粉材料，并采用X射线粉末衍射（XRD）、热重差热分析（TG?DTA）、红外光谱（FTIR）、漫反射光谱（DRS）、激发（PL）与发射（PLE）光谱以及荧光寿命等手段对材料的晶体结构、热稳定性和发光性能进行了系统研究。研究结果表明，室温下，该荧光粉可产生高颜色纯度的窄红色发射峰，其峰值位于630 nm。在13~292 K的温度范围内，Mn4+离子的Stokes和anti?Stokes边带发光强度表现出不同的温度响应。通过应用anti?Stokes和Stokes边带的发射强度比进行温度传感，获得的最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别为0.002 1 K-1和2.11%·K-1。同时，Mn4+离子的荧光寿命值也可以用于温度传感，最大相对灵敏度为0.44%·K-1，表明该荧光粉可以用于双模温度传感研究。
零维发光材料 Mn4+ 温度传感 zero-dimensional luminescent material Mn4+ temperature sensing
1 广东佛盈汇建工程管理有限公司,佛山 528051
2 佛山市交通科技有限公司,佛山 528000
3 建研建材有限公司,北京 100013
为研究不同机制砂粗颗粒(0.075~4.75 mm)与石粉(<75 μm)的质量比(砂粉比)对岩石粉混凝土性能的影响, 使用岩石粉(石灰石粉和花岗岩石粉)以不同质量比取代机制砂制备高强混凝土, 测试不同砂粉比条件下混凝土流动性能、抗压强度和耐久性能(干燥收缩率及电通量)的演变规律。结果表明, 机制砂的砂粉比不低于9时, 砂粉比降低有利于改善混凝土拌合物的和易性, 增强混凝土抗压强度和耐久性能。进一步降低砂粉比对混凝土的干燥收缩性能影响较小, 但对混凝土流动性、力学性能和抗氯离子渗透性不利。降低砂粉比有利于提高机制砂混凝土的密实性, 但过低的砂粉比容易造成混凝土需水量升高, 游离态石粉颗粒含量增大, 对混凝土性能不利。
机制砂 混凝土 石粉含量 抗压强度 电通量 微观结构 manufactured sand concrete stone powder content compressive strength electric flux microstructure
1 中交一公局第六工程有限公司, 天津 300451
2 河北工业大学土木与交通学院, 天津 300401
混凝土帆布(CC)具有柔软易铺设、施工无需振捣搅拌和模板支护、硬化速度快, 以及施工无需大量大型机械等优点, 自问世以来, 得到了广泛的关注和研究。本文从性能和应用两个方面系统梳理了国内外关于CC的研究进展: (1)梳理总结了水泥种类、水灰比和三维间隔织物材料结构对CC力学性能的影响; (2)归纳总结了CC的应用场景以及在各场景应用中的材料性能, 为进一步开发CC应用的潜力提供参考。
混凝土帆布 力学性能 材料组成 材料应用 三维间隔织物 水泥 concrete canvas mechanical property material composition material application 3D spacer fabric cement
针对一些光轴稳定性要求较高的高空使用战斗机挂载光电系统，分析了光学系统设计中提高光轴稳定性的几点要素，给出了消热差公式的条件，推导了景深公式，并给出了四种提高途径：采用较大温差范围的光学全被动补偿无热化设计、降低公差灵敏度、提高结构件的刚度和强度、使用景深调焦机构(满足较大作用距离的机载高低空使用要求)。介绍了一种小型机载近红外无热化变焦系统的设计思路。该系统采用光学补偿，有4个透镜组(最后一组为景深调焦机构)，在-55~70℃温度范围内均具有较好的像质、较宽松的公差特性和较好的光轴稳定性。
近红外光学系统 景深调焦 无热化 光轴稳定性 光学设计 near-infrared optical system focusing mechanism for depth of field athermalization optical axis stability optical design
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220572
