两材料组合楔形罩LSC结构参数正交优化研究
《2024年手性3d-4f金属配合物和金属凝胶的合成、结构及性能研究》范文
《手性3d-4f金属配合物和金属凝胶的合成、结构及性能研究》篇一手性3d-4f金属配合物和金属凝胶的合成、结构及性能研究一、引言近年来，手性金属配合物及金属凝胶的研究已成为材料科学领域的研究热点。
这类材料不仅在材料科学、化学、生物医学等领域具有广泛的应用前景，还在手性识别、不对称催化、非线性光学等方向上表现出独特的性能。
本文将详细探讨手性3D/4F金属配合物及金属凝胶的合成方法、结构特点以及性能研究。
二、手性3D/4F金属配合物的合成与结构1. 合成方法手性3D/4F金属配合物的合成主要采用溶液法。
首先，将金属盐与手性配体在适当的溶剂中混合，通过调节pH值、温度等条件，使金属离子与配体发生配位反应，生成手性金属配合物。
2. 结构特点手性3D/4F金属配合物具有丰富的配位环境和独特的空间结构。
通过X射线衍射等手段，可以观察到金属离子与配体之间的配位键合方式，以及配合物的空间构型。
这些结构特点使得手性金属配合物在催化、光学等领域具有潜在的应用价值。
三、手性金属凝胶的合成与结构1. 合成方法手性金属凝胶的合成通常采用溶胶-凝胶法。
首先，将金属盐与交联剂在适当的溶剂中混合，形成预凝胶溶液。
然后，通过调节温度、pH值等条件，使预凝胶溶液发生凝胶化反应，形成手性金属凝胶。
2. 结构特点手性金属凝胶具有三维网络结构，金属离子与交联剂之间的配位键合使得凝胶具有较高的稳定性。
此外，手性配体的引入使得金属凝胶具有手性特征，这在不对称催化、药物传递等领域具有潜在的应用价值。
四、性能研究1. 光学性能手性3D/4F金属配合物在光学领域具有独特的应用。
通过测量其吸收光谱、发射光谱等，可以研究其光致发光、光催化等性能。
此外，手性金属凝胶的光学性能也值得关注，其在非线性光学、光存储等领域具有潜在应用。
2. 催化性能手性金属配合物在不对称催化领域具有重要应用。
通过研究其在催化反应中的活性、选择性以及立体选择性等性能，可以评估其在工业生产中的应用潜力。
TiO2-SiO2_多功能薄膜的制备及其性能研究
第52卷第11期表面技术2023年11月SURFACE TECHNOLOGY·347·TiO2-SiO2多功能薄膜的制备及其性能研究向军淮，徐志东，王军*（江西科技师范大学 江西省材料表面工程重点实验室，南昌 330013）摘要：目的改善普通玻璃的防雾性能。
方法采用溶胶−凝胶法在玻璃表面制备均匀透明的x TiO2-(1−x)SiO2（x为1.00、0.75、0.50、0.25、0）复合薄膜。
利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）表征TiO2-SiO2复合材料的微观结构和表面形貌，通过紫外可见近红外分光光度计、接触角测试仪测试TiO2-SiO2复合薄膜的光学性质和润湿性，通过热水浴实验评价镀膜前后玻璃的防雾性能。
结果XRD测试结果表明，TiO2-SiO2复合材料由锐钛矿相TiO2和非晶相SiO2构成，其相结构随着TiO2含量的变化而变化。
SEM和AFM结果表明，在TiO2-SiO2复合薄膜中，当SiO2的物质的量分数小于50%时，TiO2-SiO2复合薄膜表面均匀致密、粗糙度低；当SiO2的物质的量分数大于75%时，复合薄膜表面出现了孔洞和大颗粒，粗糙度增大。
光学性质测试结果表明，在TiO2-SiO2复合薄膜中，当SiO2的物质的量分数大于50%时，镀膜后的玻璃在可见光范围内的平均透过率高于85%。
润湿性测试结果表明，镀膜后玻璃表面的亲水性明显增强，当SiO2的物质的量分数小于50%时，TiO2-SiO2复合薄膜的接触角低于5°，表现为超亲水。
防雾性能测试结果表明，在玻璃表面制备TiO2-SiO2复合薄膜后，玻璃具有良好的防雾性能。
评价了0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜的耐久性，在室内放置60 d后，0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜的平均透过率在84%以上，且具有防雾性能，表明其耐久性较好。
结论在玻璃表面制备的0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜在可见光范围内具有高透明度和良好的防雾性能，且该薄膜的耐久性较好。
层状Al2O3
第42卷第6期2023年6月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.6June,2023层状Al 2O 3/EP 复合材料的可控制备及性能研究侯俊峰1,2,唐鹏程1,2,田少华1,张明哲1,2,吴集思3(1.北方民族大学材料科学与工程学院,银川㊀750021;2.碳基先进陶瓷制备技术国家地方联合工程研究中心,银川㊀750021;3.南昌航空大学航空制造工程学院,南昌㊀330000)摘要:采用冰模板法构筑具有层状结构的Al 2O 3三维网络骨架,并通过真空浸渍工艺制备出Al 2O 3/环氧树脂(EP)复合材料㊂研究了楔形硅橡胶角度㊁浆料固相含量㊁冷冻温度对层状Al 2O 3三维网络骨架微观结构的影响,分析了片层间距对Al 2O 3/EP 复合材料导热㊁介电和绝缘性能的影响㊂结果表明:楔形硅橡胶角度为10ʎ和15ʎ时Al 2O 3三维网络骨架的层状有序性最佳,固相含量的增加和冷冻温度的降低均会使片层间距减小;Al 2O 3/EP 复合材料的热导率和介电常数随着片层间距的减小而增大,但体积电阻率呈降低趋势;当片层间距为45μm 时,热导率达到0.52W /(m㊃K),体积电阻率为1012Ω㊃cm㊂关键词:Al 2O 3三维网络骨架;Al 2O 3/EP 复合材料;冰模板法;热导率;介电常数;体积电阻率中图分类号:TB332㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)06-2273-08Controllable Preparation and Properties of Layered Al 2O 3/EP CompositesHOU Junfeng 1,2,TANG Pengcheng 1,2,TIAN Shaohua 1,ZHANG Mingzhe 1,2,WU Jisi 3(1.School of Materials Science &Engineering,North Minzu University,Yinchuan 750021,China;2.National and Local Joint Engineering Research Center of Advanced Carbon Based Ceramics Preparation Technology,Yinchuan 750021,China;3.School of Aeronautical Manufacturing Engineering,Nanchang Hangkong University,Nanchang 330000,China)Abstract :The Al 2O 33D network skeletons with layered structure were constructed by ice template method.The epoxy (EP)was successfully infiltrated into the pores of porous Al 2O 3material by vacuum impregnation process,and finally the Al 2O 3/EP composites were prepared.The influences of wedge silicone rubber angle,slurry solid content and freezing temperature on the microstructure of layered Al 2O 33D network skeleton were investigated.And the influence of the lamellar spacing on the thermal,dielectric and insulation properties of Al 2O 3/EP composites was analyzed.The results show that the order of layered Al 2O 33D network skeleton is the best with the wedge silicone rubber angle of 10ʎand 15ʎ.Simultaneously,the lamellar spacing in the Al 2O 33D network skeleton decreases with the increase of solid content and the decrease of freezing temperature.The thermal conductivity and dielectric constant of Al 2O 3/EP composites increase with the decrease of the lamellar spacing,but the volume resistivity shows a decreasing trend.When the lamellar spacing is 45μm,the thermal conductivity reaches 0.52W /(m㊃K)and the volume resistivity is 1012Ω㊃cm.Key words :Al 2O 33D network skeleton;Al 2O 3/EP composite;ice template method;thermal conductivity;dielectric constant;volume resistivity 收稿日期:2023-02-20;修订日期:2023-03-22基金项目:北方民族大学研究生创新项目(YCX22140);北方民族大学一般科研项目(2016KY06)作者简介:侯俊峰(1979 ),男,博士,讲师㊂主要从事功能陶瓷材料的研究㊂E-mail:hou8635@ 0㊀引㊀言电子元器件在运行过程中会产生大量热量,如不能及时将热量转移至热沉或散热器中,会引发热量聚集并导致局部温度过高,这会对器件性能及寿命产生严重影响[1-3]㊂热界面材料是填充电子功率器件与热沉或散热器固体表面微观空隙的一种复合材料,可以降低界面热阻,实现热量的快速传输㊂随着电子设备集成度持续提升和功率密度增大,散热效率已成为制约电子元器件发展的主要因素之一,因此对热界面材料的导2274㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷热性能提出了更高的要求[4-5]㊂聚合物材料因具有成本低㊁易变形㊁介电常数低等特点,已成为热界面材料的首选,但绝大部分聚合物本征热导率较低,无法有效散热[6-8]㊂提升聚合物热导率的传统方法是将具有高热导率的导热填料颗粒与聚合物复合,导热填料在聚合物基体内形成导热网络,从而提高聚合物复合材料的热导率[9-11]㊂常用导热填料主要有金刚石㊁AlN㊁Al 2O 3㊁SiC㊁BN 或Si 3N 4等[12-16],其中Al 2O 3导热填料因价格低廉㊁绝缘电阻大㊁耐电强度高等优点,在中等热流密度传输的热界面材料中受到广泛关注㊂Lee 等[17]对Al 2O 3导热填料表面进行改性,采用溶液共混技术制备出热导率为0.5W /(m㊃K)的30%(体积分数)Al 2O 3/环氧树脂(epoxy,EP)复合材料;Zhao 等[18]以Ag 和Cu 包覆后的Al 2O 3颗粒为导热填料,同样采用溶液共混技术制备出导热填料质量分数为85%的Ag @Cu @Al 2O 3/聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)复合材料,其热导率达到1.465W /(m㊃K);Hu 等[19]采用凝胶铸造法构筑Al 2O 3坯体,经烧结和真空浸渍后制备出热导率为13.46W /(m㊃K)的70%(体积分数)Al 2O 3/EP 复合材料㊂采用上述溶液共混技术制备Al 2O 3/EP 复合材料要对Al 2O 3导热填料颗粒进行复杂的表面处理,且Al 2O 3导热填料呈无序不均匀分布,导致工序复杂且会造成复合材料热导率不均匀,而采用烧结后的Al 2O 3多孔陶瓷作为导热网络,复合材料的弹性几乎全部丧失,不适宜作为热界面材料㊂因此,需开发工艺简单且性能㊁结构可控的Al 2O 3/EP 复合材料制备技术㊂本文以α-Al 2O 3为导热填料,采用冰模板法构筑微观结构可控的Al 2O 3三维网络骨架,经真空浸渍EP 后制备出层状Al 2O 3/EP 复合材料,研究了浆料固相含量㊁冷冻温度㊁楔形硅橡胶角度对Al 2O 3三维网络骨架微观形貌的影响,探明了不同导热网络结构对Al 2O 3/EP 复合材料导热性能的影响规律,对提升以Al 2O 3为导热填料的热界面材料性能有一定的借鉴意义㊂1㊀实㊀验1.1㊀Al 2O 3三维网络骨架的制备图1㊀带有楔形硅橡胶的定向冷冻模具示意图Fig.1㊀Schematic diagram of directional freezing mold with wedge silicone rubber 以α-Al 2O 3粉末(d 50=500nm,无锡恒泰金属有限公司)为原料,去离子水为溶剂,聚丙烯酸(PAA,武汉持盈新材料科技有限公司)为分散剂,聚乙烯醇(PVA,国药集团化学试剂有限公司)为粘结剂㊂将去离子水㊁α-Al 2O 3粉末(体积分数分别为5%㊁10%㊁15%㊁20%)㊁PAA(添加量为α-Al 2O 3粉末质量的0.1%)㊁PVA(添加量为去离子水质量的2%)置入滚筒式球磨机充分混合12h,获得稳定的水基浆料,在真空干燥器中搅拌脱气后倒入含有楔形硅橡胶(角度分别为5ʎ㊁10ʎ㊁15ʎ㊁20ʎ)的冷冻模具(示意图如图1所示),并将模具置于冷源上进行定向冷冻,冷冻温度分别为-20㊁-25㊁-30㊁-35ħ㊂待样品完全冷冻后,放入冷冻干燥机中真空低温(真空度为10Pa,温度为-30ħ)干燥72h 后制备出Al 2O 3三维网络骨架㊂1.2㊀Al 2O 3/EP 复合材料的制备将EP(环氧树脂E44,南通星辰合成材料有限公司)㊁固化剂(南通星辰合成材料有限公司)㊁偶联剂(KH-550,济南兴飞隆化工有限公司)按照质量比4ʒ1ʒ0.2混合均匀,缓慢倒入含有不同微观结构Al 2O 3三维网络骨架的模具进行真空浸渍,然后置于60ħ干燥箱中固化12h,即得Al 2O 3/EP 复合材料,样品经切割㊁抛光后,加工成10mm ˑ10mm ˑ2mm 的薄片进行导热性能测试㊂1.3㊀测试与表征采用希玛AS887的4通道温度记录仪配合4条K 型探头,热电偶T 1位于楔形硅橡胶与冷源交接位置上方2mm 处,T 2位于硅橡胶最高位置上方2mm 且距离模具壁2mm 处,T 3与T 4分别位于T 1㊁T 2之上低于液面2mm 处,每30s 采集一次数据,获得冷冻过程中浆料内部的温度㊂采用台式扫描电子显微镜(SEM,日立第6期侯俊峰等:层状Al 2O 3/EP 复合材料的可控制备及性能研究2275㊀TM4000Plusll)对Al 2O 3三维网络骨架及Al 2O 3/EP 复合材料的微观结构进行表征,采用闪射法导热仪(耐驰LFA 467HyperFlash)测量Al 2O 3/EP 复合材料的热导率,采用红外热成像仪(飞础科Fotric 521)表征Al 2O 3/EP复合材料的热传输能力㊂2㊀结果与讨论2.1㊀制备工艺对Al 2O 3三维网络骨架微观结构的影响2.1.1㊀楔形硅橡胶角度采用冰模板技术制备Al 2O 3三维网络骨架时,在定向冷冻模具内加入楔形硅橡胶可以实现垂直和水平方向上的双温度梯度,使冰晶生长成规则的片层状㊂图2为浆料固相含量10%㊁冷冻温度-35ħ时,不同角度楔形硅橡胶模具制备的Al 2O 3三维网络骨架的SEM 照片㊂由图2可观察到,随着角度的增大,样品片层状有序性呈先升高后降低的趋势,楔形硅橡胶角度为10ʎ和15ʎ时层状结构的有序性最佳㊂为明确多孔材料有序性的改变机理,对不同角度楔形硅橡胶模具制备的浆料冷冻过程的温度场分布情况进行测定,结果如图3所示㊂由图3(a)可观察到,采用小角度的楔形硅橡胶时,水平方向上T 1和T 2㊁T 3和T 4的温度差较小,冰晶在水平方向上形核数量较多,冰晶生长相互竞争干扰,从而导致样品片层状的有序性差㊂当楔形硅橡胶角度增大到10ʎ和15ʎ时,T 3和T 4温度差变大,即水平方向上的温度梯度增大,使得在水平方向上冰晶的形核方式以一维形核为主,从而增加了样品的有序性㊂然而随着楔形硅橡胶角度进一步增大至20ʎ时,由于水平方向上浆料的热导率较低,部分冰晶在冷冻前端形核,从而破坏了样品的有序性㊂同时,在靠近楔形硅橡胶坡顶的一端,由于硅橡胶热导率低,且远离冷端,垂直方向上的T 2和T 4温度差变小,冰晶定向生长能力也变弱,二者共同作用导致冰晶有序性变差,样品部分区域呈散射状㊂图2㊀不同角度楔形硅橡胶模具制备的Al 2O 3三维网络骨架的SEM 照片Fig.2㊀SEM images of Al 2O 33D network skeletons prepared by wedge silicone rubber mold with different angles 2.1.2㊀浆料固相含量图4为冷冻温度-25ħ㊁楔形硅橡胶角度10ʎ时,不同固相含量浆料制备的Al 2O 3三维网络骨架的顶端显微组织照片㊂由图4可观察到,各样品均呈片层状,片层间由形状不规则的松散凸起形成桥接状结构㊂随着浆料固相含量增加,片层厚度略有增加,而片层间距则呈明显的下降趋势,平均片层间距由152.6μm 减小至98.5μm,且层壁间的桥接状凸起明显增多㊁增大㊂这是因为浆料固相含量增加,浆料黏度变大,冰晶生2276㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷长受到的阻力增大,且由于去离子水占比减少,单位体积内冰晶的数量变少,最终使片层间距缩小,层间的桥接状凸起增多㊂图3㊀不同角度楔形硅橡胶模具内各位置的温度分布图Fig.3㊀Temperature distribution diagrams of various positions in wedge silicone rubber mold with differentangles 图4㊀不同固相含量浆料制备的Al 2O 3三维网络骨架的SEM 照片Fig.4㊀SEM images of Al 2O 33D network skeletons prepared by slurry with different solid content第6期侯俊峰等:层状Al 2O 3/EP 复合材料的可控制备及性能研究2277㊀2.1.3㊀冷冻温度图5为浆料固相含量10%㊁楔形硅橡胶角度10ʎ时,在不同冷冻温度下制备的Al 2O 3三维网络骨架的SEM 照片㊂由图5可看出,随着冷冻温度的降低,平均片层厚度和平均片层间距逐渐减小,分别由145.7㊁99.4μm(冷冻温度为-20ħ)减小至42.9㊁21.5μm(冷冻温度为-35ħ)㊂出现这种现象的原因是冷冻温度越低,温度梯度越大,固液两相自由能差越大,晶核形核数量越多,冰晶沿温度梯度负方向生长成细小冰晶的概率增大,冰晶升华后形成的片层间距越小㊂图5㊀不同冷冻温度下Al 2O 3三维网络骨架的SEM 照片Fig.5㊀SEM images of Al 2O 33D network skeletons at different freezing temperatures 2.2㊀片层间距对Al 2O 3/EP 复合材料导热性能的影响基于以上分析可知,楔形硅橡胶角度为15ʎ和固相含量为10%时可获得有序性较好的多孔层状Al 2O 3三维网络骨架㊂因此,以在此条件下和不同冷冻温度(-20㊁-25㊁-30㊁-35ħ)下所获得的Al 2O 3三维网络骨架为支架,经真空浸渍制备出不同片层间距的Al 2O 3/EP 复合材料㊂不同片层间距Al 2O 3/EP 复合材料的显微组织照片如图6所示㊂由图6可知,随着冷冻温度由-20ħ降低至-35ħ,Al 2O 3/EP 复合材料的片层间距σ则由238μm 降低至45μm㊂与此同时,对不同片层间距的Al 2O 3/EP 复合材料进行导热性能分析,其热导率及红外热成像照片如图7所示㊂由图7(a)可看出,随着片层间距的减小,Al 2O 3/EP 复合材料的热导率呈明显增大的趋势㊂当片层间距为238μm 时,Al 2O 3/EP 复合材料热导率仅为0.37W /(m㊃K),当片层间距缩短至45μm 时,热导率增大至0.52W /(m㊃K)㊂这归因于片层间距越小,单位体积内热传输通道越多,热导率越大㊂图7(b)直观地反映出不同片层间距Al 2O 3/EP 复合材料的热管理能力,片层间距小的Al 2O 3/EP 复合材料具有更高的热传输速率,相同时间内其升温速率更高㊂2.3㊀片层间距对Al 2O 3/EP 复合材料介电和绝缘性能的影响图8为不同片层间距Al 2O 3/EP 复合材料的介电和绝缘性能分析㊂由图8(a)可看出,在102~107Hz 的频率范围内,Al 2O 3/EP 复合材料的介电常数随着片层间距的减小而增大,这是因为片层间距的减小使复合材料中Al 2O 3体积分数增加,与EP 接触面积增大,二者微观界面产生极化,且Al 2O 3本征介电常数高于EP,这两个因素的共同作用导致复合材料介电常数增大㊂图8(b)表明,不同片层间距Al 2O 3/EP 复合材料的介电损耗均随着频率的提高呈先降低后升高的趋势㊂当频率低于104Hz 时,下降幅度较快,当频率超过104Hz 后,降幅趋于平缓,当频率进一步提高并超过3.2ˑ106Hz 后,介电损耗反而小幅增加,且高频下片层2278㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷间距为238μm 时Al 2O 3/EP 复合材料的介电损耗相对较低,45μm 时介电损耗最高㊂出现这种现象的原因是Al 2O 3/EP 复合材料中的Al 2O 3为极性分子,其中的偶极子在电场作用下易产生极化效应,且极化效应越明显,复合材料介电损耗越大㊂因此随着频率的升高,极化率降低,导致介电损耗变小㊂但当电场频率超过一定阈值时,极性分子的振动频率逐渐与电场频率相匹配,极化效应得到增强,介电损耗增大㊂此外,单位体积内片层间距小的Al 2O 3/EP 复合材料中Al 2O 3与EP 接触面积大,界面极化松弛损耗更为明显,因此其介电损耗与片层间距大的样品相比较大㊂图6㊀不同片层间距Al 2O 3/EP 复合材料的SEM 照片Fig.6㊀SEM images of Al 2O 3/EP composites with different lamellarspacing 图7㊀不同片层间距Al 2O 3/EP 复合材料的热导率及红外热成像照片Fig.7㊀Thermal conductivity and infrared thermal image of Al 2O 3/EP composites with different lamellar spacing 图8(c)反映出随着Al 2O 3/EP 复合材料片层间距的减小,复合材料的体积电阻率降低,在片层间距为45μm 时复合材料的体积电阻率达到了最低(1012Ω㊃cm),这是由于Al 2O 3的体积电阻率小于EP,随着片层间距的减小,单位体积内Al 2O 3的占比增加,导致复合材料的体积电阻率降低,但该值远高于电绝缘体电阻率的临界值(109Ω㊃cm),完全可以满足热界面材料对于绝缘性能的技术要求㊂第6期侯俊峰等:层状Al 2O 3/EP 复合材料的可控制备及性能研究2279㊀图8㊀不同片层间距Al 2O 3/EP 复合材料的介电性能及体积电阻率Fig.8㊀Dielectric properties and volume resistivity of Al 2O 3/EP composites with different lamellar spacing 3㊀结㊀论1)本文系统地研究了楔形硅橡胶角度㊁冷冻温度㊁浆料固相含量对冰模板法所获得的Al 2O 3三维网络骨架微观结构的影响规律,经工艺调整制备出具有不同片层间距的Al 2O 3/EP 复合材料,实现了通过微观结构的改变来调控Al 2O 3/EP 复合材料导热㊁介电和绝缘性能的目的㊂2)楔形硅橡胶角度的增大使层状Al 2O 3三维网络骨架的有序性呈先升高后降低的趋势,当楔形硅橡胶角度为10ʎ和15ʎ时层状Al 2O 3三维网络骨架的有序性最优;固相含量的增加和冷冻温度的降低导致层状Al 2O 3三维网络骨架的片层间距变小,由-20ħ时的99.4μm 减小至-35ħ时的21.5μm㊂3)随着片层间距的减小,Al 2O 3/EP 复合材料的热导率明显升高,当片层间距减小至45μm 时,热导率增大至0.52W /(m㊃K),介电常数也增大,而体积电阻率则降低至1012Ω㊃cm㊂参考文献[1]㊀王瑾玉,张永海,魏进家.功率器件热界面材料研究进展[J].工程热物理学报,2022,43(10):2699-2710.WANG J Y,ZHANG Y H,WEI J J.A review of thermal interface materials for power devices[J].Journal of Engineering Thermophysics,2022,43(10):2699-2710(in Chinese).[2]㊀SCIAMANNA V,NAIT-ALI B,GONON M.Mechanical properties and thermal conductivity of porous alumina ceramics obtained from particlestabilized foams[J].Ceramics International,2015,41(2):2599-2606.[3]㊀WU G L,WANG Y Q,WANG K K,et al.The effect of modified AlN on the thermal conductivity,mechanical and thermal properties ofAlN /polystyrene composites[J].RSC Advances,2016,6(104):102542-102548.[4]㊀ZHAO J W,ZHAO R,HUO Y K,et al.Effects of surface roughness,temperature and pressure on interface thermal resistance of thermalinterface materials[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2019,140:705-716.[5]㊀CHUNG D D L.Performance of thermal interface materials[J].Small,2022,18(16):e2200693.[6]㊀YU S Q,HUANG M M,HAO R,et al.Recent advances in thermally conductive polymer composites[J].High Performance Polymers,2022,34(10):1081-1101.[7]㊀MA H Q,GAO B,WANG M Y,et al.Strategies for enhancing thermal conductivity of polymer-based thermal interface materials:a review[J].Journal of Materials Science,2021,56(2):1064-1086.[8]㊀XU Y F,WANG X J,HAO Q.A mini review on thermally conductive polymers and polymer-based composites[J].Composites Communications,2021,24:100617.[9]㊀ZHANG F,FENG Y Y,FENG W.Three-dimensional interconnected networks for thermally conductive polymer composites:design,preparation,properties,and mechanisms[J].Materials Science and Engineering:R:Reports,2020,142:100580.[10]㊀MEHRA N,LI Y F,YANG X T,et al.Engineering molecular interaction in polymeric hybrids:effect of thermal linker and polymer chainstructure on thermal conduction[J].Composites Part B:Engineering,2019,166:509-515.[11]㊀HUANG Y F,WANG Z G,YU W C,et al.Achieving high thermal conductivity and mechanical reinforcement in ultrahigh molecular weight polyethylene bulk material[J].Polymer,2019,180:121760.2280㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷[12]㊀GU J W,LV Z Y,WU Y L,et al.Enhanced thermal conductivity of SiCp/PS composites by electrospinning-hot press technique[J].CompositesPart A:Applied Science and Manufacturing,2015,79:8-13.[13]㊀JIANG F,CUI S Q,RUNGNIM C,et al.Control of a dual-cross-linked boron nitride framework and the optimized design of the thermalconductive network for its thermoresponsive polymeric composites[J].Chemistry of Materials,2019,31(18):7686-7695.[14]㊀王绪彬,张昌海,张天栋,等.三维多孔氮化铝/环氧树脂复合材料的导热与电性能[J].复合材料学报:1-7(2022-09-06)[2023-02-15].https:///10.13801/ki.fhclxb.20220905.002.WANG X B,ZHANG C H,ZHANG T D,et al.Thermal conductivity and electrical properties of three-dimensional porous aluminum nitride/ epoxy composites[J].Acta Materiae Compositae Sinica:1-7(2022-09-06)[2023-02-15].https:///10.13801/ki.fhclxb.20220905.002(in Chinese).[15]㊀LIANG J Z,ZHU B.Estimation of thermal conductivity of polymer multiphase composites[J].Polymer Engineering&Science,2017,57(9):965-972.[16]㊀QU J Y,FAN L,MUKERABIGWI J F,et al.A silicon rubber composite with enhanced thermal conductivity and mechanical properties based onnanodiamond and boron nitride fillers[J].Polymer Composites,2021,42(9):4390-4396.[17]㊀LEE W,WIE J,KIM J.Enhancement of thermal conductivity of alumina/epoxy composite using poly(glycidyl methacrylate)grafting andcrosslinking[J].Ceramics International,2021,47(13):18662-18668.[18]㊀ZHAO Z B,DU X Y,WANG Y,et al.Preparation of a novel bi-layer modified alumina-based hybrid material and its effect on the thermalconductivity enhancement of polymer composites[J].Ceramics International,2022,48(11):15483-15492.[19]㊀HU Y,DU G P,CHEN N.A novel approach for Al2O3/epoxy composites with high strength and thermal conductivity[J].Composites Scienceand Technology,2016,124:36-43.。
基于超疏水表面的主被动复合防
第52卷第12期表面技术2023年12月SURFACE TECHNOLOGY·135·基于超疏水表面的主被动复合防/除冰技术研究进展许露晴1，石珍旭1，刘祯达1，刘蕊迪2，杨邱程1，潘梦瑶1，刘森云2*，王德辉1*，邓旭1（1.电子科技大学 基础与前沿研究院，成都 610054；2.中国空气动力研究与发展中心 结冰与防除冰重点实验室，四川 绵阳 621000）摘要：介绍了光热、电加热、磁能、声波能与超疏水表面相结合的主被动复合防/除冰技术及其机理与应用，阐述了以上复合型防/除冰技术的优势与不足。
其中，光热复合技术具有耗能低、材料选择多样化等优点；电加热复合技术工艺简单，易于规模化制造；磁能复合技术可满足复杂场景的防/除冰应用需求；声波复合技术则具有结构简单的优势。
此外，同时复合多种能场可进一步提升防/除冰工作效率，是主被动复合技术的发展趋势之一。
最后，阐述了基于超疏水表面的主被动复合防/除冰技术的不足之处，并展望了复合防/除冰技术的应用研究前景。
关键词：超疏水；电加热；光热；磁能；声波能；防/除冰；主被动复合式中图分类号：TG176 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)12-0135-12DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.12.012Research Progress of Active/Passive Composite Anti/De-icingTechnologies Based on Superhydrophobic SurfacesXU Lu-qing1, SHI Zhen-xu1, LIU Zhen-da1, LIU Rui-di2, YANG Qiu-cheng1,PAN Meng-yao1, LIU Sen-yun2*, WANG De-hui1*, DENG Xu1(1. Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054, China; 2. Key Laboratory of Icing and Anti/De-icing, China Aerodynamics Researchand Development Center, Sichuan Mianyang 621000, China)ABSTRACT: The work aims to introduce composite anti-/deicing methods that combine superhydrophobic surfaces with active anti-icing methods of photothermal treatment, heating, magnetic energy, and acoustic energy, along with their mechanisms and applications. The advantages and shortcomings of the composite anti-/deicing technologies were summarized. Among them, the photothermal composite technology showed low energy consumption and diverse choice on materials. The electric heating composite technology possessed a simple process and was beneficial to preparation in a large area. The magnetic energy composite technology satisfied the needs of anti-/deicing in complex scenes. The acoustic wave composite technology had a收稿日期：2023-10-29；修订日期：2023-12-08Received：2023-10-29；Revised：2023-12-08基金项目：中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室开放课题（IADL20210411）Fund：Key Laboratory of Icing and Anti/De-icing of CARDC (IADL20210411)引文格式：许露晴, 石珍旭, 刘祯达, 等. 基于超疏水表面的主被动复合防/除冰技术研究进展[J]. 表面技术, 2023, 52(12): 135-146.XU Lu-qing, SHI Zhen-xu, LIU Zhen-da, et al. Research Progress of Active/Passive Composite Anti/De-icing Technologies Based on Superhydrophobic Surfaces[J]. Surface Technology, 2023, 52(12): 135-146.*通信作者（Corresponding author）·136·表面技术 2023年12月simple structure. In addition, the simultaneous combination of multiple energy fields could further enhance the efficiency of anti/deicing performance, so it was one of the trends for developing active-passive composite technologies. Finally, the shortcomings of the current active-passive composite technologies were elaborated based on superhydrophobic surfaces, and the application of those composite anti-/deicing technologies was prospected.KEY WORDS: superhydrophobic; heating; photothermal; magnetic energy; acoustic energy; anti/deicing; active-passive composite结冰是一种普遍的自然现象，严重的表面结冰会对船舶[1]、海上平台[2]、电力线[3]、飞机[4]、风力涡轮机[5]、道路[6]、光伏发电[7]的正常运行和安全造成严重影响[8]。
【国家自然科学基金】_经济性能_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
裂纹扩展速率 表面吸附作用 融资约束 蚂蚁算法 虚拟仪器 蓄冷 荷载谱 英特尔c++ 苯丙氨酸 节能标准 船舶自动识别系统(ais) 致密化 自适应策略 自振频率 自定住算法 自动化表面工程技术 腐蚀管理 能量管理 能力受限 胶体化学与界面化学 肉仔鸡 聚丙烯纤维 联盟 耗能减震 耐热铝合金 耐热 耐久性 网络节点 网络化制造 网格资源 网格经济模型 网格 编译器 绿色设计 综合评价 综合性能 综合地质预报 综合价值模型 绵羊 统计估计 结构特性 经济视图 经济收益 经济性换挡规律 经济寿命 经济(炯)效率 细菌感染 组装 组合扁梁楼盖 组合优化 线性累积损伤理论 纳米表面工程技术 纳米材料 纤维增强混凝土
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
青稞秸秆 集热装置 集成方案 隧道工程 随机需求 随机规划 随机掩码 降解酶保护剂 降噪 防污 镁合金 锂硅粉 铝热焊缝 铝氢化物 铁矿石 钱塘江 钢轨 钢纤维混凝土 钢纤维喷射混凝土 钢纤维体积率 钢筋混凝土内填墙 钢框架 钢桁梁公铁斜拉桥 钇(y) 金属有机骨架化合物 重配置 采矿工程 采光顶 配矿试验 配方优化 邮车路径 遗传算法 遗传图谱 选择还原 选择氧化 选择性集成 连续采煤机 连续性倒塌 远程控制系统 进化算法 运行 过冷却 输气管道 载货效率 轴压短柱 软岩巷道 车头间距 路面 跨孔电阻率ct技术 跟车模型 超高层建筑 资源调度 资源共享 贵金属
先进复合材料空天应用技术基础科学问题研究[技巧]
![先进复合材料空天应用技术基础科学问题研究[技巧]](https://img.taocdn.com/s3/m/efd2ff3ae3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d507.png)
先进复合材料空天应用技术基础科学问题研究一、研究内容关键科学问题1. 复合材料多层次、多尺度界面结构的理解和强化建构复合材料的共性特征是多层次、多尺度的异质、异构界面。
典型的结构层次涵盖纤维单丝、纤维丝束、干态增强织物、树脂预浸料和层状化的复合材料结构等。
界面状态将从本质上影响复合材料整体对载荷的响应，并控制复合材料的所有性质和服役行为。
前期的973研究成果已证实[1]，层间界面的高分子-高分子双连续相结构直接影响了细观损伤的产生和扩展，进而决定了复合材料的韧性、刚度、强度等使用性能；双连续相结构形成和演化的关键是定域设计和控制反应诱导的失稳分相、临界相反转和相粗化等过程。
这对应了连接度（Connectivity）概念[2]里的0-0、0-3和3-3结构的连续的相转变过程，而由于这个连续的相变发生在2-2结构的受限空间内，必然形成尺度上梯度分布的3-3型双连续颗粒结构，从而赋予复合材料优异的韧-刚-强组合。
我们的预先研究已发现[3]，碳纤维表面在微米层次上的“结构化”或“粗糙化”对复合材料“人工界面”的建构具有重要的影响，这种“结构化”和“粗糙化”包括微尺度的颗粒和三维结构等，建构这种新型表面结构的机理包括表面成核与低温生长、表面浸润与去浸润等，但目前国内外对这种表面微结构建构的材料学和力学理解还知之甚少，也不清楚这种微结构对复合材料界面强-韧化的影响机制及其持久稳定性和高温性能等。
本研究将突破上期973课题高分子-高分子复相材料热力学和动力学的限制，在界面化学改性的同时，提出建构复合材料多层次界面有机、无机异相3-3连接度微结构（Interfacial 3-3 micro connectivity）的新概念，镶嵌体胞建模分析界面剪切对细观集束/协同/无规破坏的影响，极大地提高复合材料在关键结构层次的界面结合力和稳定性，确立复合材料界面强化的新技术和新方法。
2. 复合材料多层次精细耦合协同强韧化机制典型“纤维增强-树脂基体”两元复合材料界面的作用是将纤维和树脂，以及由它们分别控制的纤维主导性质（Fiber-dominent）和树脂基体相主导性质（Matrix-dominent）联系到一起。
生物材料导论复习重点
1.生物材料的两种定义，一种是指天然生物材料，也就是由生物过程形成的材料，如结构蛋白（胶原蛋白、胶原纤维、蚕丝等)、生物矿物（骨、牙、贝壳等）和复合纤维（木材，竹等）。
另一种定义为活组织中的天然材料和用于修复人体的材料。
广义：生物体（生命体）材料和生物医用材料。
狭义：生物医用材料，即各种医用、特别是对生物体进行诊断、治疗、修复/置换人体受损组织和器官或增进其功能癿功能性材料。
2.生物材料的分类：按来源分可分为：天然材料和合成材料；按生物活性分可分为：生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料。
生物复合材料；按材料的组成和结构分为金属材料、非金属材料、高分子材料、复合物材料；按材料功能（临床用途）分为硬组织相容性材料、软组织相容性材料、血液相容性材料，生物降解材料。
3.表面界面效应：随着晶粒尺寸减小，晶界原子占总原子数的百分比快速增加。
4.物质的热效应都有哪些？热膨胀，热传导，热容，耐热性5.什么叫荷叶效应，及其在工程中的应用？荷叶效应是指荷叶表面具有超疏水以及自清洁的特性。
由于荷叶具有疏水、不吸水的表面，落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠，水与叶面的接触角(contact angle)会大于140度，只要叶面稍微倾斜，水珠就会滚离叶面。
因此，即使经过一场倾盆大雨，荷叶的表面总是能保持干燥；此外，滚动的水珠会顺便把一些灰尘污泥的颗粒一起带走，达到自我洁净的效果。
6.什么叫Young方程？接触角的大小对固体的润湿性能好坏有怎样的关系？Young方程是描述固气、固液、液气界面自由能γsg，γSL，γLg与接触角θ之间的关系式，亦称润湿方程。
利用接触角的大小可以估计润湿程度：a< 90°，称为润湿，如：水在玻璃表面上；a > 90°，称为不润湿，如：汞在玻璃表面上；a＝180°，代表完全不润湿，尚未出现完全不润湿的固体；a＝0°，代表完全润湿，如：液体在固体表面的铺展；a < 10°, 为超亲水；a> 150°，为超疏水。
SiO2fSiO2复合材料与In...
博士学位论文SiO2f/SiO2复合材料与Invar合金的钎焊接头界面结构及形成机理INTERFACE STRUCTURE AND FORMATION MECHANISM OF BRAZED SiO2f/SiO2 COMPOSITE AND INVAR ALLOY JOINT赵磊2010年10月国内图书分类号：TG453.9 学校代码：10213 国际图书分类号：621.791 密级：公开工学博士学位论文SiO2f/SiO2复合材料与Invar合金的钎焊接头界面结构及形成机理博士研究生：赵磊导师：冯吉才教授副导师：张丽霞副教授申请学位：工学博士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2010年10月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: TG453.9U.D.C: 621.791Dissertation for the Doctoral Degree in EngineeringINTERFACE STRUCTURE AND FORMATION MECHANISM OF BRAZED SiO2f/SiO2 COMPOSITE AND INVAR ALLOY JOINTCandidate：Zhao LeiSupervisor：Prof. Feng JicaiAssistant Supervisor：Associate Prof. Zhang Lixia Academic Degree Applied for：Doctor of Engineering Speciality：Materials Processing Engineering Affiliation：School of Materials Science andEngineeringDate of Defence：Oct., 2010Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology摘要摘要SiO2f/SiO2复合材料(Quartz fibers reinforced silica composite，简称SiO2f/SiO2，限本文使用)具有良好的透波性能和耐高温烧蚀性能，已在航天工业领域逐渐得到应用。
楔形瓣状结构对正向注入型Si-LED发光特性的影响
楔形瓣状结构对正向注入型Si-LED发光特性的影响崔猛;谢生;毛陆虹;郭维廉;张世林;武雷;谢荣【摘要】基于标准CMOS工艺的p+源/漏区和n阱,设计了两种楔形瓣状结构的正向注入型硅基发光二极管(Si-LED),采用UMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺设计制备.测试结果表明,正向注入型p+/n-well二极管的发射波长位于近红外波段,峰值波长在l 130 nm附近,且工作电压小于2V,与标准CMOS电路兼容.其中,八瓣结构的Si-LED (TS2)在200 mA时的发光功率可达1 200 nW,且未出现饱和,而注入电流为40 mA时的最大功率转换效率达5.8×10-6,约为四瓣结构器件(TSl)的2倍.所研制的Si-LED具有工作电压低、转换效率高等优点,有望在光互连领域得到应用.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】5页(P552-556)【关键词】硅基发光二极管;正向注入;楔形结构;标准CMOS工艺【作者】崔猛;谢生;毛陆虹;郭维廉;张世林;武雷;谢荣【作者单位】天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TN383随着集成电路的特征尺寸降低到90 nm以下，传统硅基芯片的信号延迟、串扰和功耗等问题变得越来越突出。
因此，以成熟的硅基微电子平台为基础，将光子作为集成电路中信息传输的载体，在同一芯片上集成电路和光路的光互连系统成为研究热点[1-2]。
然而，硅为间接带隙半导体，其辐射复合发光效率极低[3]。
因此，如何基于标准CMOS工艺，研制低工作电压、高转换效率的硅基发光器件是解决硅基光互连的关键因素。
模型修正技术在螺栓连接结构中的应用探讨
模型修正技术在螺栓连接结构中的应用探讨张琪昌;耿岩;王辰;靳刚【摘要】螺栓连接直接影响整体结构的可靠性和动态性能，需要精细的处理分析，而传统的有限元建模方法有的不能满足精度需求，有的过程复杂且计算量大。
针对这一问题，利用改进的正交模型正交模态(ICMCM)法，基于模态试验结果，对一类螺栓连接结构的有限元模型修正技术进行了研究。
模型修正前，采用最优拟合法进行振型扩展得到包含所有节点和变形的完备振型。
研究结果表明，与螺栓连接刚性或多点约束建模方式相比，经过本文方法修正的刚性连接模型能满足修正效果评价准则，而且计算结果的精度和可靠度显著提高。
同时，研究也表明，对于螺栓连接结构，无需建立复杂精细的有限元模型，只要对刚性模型进行上述修正即可获得满足实际工程需要的计算模型。
%Bolted joints require refined processing and analysis in that they directly influence the reliability and dy-namic property of the whole structure. However,some traditional finite element modeling methods fail to meet accu-racy requirement and others need complex modeling and large computation. So improved cross-model cross-mode (ICMCM)method was utilized to update the finite element model of a bolted joint structure based on the modal test results. Optimal fitting method was used to expand the vibration modes into complete ones with all nodes and defor-mation. The updated model was finally compared with both rigidly connected model and multi-point constraint model. As the results show,the updated model meets the updating evaluation criteriaand has higher accuracy and reliability. Meanwhile,the research shows that complex refined finite element model is unnecessary for bolted jointstructures. Model updating of a rigid model with the method above is enough for engineering practice.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】6页(P1095-1100)【关键词】螺栓连接;改进的正交模型正交模态法;模型修正;模态试验;多点约束【作者】张琪昌;耿岩;王辰;靳刚【作者单位】天津大学机械工程学院，天津 300072;天津大学机械工程学院，天津 300072;天津大学机械工程学院，天津 300072;天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TH122;O313.3螺栓连接是一种重要的构件连接形式，在土木工程、机械制造、航空航天等领域中应用广泛，比如应用于车架与发动机、变速箱等部件的连接[1]．由于它直接关系到结构的安全性、可靠性和动态性能，所以在工程实际中需要对螺栓连接结构进行精细处理和分析．在有限元分析领域中，为了便于建模和计算，有时将螺栓连接简化为被连接件的刚性连接，但这样得到的结果误差较大，无法体现出螺栓连接由于间隙、预紧力等因素表现出的非线性特征．进行精细处理的普遍做法是将螺栓简化成刚性梁单元，采用多点约束(multi-point constraint，MPC)技术[2]进行建模，但这种方法不能准确评估螺栓连接处的应力，且建模过程较复杂，单元较多且不规则，对于连接较多的大型复杂结构，计算量较大且效率较低．鉴于有限元建模存在的上述问题，为了建立更精确、更符合实际的螺栓连接结构的有限元模型，要对结构初始的有限元模型进行修正[3]．按修正对象不同，修正方法主要分为矩阵型和参数型两种，具体有参考基准法[4]、特征灵敏度法[5]、神经网络法[6]、贝叶斯估计法[7]等，其中，Hu等[8]提出的正交模型正交模态(cross-model cross-mode，CMCM)法不依赖灵敏度分析，具有良好的建模误差判断能力，且修正结果能方便地应用到大型有限元分析软件中，计算量相对较小．李剑等[9]在此基础上提出了改进的正交模型正交模态(improved CMCM，ICMCM)法，解决了CMCM法在求解过程中容易出现的数值病态问题．为了评估模型修正的质量，Friswell等[10]提出了评价模型修正效果的准则，即修正后的有限元模型不仅要准确地复现试验模型所使用频段范围内的固有频率，而且能预示使用频段范围以外的固有频率及结构动力学特性.本文采用ICMCM法模型修正技术，通过Matlab编程，利用模态试验得到的结果对简化为刚性连接的螺栓连接钢板悬臂梁有限元模型进行修正，并与采用MPC技术建立的复杂精细的有限元模型进行对比.同时，本文对工况Ⅰ(螺栓数目b＝2，排数r＝1)和工况Ⅱ(b＝4，r＝2)两种情况分别进行了研究，探讨了ICMCM模型修正技术在解决螺栓连接结构建模问题上的工程效益和局限．1.1 最优拟合法振型扩展由于试验测得的节点信息有限，所以在进行模型修正之前，要对试验振型进行插值扩展，得到包含对应有限元刚接模型所有节点和变形的完备振型．本文选用的最优拟合法[11]介于物理插值与几何插值之间，可以在一定程度上对试验模态数据进行降噪和平滑，有助于提高实验数据的精确性．设试验测量振型和有限元振型分别为式中：Ψa、Ψb分别为试验已测分量和待插值的未测分量；Φa、Φb分别为与Ψa、Ψb相对应的有限元振型分量；nt为试验测得振型的阶数．设Φ*为Φ经过插值后的平滑振型，Q为插值矩阵，则有并设误差函数为由此构造目标函数式中 W 为加权对角阵，其对角元素与各自由度的测量、分析精度有关，且均不小于0．令式(3)对Q的偏导为0，并取W的对角元素均为w，求得将式(4)代入式(2)，即可得到扩展后的振型矩阵.1.2 ICMCM法在ICMCM法修正的过程中，首先假设有限元模型与实测模型之间存在以下关系：式中：K*、M*分别为实测模型的刚度矩阵和质量矩阵；K、M分别为有限元模型的刚度矩阵和质量矩阵；N为有限元模型的单元数；Kn、Mn分别为单元n对刚度矩阵、质量矩阵的贡献，即αn、βn分别为单元n的刚度和质量修正因子.对特征方程考虑试验模态与有限元模态的混合加权后得到式中：Φi、λi分别为有限元模型的第 i阶振型和特征值；Φ*j、λ*j分别为实测的第j阶振型和特征值；i，j＝1，2，…，nt．式(6)中两式相减，并将式(5)代入得到令，通过求解矩阵的最小二乘解即可得到修正因子，再将修正因子代入式(5)，即可求出修正后的质量矩阵和刚度矩阵．本文以一端固支一端自由的螺栓连接钢板悬臂梁为研究对象，钢板尺寸为500,mm×78,mm× 10,mm．基于ANSYS有限元分析软件采用两种方案建立有限元模型：方案1将螺栓连接简化为被连接件的刚性连接，即将螺栓忽略，直接将被连接件粘接为一体；方案 2将螺栓简化成刚性梁单元，采用多点约束技术将螺栓与被连接件连接在一起．2.1 刚接模型采用方案1进行有限元建模，将螺栓忽略，直接将被连接的两块钢板粘接为一体，两种工况Ⅰ、Ⅱ下螺栓处局部放大、有限元模型网格划分情况分别见图1、图2，由于螺栓排数的不同，搭接长度也不同．经有限元分析软件ANSYS进行模态分析，得到的前10阶模态固有频率ωr见表1．在有限元模态分析中，除了获得固有频率ωr外，还应提取出模态振型矩阵和有限元模型的单元刚度、质量矩阵及总体刚度、质量矩阵．2.2 多点约束模型采用多点约束技术，将螺栓简化为梁单元，在螺孔内表面与螺杆外表面之间建立接触对，将螺栓与被连接件连接在一起，从而建立精细的有限元模型，螺栓处局部放大见图 3，经有限元模态分析得到工况Ⅰ、Ⅱ下的前10阶固有频率ωm见表2．在上述有限元分析中，虽然方案1无法体现螺栓连接由于间隙、预紧力等原因表现出的非线性特征，但是建模过程简单，单元整齐，易于控制．而方案 2建模过程较复杂，单元多且划分不规则，但在建模方式上，比方案1更接近实际的连接情况．值得注意的是，为了比较模型修正后测试频段范围外修正模型与原有限元模型固有频率的差异，有限元分析得到的模态阶数要多于实测阶数．ICMCM法模型修正需要试验模态固有频率和振型，所以在模型修正前要进行试验模态分析和振型扩展．鉴于有限元分析中方案1具有建模简单、单元整齐的优点，所以选取方案1的刚接模型作为待修正的初始模型，以达到简捷高效、便于工程应用的目的.而方案2作为修正模型的对比，用来探讨模型修正技术与精细建模方法在计算精度和效率上的差异．另外，每种方案都对工况Ⅰ、Ⅱ进行了分析，以便探讨ICMCM 法在解决螺栓连接问题上的通用性和工程效益．3.1 试验模态分析本文采用锤击法进行单点激振、多点拾振的模态试验，传感器垂直于板所在平面布置．试验中采用泰斯特公司 TST5912动态信号测试分析仪进行数据采集，TSTMP 模态分析软件进行模态分析，LC-2力锤进行激振，PCB加速度传感器进行拾振，试验设备连接见图4．在模态分析中，在频响函数总和的幅频特性曲线上根据最小二乘复指数的计算结果标注符号得到的稳态图见图 5，其中标注符号“S”表示在该频率处的极点和留数都基本不变，“F”表示只有模态频率不变，“O”表示从某阶开始新出现的极点．只有注有“S”的频率才可确定是真实的模态频率．经过极点稳定性分析，从图 5(a)和 5(b)中均只识别出 5阶模态，各阶模态固有频率见表 3．由于传感器沿y轴正向粘贴，只能测得y向振动，所以x向1阶弯曲模态(对应于有限元分析的第 3阶模态)无法测得．通过观察表 1、表 3可知，模态试验得到的固有频率普遍比有限元刚接模型的固有频率低，这是因为实际情况中螺栓连接的刚度要明显小于有限元中搭接处简化为刚性连接的刚度．3.2 有限元模态与试验模态相关性分析在修正模型之前，首先分析试验模型和有限元刚接模型之间固有频率的相关度，用实测频率ωt与有限元模型频率ωA差值的相对大小表示，即综合表1、表3，得到结果见表4．由表4可知，试验模型和有限元刚接模型固有频率相关度在 10%以内，说明两者的各阶模态相匹配，可以根据有限元模态分析所得的振型对试验模态振型进行扩展．同时，这也说明二者之间存在一定差距，对刚接模型进行修正是十分必要的．在振型扩展后要进行模态置信度(model assurance criterion，MAC)分析，检验扩展后模态与有限元分析模态之间的相关性，MAC矩阵第i行第 j列元素的计算公式为A(Ψi，Φj)是介于 0～1之间的标量，其值越大，说明两阶模态的相关性越高．经计算，工况Ⅰ、Ⅱ的MAC矩阵ΙA和AⅡ分别为ΙA和AⅡ的对角元接近于 1，非对角元小于 0.1，说明扩展后的试验模态振型与有限元模态振型之间的相关性非常高，扩展后的模态振型可以用于模型修正计算，模型修正可以继续进行．3.3 模型修正基于试验模态数据利用 ICMCM法对有限元刚接模型修正后的固有频率ωu见表5，测试频段范围内修正模型、有限元刚接模型和 MPC模型分别与试验模型的固有频率之间的相对误差εu、εr、εm见表6，其中由表6可知，修正模型与试验模型固有频率之间的相对误差εu普遍小于εr和εm，εr普遍最大，其中最大误差达到 12.4%．有限元刚接模型在工况Ⅰ、Ⅱ中与试验模型的平均误差分别为 9.0%和 7.5%，但对其进行模型修正之后，工况Ⅰ、Ⅱ的平均误差分别减小到 2.3%和 1.3%，由此说明，在利用模型修正技术对刚接模型的质量和刚度矩阵进行修正后，修正模型能较准确地复现测试频段范围内试验模型的固有频率，即 ICMCM修正技术达到了较好的修正效果．另外，对比工况Ⅰ和工况Ⅱ的εu可知，在工况Ⅱ中修正模型与试验模型的绝对值平均相对误差 1.3%小于工况Ⅰ的2.3%，这说明，采用ICMCM法修正后工况Ⅱ的修正模型更接近试验模型，修正效果会随着螺栓数目的增加而增强，可以推广到更多螺栓连接的情况．同时不能忽略的是，螺栓数目的增加使结构的连接刚度增加，用于模型修正的初始刚接模型的固有频率也会更接近试验模型．对比相对误差εu和εm，可以发现，采用MPC技术时相对误差εm波动较大，尤其是工况Ⅰ中相对误差绝对值最小为 0.4%，最高达到 10.4%，且整体呈现随阶数增高而增大的趋势．由此推断，螺栓连接对整个结构的高阶模态的影响大于低阶模态，采用 MPC技术建立的模型在高频区可能会产生较大误差．在计算效率上，用 Matlab编程实现的 ICMCM修正程序具有较好的通用性，计算效率较高，修正效果随螺栓数目的增多而增强，可以推广到更多螺栓连接的情况，尤其对于大型复杂结构，在螺栓连接附近截取子结构进行模型修正，具有很大的工程效益．所以，从结果精度、可靠度和计算效率 3个方面考虑，ICMCM 修正法均具有很大的优势．这意味着，对于螺栓连接结构，无需建立复杂、精细的有限元模型，只要对刚性模型进行模型修正即能获得满足实际工程需要的计算模型．表7给出了在测试频段范围内(第1～6阶)和测试频段外(第7～10阶)修正模型固有频率ωu与有限元刚接模型固有频率ωr之间的相对差值由表7可知，测试频段外修正模型的固有频率均小于原刚接模型，这与测试频段内的情况是一致的，这说明修正模型同样能预示测试频段范围以外试验模型的固有频率及动力学特性，满足模型修正评价准则．同时发现，在测试频段外，相对差值呈现随阶次的增高逐渐减小的趋势，即修正模型的结果逐渐接近有限元刚接模型的固有频率，但是从经验上，螺栓连接对整体结构的高阶模态影响大于对低阶模态的影响，即相对差值应呈现逐渐增大的趋势，这意味着，ICMCM法的修正效果会随阶数的升高而逐渐减弱．本文采用最优拟合法进行试验模态振型扩展，利用 ICMCM法对螺栓连接结构的有限元刚接模型进行修正，对修正后的模型进行了有效性评价，并对ICMCM 修正技术与多点约束建模技术进行了对比研究，探讨了该修正技术在解决螺栓连接结构建模问题上的工程效益和局限，得到如下结论：(1) ICMCM 法具有较高的可靠性，修正模型与试验模型更接近，不仅能较准确地复现测试频段范围内试验模型的频率，而且能预示测试频段范围以外试验模型的固有频率及结构的动力学特性；(2) ICMCM法修正后的固有频率有逐渐接近有限元法得出的理论固有频率的趋势，在高频区的修正效果可能随着阶数的升高而逐渐减弱；(3) 用Matlab编程实现的ICMCM修正程序具有较好的通用性，计算效率较高，尤其对于大型复杂结构，在螺栓连接附近截取子结构进行模型修正，具有很大的工程效益；(4) 对于螺栓连接结构，无需建立复杂、精细的有限元模型，只要对刚性模型进行修正即能获得满足实际工程需要的计算模型．【相关文献】［1］刘军，李红梅. 汽车底盘[M]. 天津：天津大学出版社，2013. Liu Jun，Li Hongmei. Automotive Chassis[M]. Tianjin：Tianjin University Press，2013(in Chinese).［2］ Liu G R，Quek S S. The Finite Element Method—A Practical Course[M]. Burlington：Butterworth-Heinemann，2003.［3］ Mottershead J E，Friswell M I. Model updating in structural dynamics [J]. Journal of Sound and Vibration，1993，167(2)：347-375.［4］ Berman A，Nagy E J. Improvement of a large analytical model using test data [J]. AIAA Journal，1983，21(8)：1168-1173.［5］ Mottershead J E，Link M，Friswell M I. The sensitivity method in finite element model updating：A tutorial [J]. Mechanical Systems and Signal Processing，2011，25(4)：2275-2296.［6］Hasançebi O，Dumlupınar T. Linear and nonlinear model updating of reinforced concrete T-beam bridges using artificial neural networks [J]. Computers & Structures，2013，119(4)：1-11.［7］ Zhang E L，Feissel P，Antoni J. A comprehensive Bayesian approach for model updating and quantification of modeling errors [J]. Probabilistic Engineering Mechanics，2011，26(4)：550-560.［8］ Hu S L J，Li H J，Wang S Q. Cross-model cross-mode method for model updating [J]. Mechanical Systems and Signal Processing，2007，21(4)：1690-1703.［9］李剑，洪嘉振，李伟明. 模型修正的正交模型-正交模态改进法[J]. 动力学与控制学报，2008，6(1)：61-65.Li Jian，Hong Jiazhen，Li Weiming. Improved crossmodel cross-mode method of model updating[J]. Journal of Dynamics and Control，2008，6(1)：61-65(in Chinese).［10］ Link M，Friswell M I. Working group 1：Generation of validated structural dynamic models-results of a benchmark study utilizing the GARTEUR SM-AG19 test-bed [J]. Mechanical Systems and Signal Processing，2003，17(1)：9-20.［11］胡焕，洪嘉振，刘铸永. 基于频响函数扩展修正的Benchmark结构损伤识别[J]. 动力学与控制学报，2010，8(3)：213-218.Hu Huan，Hong Jiazhen，Liu Zhuyong. Damage identification for Benchmark structure with model updating method based on FRF expansion [J]. Journal of Dynamics and Control，2010，8(3)：213-218(in Chinese).。
非对称LSCF中空纤维透氧膜的制备及性能
泛使用。目前工业制氧技术主要包括深冷分离法和变 压吸附法[4]，能耗大、成本相对较高。与这些方法相
比，膜分离技术具有操作方便、经济节能、可获得
收稿日期：2020–09–07。 修订日期：2020–10–14。 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 (21776166) ； 山 东 省 自 然 科 学 基 金
第 49 卷第 4 期 2021 年 4 月
硅酸盐学报
JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY
Vol. 49，No. 4 April，2021
DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20200680
层和多孔层的非对称结构，具有比表面积大、有效
厚度小等优点。LSCF 中空纤维陶瓷透氧膜的氧传
输速率是由膜上氧浓度差、体相扩散阻力以及表面 交换反应共同决定的[13, 38]。低温段时，表面交换 过程是主要影响因素。随温度升高，体相扩散逐渐 成为速控步骤。因此，提高高温透氧膜透氧量的 一个重要途径是如何降低体相扩散阻力。目前， LSCF 中空纤维透氧膜的报道主要集中于内表面和 外表面致密分离层、中间多孔层的“三明治”结构。 如果能形成薄而致密的外表面分离层，同时形成贯 穿内表面的大量指状孔结构，必将显著降低体相扩 散阻力，从而提高氧气的渗透通量。因此，研制较 薄分离层、较多指状孔结构的中空纤维膜对于实际 应用至关重要。透氧膜的微观结构对膜的透氧性能 也具有十分重要的影响[34]，因此，研究 Co/Fe 摩尔 比对膜微观形貌的影响也非常必要。
为解决上述问题，采用相转化烧结法制备了具 有薄而致密的外表面分离层、同时贯穿内表面指状 孔结构的不同组成的 La0.6Sr0.4Co1–yFeyO3–δ (y=0.2, 0.5, 0.8)中空纤维膜，考察了不同凝胶浴和 Co/Fe 摩 尔比对透氧膜微观结构及透氧性能的影响。
常压制备低密度SiO_2气凝胶的正交分析及表征
常压制备低密度SiO_2气凝胶的正交分析及表征
卢斌;魏琪青;孙俊艳;周强;宋淼
【期刊名称】《硅酸盐通报》
【年(卷),期】2011(30)5
【摘要】选择5因素4水平的L16(45)正交试验,以正硅酸乙酯(tetraethoxysilane,TEOS)为原料,采用酸碱两步催化溶胶-凝胶法和常压干燥制备
了SiO2气凝胶,分析了正交实验因素对结果的影响,并对气凝胶的形貌、表面基团、疏水性、孔结构进行了表征。
实验结果表明:表面改性对制备低密度SiO2气凝胶影响最大,正交试验制备得到最优的SiO2气凝胶胶块密度为0.112 g/cm3,疏水接触
角为153.2°,比表面积为973.4 m2/g,孔体积为2.96 cm3/g,具有纳米介孔结构。
【总页数】6页(P1000-1004)
【关键词】SiO2气凝胶;常压干燥;正交优化;疏水改性
【作者】卢斌;魏琪青;孙俊艳;周强;宋淼
【作者单位】中南大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O648
【相关文献】
1.聚合物改性SiO_2气凝胶的常压干燥制备及表征 [J], 杨海龙;孔祥明;曹恩祥;吴
纯超
2.SiO_2气凝胶常压干燥制备及性能分析 [J], 刘世明;曾令可;王慧;柴卉;程小苏;税
安泽;刘平安
3.纳米介孔SiO_2气凝胶的常压干燥制备及表征 [J], 史非;王立久;刘敬肖
4.疏水性SiO_2气凝胶常压干燥制备与表征 [J], 黄健;房猛;张爱满;吕正航;马保国;李相国;蹇守卫
5.低密度SiO_2气凝胶的制备及性质表征 [J], 莫红军;王宁飞;樊学忠
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｌ Ｓ Ｃ， ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｍ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｌ Ｓ Ｃ ｗ ｉ ｔ ｈ ｃ ｕ ｎ ｉ — ｆ ｏ ｍ ｒ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｏ ｆ ｔ ｗ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗ ａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｌ ９ （ ３ ） ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｏ ｆ ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ ｌ ａ ） ｒ ｅ ｒ ｏ ｆ ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｏ ｆ ｉ ｎ ｇ ｏ ｔ ｉ ｒ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｌｕ ｆ —
０ ｆ ＬＳ Ｃ ｗｉ ｔ ｈ Ｃｕ ｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍ Ｃｏ ｖ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｔｗｏ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
Ｗ Ｕ Ｓ ｈｕ ａ ｎ ｇ— ｚ ｈ ａ ｎ ｇ， ＧＵ Ｗｅ ｎ— ｂ ｉ ｎ
（ Ｐ Ｌ Ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ０ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｏ ｄ ｉ ｓ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｅ ｅ ｌ ａ ｗ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｎ ｅ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ａ ｌ ｍａ ｉ ｎ
明： 无 论是 内工 业 纯 铁 外 紫铜 材 料 组 合 还 是 内紫铜 外 工 业 纯 铁 材 料 组 合 罩 结 构 ， 各 因素 对 射 流 速 度 和 射 流 长 度的影响规律 由主至次分别为 ｎ — — 哂２ —哂１ 和６ １ —０ —６ ２ ＿２ ， 对射 流速度 均选择 ２ ３ — ６ １ ３ 一 占 ２ ３ 一 ａ １ 为优 化 方 案， 对射流长度则分别选择 ２ 一 ６ １ ｒ６ ： ２ 一 ａ 和２ 一 ６ ｌ ｒ６ ， 一 Ｕ 为优 化 方 案 。
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ，ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｎ ｕ ｍ ｅ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ／ Ｌ Ｓ — Ｄ Ｙ Ｎ Ａ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ ｊ ｅ ｔ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ —
ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｊ ｅ ｔ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｂ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｕ ｐ ｗ ｅ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｗ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｏ ｆ ｉ ｎ ｇ ｏ ｔ ｉ ｒ ｏ ｎ
关键词 ： 线型聚能装 药；正交优化设计 ； 数 值模拟 ； 楔形 罩
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ２ ３ ５ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ８ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ １ ～０ ０ ４ ７— ０ ７
Ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｎ Ｏｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ Ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ
第３１ ． ３ ２ Ｎｏ ．１ Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ５
２ ０ １ ５年 ３月
ＢＬＡＳ ＴＩ ＮＧ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １— ４ ８ ７ Ｘ ． ２ ０ １ ５ ． ０ １ ． ０ １ ０
两 材 料 组合 楔 形罩 Ｌ Ｓ Ｃ结构 参 数 正 交 优化 研 究 术
武 双 章 ， 顾 文 彬
（ 解放 军理 工大学 ， 南京 ２ １ ０ ０ ０ ７ ）
摘
要： 为 了了解各 因素对两材料组合楔形罩 线型 聚能装药射 流成型的影响规律 ， 获得其较优 的结构参 数
组合 ， 运用正交设计方法对其进行优化设计 ， 采用 厶（ ３ ） 正 交表 获得 了不 同的数值模 拟方案 ， 利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ／ Ｌ Ｓ ． Ｄ Ｙ Ｎ Ａ对各 方案进行 了数值 模拟 ， 获得 了各 方案 的最大射 流速度和射流 断裂前的 最大长度。结果 分析表