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关键词： 碳纤维复合材料   三维编织结构   多尺度导电网络   电导率   电热效应  

摘要： 连续碳纤维增强聚合物基复合材料具有轻质高强、抗疲劳性强等优点,被广泛应用于航空航天、交通运输等工业领域。连续碳纤维复合材料电学性质是复合材料构件多功能性设计和电磁场环境下性能分析的重要基础。目前连续碳纤维复合材料电学性质研究对象主要集中于单向/多向层压碳纤维复合材料,尚缺乏有效理论模型与建模方法预测三维纺织结构碳纤维复合材料电学性质,制约纺织结构复合材料在电场加载下进一步应用。 本文研究三维编织结构碳纤维复合材料电导性质和电热效应,基于编织复合材料多尺度几何结构特征,建立编织复合材料多尺度导电网络模型和电热耦合行为有限元模型,揭示编织复合材料在微观尺度、细观尺度和宏观尺度的电流传导路径与导电机理,发现编织复合材料不同尺度层面的电势分布与电流分布规律,阐明编织复合材料直流电加载下产热机制、温度分布规律和热量传递过程。 本文主要工作有: (1)基于碳纤维随机分布与随机接触微观结构特征,建立碳纤维纱线三维导电网络模型,揭示碳纤维纱线电导性质。采用连续随机扰动法和碳纤维波纹度概念,生成随机分布纤维和纤维间随机接触,建立碳纤维之间三维接触网络;采用赫兹接触理论和霍尔姆收缩电阻模型,计算碳纤维之间接触电阻;结合碳纤维本征电阻,构建碳纤维纱线内部三维导电网络;利用节点电压法求解纱线内部导电网络等效电路,计算碳纤维纱线电导率。 (2)基于碳纤维纱线之间微观接触特性,建立纱线之间电传导微观接触模型,揭示碳纤维纱线之间接触电导性质。采用赫兹接触理论、霍尔姆收缩电阻模型和隧道效应理论,建立考虑隧道效应的碳纤维之间接触电阻模型;构建纱线真实几何结构模型,确定参与纱线接触的表层纤维数量;采用正态分布函数描述纱线表层纤维高度统计特性,计算纱线之间纤维接触概率;基于纱线之间纤维传导支路数量和电阻,建立纱线之间电流传导等效电路,计算碳纤维纱线之间接触电阻。 (3)基于编织纱线空间路径与接触规律细观结构特征,建立编织复合材料三维导电网络模型,揭示编织复合材料电导性质。基于携纱器运动规律和三次样条曲线拟合方法,生成编织纱线中心线空间路径;提出纱线横截面生成算法,构建编织纱线几何结构模型;结合纱线接触检测算法,确定纱线之间接触规律,建立编织结构三维接触网络;提出等效接触面积法,计算纱线之间接触电阻;结合纱线电导性质,构建编织复合材料内部三维导电网络,计算编织复合材料电导率。 (4)采用实验表征和数值分析方法,研究三维编织碳纤维复合材料在直流电加载下电热效应。同步监测直流电加载下编织复合材料电响应和热响应,发现编织复合材料直流电加载下电热耦合行为,揭示直流电加载下复合材料电热相互作用机理;建立编织复合材料电热耦合行为有限元模型,明确编织复合材料内部电热产生、传导和分布的动态演化过程,阐明编织复合材料直流电加载下温度分布和热量传递的细观结构规律。 本文主要结论有: (1)碳纤维纱线电导性质。碳纤维纱线轴向电导率和横向电导率与纤维体积分数分别呈线性关系和指数关系。纱线轴向电流传导路径由所有碳纤维构成,纱线横向电流传导路径由所有碳纤维和碳纤维之间接触共同构成。轴向电流加载下,纱线内部电流均匀分布,纤维电势沿纱线轴向具有相同的电势变化规律;横向电流加载下,纱线内部电势与电流分布不均匀,纤维之间存在电势差,纤维电流幅值沿纱线轴向呈现阶梯变化。纱线横向电导率随纤维电导率、纤维之间接触力和接触频率的增加而增加,其中纤维之间接触频率的影响最显著。 (2)碳纤维纱线之间接触电导性质。碳纤维纱线之间电流传导行为主要依靠纱线表层纤维之间直接接触传导,纤维之间隧道效应仅在大接触压力下发生,其导电贡献可以忽略不计。纱线之间接触压力改变纱线纤维体积分数和纱线表层纤维高度,影响纱线之间纤维接触传导支路数量和电阻。碳纤维纱线接触电阻-接触压力曲线呈现三阶段变化趋势:敏感阶段、过渡阶段和不敏感阶段。敏感阶段纱线接触电阻随着接触压力的增加而急剧下降。增加碳纤维直径、弹性模量、电阻率和纤维波纹度,均降低碳纤维纱线之间导电性能,其中纤维直径的影响最显著。 (3)三维编织碳纤维复合材料电导性质。编织复合材料轴向电导率远大于横向电导率,大编织角复合材料具有更低的轴向电导率和更高的横向电导率。编织复合材料轴向电流传导路径由所有编织纱线构成,横向电流传导路径由编织纱线和纱线之间接触共同构成。轴向电流加载下,电流均匀分布、电势沿轴向均匀分布;横向电流加载下,编织结构中间位置存在电流传导主要路径,电势分布与编织结构存在明显相关性,纱线电流幅值沿纱线空间路径呈现阶梯变化。点加载模式中,未加载纱线对于电流传导具有显著分流作用,加载纱线的电流幅值和电势沿纱线空间路径具有较大变化幅度。 (4)三维编织结构碳纤维复合材料直流电加载下电热效应。直流电加载下三维编织碳纤维复合材料表现出电热耦合行为,由于编织复

关键词： 创新中心   支撑   研发  

摘要： 粤港澳大湾区高性能医疗器械创新中心（以下简称“IHM创新中心”）位于广州市蓬勃发展的国际生物岛——一个致力于生物医学研究与技术研发的空间。IHM创新中心内设科研实验室、交流互动空间、办公协同空间，致力于高性能医疗器械创新研发。设计将多种功能编织在一个“X”形平面中，从而最大限度地利用了地块：“X”的两个翼板分别用于布置实验室或办公空间，而交叉点则用作公共空间。实验室的柱网更加密集，

摘要： “住处清爽，饭菜可口，这里的人待老人蛮客气的，你们就放心地回去吧！”日前，在江苏省射阳县四明镇区域养老服务中心内，年已九旬，身体还算硬朗，不愿给忙碌儿女添事的四明社区朱乃玉老太太，由儿女陪同着在中心体验一天生活后，竟直接要求留下不肯回去了。如今，在已编织起县镇村三级“幸福网”，灵活应对人口“银发潮”袭来的射阳县，像朱老太太这样有儿有女的老人，已不再受传统养儿防老思想束缚，他们能设身处地体谅儿女长期陪伴的困难，自愿接受社会养老机构的照顾。

摘要： 儿童文学理论家刘绪源先生曾感慨于童书市场充斥着太多过分“热闹”的作品，儿童文学的静美、斯文、深邃、悠远却逐渐远去。近期，二十一世纪出版社的“故乡·童年”原创儿童文学书系推出吴新星的新作《珍珠塔》，于喧哗中安放一份沉静。该作以经典弹词曲目《珍珠塔》命名，讲述了民国时期少年苌玉离家学习弹词的经历。小说将儿童成长、文化传承等“大”议题，细密地编织进琐碎日常，近看只见针脚绵绵、微不足道，远观则如刘绪源所说的“故事的骨骼”得以显现。

摘要： 作为天津市公安局唯一一支全年全训的专业武装处突力量和特警总队五支青年突击队之一，“金鹰”青年突击队重点承担各类急难险重专项任务。“金鹰”青年突击队现有队员69人，其中35岁以下队员37人，中共党员31人。“金鹰”青年突击队以天津市公安局党委提出的“打造‘驻守天津、拱卫京畿、国内一流、国际先进’的精锐之师、威武之师”为目标，集全警之智，淬炼静音破拆、精度射击、精兵对抗等高尖端御敌本领，

关键词： 国产氧化铝连续纤维   编织热密封材料   热-力学性能   隔热性能   常/高温密封性能  

摘要： 新一代飞行器对热密封系统提出了兼顾高温隔热、高回弹性和耐磨等严苛要求。目前,传统的石英纤维热密封材料因耐温有限（800℃以下）,已无法满足使用要求。氧化铝纤维热密封系统因其具有低密度、高强度和低导热率等优势,可在高温（1350℃）氧化环境下长期服役,已成为空天热密封系统的重要候选材料。然而,国内氧化铝连续纤维的产业化进程发展迟缓,有关国产氧化铝纤维的热密封材料鲜有报道。本文以航空航天热密封技术为需求牵引,系统开展国产氧化铝连续纤维的性能表征,设计制备涵盖氧化铝连续纤维编织层、镍基合金弹簧回弹层和氧化铝纤维毯填充层的三层次热密封结构,着重开展常/高温环境下压缩回弹、耐磨损、隔热和气密性等试验,梳理国产氧化铝纤维热密封材料结构参数与热-力性能映射规律,以期为飞行器关键热防护部件提供数据支撑。主要研究内容和结论如下: （1）以三氧化二铝（Al2O3）和二氧化硅（SiO2）为原料,采用溶胶-凝胶法制备氧化铝连续纤维,通过XRD、FT-IR和TG-DSC等表征技术,研究氧化铝连续纤维的晶体结构、烧结过程中各基团含量及各反应发生的时间和温度,探究烧结温度对氧化铝连续纤维常/高温拉伸力学的影响规律。结果表明,1100℃烧结的纤维展现出最优的高温力学性能,其拉伸强度为1763.7 MPa,且在1200℃处理2 h后强度保留率可达94%以上。在此基础上,设计制备由氧化铝编织套管、镍基合金弹簧和氧化铝纤维毯组成的热密封材料,为后续编织热密封材料的热-力学性能研究提供有力支撑。 （2）以氧化铝连续纤维编织热密封材料为研究对象,设定镍基合金弹簧编织股数（单股、双股）、氧化铝纤维毯密度（96 kg/m3、128 kg/m3和168 kg/m3）和温度等变量参数,开展常/高温下压缩回弹和耐磨损试验,获取试样的压缩回弹率和耐磨损率,阐明在不同参数条件下样品的压缩回弹率和耐磨损能力的变化规律。结果表明,在常温下,氧化铝连续纤维编织热密封材料经1 h保压及10次循环往复压缩后,其回弹率均在65%以上。相比于填充密度为96 kg/m3的氧化铝编织热密封材料,填充密度为128 kg/m3和168 kg/m3编织热密封材料的压缩回弹率分别下降2.1%和4.6%左右。经1000℃保温1 h处理,氧化铝连续纤维编织热密封材料1 h压缩后的压缩回弹率比常温环境下对应值降低2.57%左右。此外,相比于未处理试样,经640℃和1200℃处理的氧化铝编织套管磨损性能分别下降56.6%和60.9%。 （3）以氧化铝连续纤维编织热密封材料为研究对象,设定氧化铝纤维毯密度（96kg/m3、128 kg/m3和168 kg/m3）、温度（室温-1200℃）和材料的压缩量（10%、20%和30%）等变量参数,设计制备高温热密封装置,开展隔热试验和常/高温气密性试验,获取试样的隔热温度和泄漏量,揭示填充密度对隔热和密封性能的影响规律,为优化热密封材料的设计和应用提供重要参考。结果表明,从室温升温至1200℃,并保温1 h后,氧化铝连续纤维编织热密封材料的隔热温度可达到720℃以上,展现了优异的隔热性能。相比填充密度为96 kg/m3的氧化铝编织热密封材料,填充密度为128 kg/m3和168 kg/m3编织热密封材料内部孔隙分别减少2.2%和3.5%,隔热温度分别降低65℃和85℃左右。编织热密封材料的气密性能与其在不同条件下压强差和压缩量密切相关。在压强差小于80 kPa时,编织热密封材料的压缩量每增加10%,其气体泄漏量约减少25.8%。而在压强差大于80 kPa时,编织热密封材料的压缩量每增加10%,材料气体泄漏量约减少21.4%。在较低的压强差范围内,增加编织热密封材料的压缩量能够有效减少气体泄漏。随着气体压强差的增大,其密封效益相对降低。

关键词： 声子晶体   拓扑零能模   高阶节线半金属   类马约拉纳零能模   编织  

摘要： 近二十余年来,拓扑物相已经成为凝聚态物理中的一个重要研究领域。人们不仅在电子系统中也在例如声子晶体的人工结构中研究拓扑物理。相关研究使得人们对物质相能够做更细致的分类和研究,而且,拓扑态对扰动的鲁棒性还使其具有广泛的应用前景。传统的体-边界对应告诉我们,在那些比拓扑材料体块维度低一个维度的边界上可以找到拓扑保护的边界态。近年来,人们提出了高阶拓扑的概念,高阶拓扑材料中拓扑边界态将出现在比体块维度小多于一个维度的边界上。高阶拓扑的概念拓宽了人们对于拓扑物理的理解。此外,在种种拓扑物态中,位于费米面的零能拓扑模式或许是最早被人们发现的拓扑模式之一。1979年,Su、Schrieffer和Heeger即在聚乙炔结构中找到了具有零能量的孤子解。人们后来发现它可由一个一维拓扑不变量——Zak相位保护。尽管拓扑零模已经被发现了很久,它依然不断迸发新的活力。在近年来发现的具有体多极矩的高阶拓扑材料中,拓扑零能模即是高阶体-边界对应的例证。在拓扑超导体中,具有非阿贝尔编织性质的马约拉纳零能模式也吸引了非常浓厚的研究兴趣。在本文中,我们研究了高阶拓扑态和拓扑零能模,并探讨它们在声子晶体中的实现。 首先,我们关注于高阶拓扑节线半金属系统。我们理论设计并实验上实现了一种三维二阶拓扑节线半金属,其中,通过手性的层间耦合,我们在晶体中引入了依赖于布洛赫波矢kz的规范通量。在kz=0的 kx-ky 平面内,体带中存在交叉状的节线简并。对于kz≠0,非零的规范通量在晶格内诱导非平庸的体四级矩,进而在一维的棱边界上产生零能的棱态。除了对应于高阶体-边界对应的拓扑棱态,晶体中还存在对应于传统体-边界对应的鼓膜状表面态,它由一维拓扑不变量Zak相位保护。我们进一步通过声学实验观测了节线型简并的投影、拓扑鼓膜表面态和高阶拓扑棱态,实验证实了该声子晶体是一个二阶拓扑节线半金属。 之后,我们在Kekulé调制的蜂窝晶格中研究类马约拉纳边界零模。我们首先利用紧束缚模型研究这一晶格。在未被调制的石墨烯晶格中,在布里渊区的角点存在线性简并的狄拉克锥。当我们引入均一的Kekulé调制,狄拉克锥将被折叠到布里渊区中心并被打开形成一个能隙。在扶手椅边界下,能带中将不存在任何零能模式。接着我们将均一的Kekulé调制改为Kekulé涡旋调制,此时能隙中将出现零能模式。除去过去得到过研究的局域在涡旋处的零能模式,还会出现一个局域在边界上的边界零模。通过取不同的调制相位,边界零模的位置是可以被调控的。这个边界零模实际上是晶格的边界态发生能带反转形成的拓扑零能模式。我们还进一步分析了系统的低能哈密顿量,它和拓扑超导体中Nambu基矢下的Bd G哈密顿量在形式上一致。此外,边界零模的波函数是纯实数的。以上两点说明边界零模实际上是马约拉纳零能模的类似态。另外,通过调整边界取法和Kekulé调制的具体形式,边界零模会有一些相应的变化。 在系统地用紧束缚模型研究了Kekulé调制蜂窝晶格中的零能模式之后,我们设计了一种声子晶体,以在声学系统中实现类马约拉纳零能模式。我们使用三棱柱声学共振腔作为紧束缚模型中电子轨道的模拟,共振腔之间使用宽度不一的长方体耦合管道模拟紧束缚模型中不同强度的跃迁项。通过计算声子晶体在未引入Kekulé调制、引入均一的Kekulé调制以及引入Kekulé涡旋调制之后的本征能谱,我们可以看出声子晶体和紧束缚模型有很好的对应。我们同样在声学系统中研究了零能模式关于调制相位的变化规律,如同紧束缚模型预测的一样,边界零模的位置可以通过改变Kekulé调制相位来调控。声学系统中的边界态能带也被计算,结果证明了边界态能带存在反转,从而说明了声学系统中的类马约拉纳边界零模的拓扑起源。另外我们还研究了Kekulé涡旋对于声学系统中的零能模式数目调控的规律。 最后,我们通过紧束缚模型模拟类马约拉纳零能模的编织过程。马约拉纳零能模式的一个非常重要的性质是它们具有不同于费米子和玻色子的非平庸的交换统计性质。类似地,我们也关注我们系统中的类马约拉纳涡旋零模和边界零模是否具有相同的交换性质。我们首先研究了类马约拉纳涡旋零模的几何相位和其编织过程。涡旋零模在参数空间绝热演化一个周期会带来额外的相位,这使得两个涡旋零模在绝热地交换位置的时候,其中一个涡旋零模会获得额外的负号,而另一个涡旋零模没有变化,具体是哪个涡旋零模获得负号取决于演化初态的相位设置。我们还研究了类马约拉纳边界零模的演化相位和编织过程,归功于边界零模在绝热地通过晶格拐角时获得的额外负号,两个或多个类马约拉纳边界零模也具有非平庸的交换统计。边界零模的初始位置不同将带来不同的编织效果。

摘要： 内蒙古阿拉善右旗按照“党建带团建，团建促党建”的工作思路，以“五带五增强”为抓手，按照“带思想、带组织、带队伍、带作风、带制度”的方式，不断增强团组织的“向心力、凝聚力、战斗力、执行力、续航力”，使党建带团建工作实现以带促建、以带促管、以带促进。带思想，增强团组织的向心力“现在我跟青志协的所有成员打成一片了，青志协的多数团员是刚毕业回来的大学生们，他们热爱公益、乐于助人，也积极向上。”挂职副书记周宏宇开心地说道。

ISBN: (纸本)9787572516535

ISBN: (纸本)9787572514258