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根据材料平面图像提供的局限的统计信息重构随机材料的三维微观结构是科学与工程中广泛研究的重要课题,而仅由样本提供的信息进行统计重构一直是一个公开的问题.综述了近年来多相材料三维微观结构的统计重构所使用的Gaussian随机场、JQA法、随机优化、信息论和模式识剐等主要方法的研究情况,在此基础上,提出了一些有待解决的问题,并展望了发展前景.

短切玻璃纤维增强硬质聚氨酯的弹性模量

许俊强 , 全学军 , 高伟斌 , 高焕方 , 吴永

材料导报

采用一步法制备玻纤增强硬质聚氨酯的复合材料(RPU).不同长径比的玻纤增强RPU的性能差异显著.长径比为40的玻纤表现出最优的增强性能.当玻纤用量为10%时,长径比为20、40和100的玻纤增强材料的弹性模量分别为9.39MPa、10.5 MPa和9.59MPa,其中长径比为40的玻纤增强材料的弹性模量比未增强的增加了55%,而长径比为20和100的玻纤增强分别为38.7%和41.7%;该材料增强的压缩弹性模量与拉伸弹性模量规律几乎一致.SEM图表明适宜长径比的纤维本身的拉伸强度对增强硬泡塑料的力学性能起到了重要作用.

关键词: 玻璃纤维 , 硬质聚氨酯 , 力学性能 , 增强

西门子法钟罩炉内三氯氢硅氢还原CVD宏观动力学模型

吴永

中国有色金属学报

在已导出西门子法三氯氢硅氢还原生成Si-CVD过程本征动力学模型基础上,结合钟罩还原炉内气相物料的基本流动特征和传递-反应-CVD过程,采用反应工程学经典方法,对关键组分在圆柱状硅芯表面CVD层的浓度分布进行分析,导出浓度分布微分方程(零阶贝塞尔方程)和积分方程(零阶贝塞尔函数),建立了Si的沉积速率模型,即考虑CVD层浓度分布时的平均沉积厚度模型和沉积质量模型,忽略CVD层浓度分布时的平均沉积厚度简化模型和沉积质量简化模型.

关键词: 反应工程 , 多晶硅 , 西门子法 , 三氯氢硅氢还原反应 , 化学气相沉积 , 宏观动力学模型

基于不规则14面体部分不连续/重叠模型的短纤增强泡沫材料的弹性模量预测

王波 , 王荣秀 , 吴永

材料导报

以空心规则14面体周期模型为参照,结合实际泡沫材料中出现的胞体形状及胞体排列的不规则特性,引入不规则14面胞体随机变形参数及胞体随机排列指数,得到不规则14面体部分不连续/重叠有限元模型;同时,假定短纤随机分布于胞壁和胞杆之中,纤维长度随机分布密度函数为Maxwell分布,纤维空间取向角随机分布密度函数为正态分布,建立了短纤维分布的随机模型.最后,利用不规则14面体部分不连续/重叠模型分析了胞壁厚度随机变化、胞杆截面任意三角形边长的随机变化、胞体随机形变、胞体随机排列及纤维增强等因素对弹性模量的影响,并与其它相关研究结果进行了比较,说明了本模型的优点和有效性.

关键词: 短纤增强 , 弹性模量 , 有限元 , 14面体模型

聚丙烯发泡及其杨氏模量预测技术的发展

韩飞宇 , 韩方恩 , 吴永

材料导报

详细介绍了一些聚丙烯发泡材料的技术,阐述了当前这类材料及其短纤维加强或结构泡沫材料的相对杨氏模量预测的若干模型,介绍了在短纤维增强泡沫的杨氏模量预测方面的新成果,以期对有关材料工作者提供较大的参考价值.

关键词: 聚丙烯 , 发泡 , 杨氏模量

西门子法三氯氢硅氢还原Si-CVD本征动力学模型

吴永 , 王伟 , 刘晓瑞

中国有色金属学报

联系生产实际对西门子法三氯氢硅氢还原反应体系的反应做了归类分析,选用可靠适用的热力学基础数据,设计合理计算方案,计算分析16个反应在反应温度区及附近温度区的吉布斯自由能和标准平衡常数数值,利用反应耦合理论提供了将SiHCl3(g)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)作为主反应的热力学依据,确认该主反应与关键组分SiHCl3(g)的两个热分解生成有Si(s)和SiCl4(g)的反应构成的平行反应为生成Si-CVD的主要反应.在此基础上,应用L-H均匀表面吸附理论,借助非均相气-固相催化反应模型方法,导出该还原Si-CVD过程的本征速率方程-rAs=ksc1cA +ksc2cA2+ksc3cA4,进而线性化变换为等价的拟一级不可逆反应动力学模型-RAS=ksc,djcA,dj(简写为-RAss=kscccA),便于动力学参数测定和后续建立宏观动力学模型.

关键词: 反应工程 , 多晶硅 , 西门子法 , 三氯氢硅氢还原反应 , 化学气相沉积 , 热力学分析 , 本征动力学模型