超高性能纖維-水泥基復(fù)合材料的制備及其界面效應(yīng)

本項(xiàng)目采用微粒與細(xì)絲，組成與工藝雙重和多重復(fù)合新技術(shù)配制了抗壓強(qiáng)度>350MPa，折壓比<1：3的超高性能水泥基復(fù)合材料；纖維混雜與微膨脹復(fù)合增強(qiáng)的超耐久水泥基復(fù)合材料；性能先進(jìn)的特種SIFCON材料，首次通過靶體試驗(yàn)揭示了該材料具有優(yōu)異的遮彈與防護(hù)特性。通過宏觀行為與微觀結(jié)構(gòu)的剖析提出了產(chǎn)生高與超高性能的機(jī)理。綜合運(yùn)用概率斷裂力學(xué)、愈滲和分形理論，在國內(nèi)外首次提出反映孔結(jié)構(gòu)及其隨機(jī)性的水泥基強(qiáng)度模型。在深層次剖析界面層強(qiáng)化、消失與再強(qiáng)化基礎(chǔ)上，通過力學(xué)模型的建立和有限元分析，創(chuàng)造性的提出了定量計(jì)算界面效應(yīng)范圍及其隨機(jī)疊加強(qiáng)化的科學(xué)方法，發(fā)展了界面理論，為加速超高性能低成本水泥基復(fù)合材料的發(fā)展提供了重要理論依據(jù)。 2100433B

竹原纖維及其產(chǎn)品的制備及工藝內(nèi)容簡介

竹原纖維是一種新型的植物纖維，竹子資源的廣泛性和竹子的高成活率，竹原纖維的再生性、可降解性和多功能特性，使其成為環(huán)保功能型綠色纖維。本書是竹原纖維技術(shù)領(lǐng)域的第一本專著，三位編者將他們十余年竹原纖維及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)成果和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合國內(nèi)外專家學(xué)者的最新研究資料，對竹原纖維制備、紡紗織造、非織造布成型以及竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等專項(xiàng)技術(shù)毫無保留地進(jìn)行介紹和歸納總結(jié)，并對竹原纖維產(chǎn)業(yè)化前景進(jìn)行了探討。此書的出版，有助于推動竹原纖維制備技術(shù)的進(jìn)一步提升，有助于促進(jìn)竹原纖維下游應(yīng)用產(chǎn)品的系列開發(fā)，有助于加快竹原纖維產(chǎn)業(yè)化和市場化的進(jìn)程。

竹原纖維及其產(chǎn)品的制備及工藝作者簡介

張毅， 1969年11月出生于福建仙游，竹原纖維產(chǎn)業(yè)實(shí)踐者。長期從事竹原纖維技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品開發(fā)，致力于推進(jìn)竹原纖維的產(chǎn)業(yè)化與工業(yè)化，帶領(lǐng)專家團(tuán)隊(duì)攻克多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，探索出竹原纖維制備的工藝技術(shù)和生產(chǎn)體系，開發(fā)出竹原纖維下游應(yīng)用的各類新產(chǎn)品。近年來，在國內(nèi)核心期刊發(fā)表與竹原纖維有關(guān)的論文多篇，在竹原纖維及其產(chǎn)品開發(fā)上獲得了10多項(xiàng)發(fā)明專利。

納米結(jié)構(gòu)材料由于具有較大的比表面積，其力學(xué)性能顯現(xiàn)出明顯的尺寸相關(guān)性，即納米結(jié)構(gòu)材料的表/界面效應(yīng)。已有表/界面效應(yīng)的理論模型幾乎都引入表/界面彈性常數(shù)，該參量的確定給理論應(yīng)用帶來一定的困難。本項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容：(1) 建立一種表征納米結(jié)構(gòu)材料表/界面效應(yīng)的新理論；（2）分析不同類型納米結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能的表面效應(yīng)；（3）分析納米相增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能的界面效應(yīng);(4) 揭示納米結(jié)構(gòu)材料表/界面效應(yīng)引起材料軟化或硬化行為的物理機(jī)制。項(xiàng)目取得的重要結(jié)果包括：（1）給出表面原子與體原子晶格失配、外載荷作用以及表面原子不飽和配位對表面能密度的影響，建立表面效應(yīng)引起的額外面力與表面能密度的關(guān)系，結(jié)合體平衡方程，提出一種新表面效應(yīng)彈性理論；（2）基于界面自由能密度的概念，建立了界面能密度和界面處應(yīng)力跳變的解析關(guān)系，界面能密度表示為晶格弛豫變形、失配變形和外載應(yīng)變的函數(shù)，避免了界面彈性常數(shù)的引入，提出了一種共格界面效應(yīng)的新彈性理論；（3）基于提出的表面效應(yīng)彈性理論，分析多個納米結(jié)構(gòu)材料及納米元件中表面效應(yīng)對其材料力學(xué)性能的影響，包括納米線和納米膜的彈性模量、固有振動頻率等物理量的尺寸相關(guān)性，納米顆粒的徑向收縮、納尺度表面接觸問題、鋰電池電極的應(yīng)力分析等典型問題。（4）基于新的界面效應(yīng)彈性理論，結(jié)合細(xì)觀力學(xué)方法，得到了納米顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料等效體積和剪切模量的封閉解形式，進(jìn)一步預(yù)測了納米復(fù)合材料彈性性能的尺寸效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合材料的硬化行為是界面形成過程中表面弛豫和晶格失配共同作用的結(jié)果；（5）揭示了表/界面性質(zhì)對納米材料力學(xué)性能影響的物理本質(zhì)，澄清了不同納米結(jié)構(gòu)材料中表/界面效應(yīng)引起軟化和硬化的本質(zhì)。新的表面及界面效應(yīng)理論可為納米結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供更方便可行的理論指導(dǎo)。 2100433B