金屬材料內(nèi)部損傷自修復(fù)機(jī)理及控制模式的研究

對(duì)金屬材料試樣內(nèi)部損傷預(yù)置方法進(jìn)行了研究和分析。以純銅和鋼為對(duì)象，通過對(duì)其內(nèi)部損傷愈合形態(tài)的準(zhǔn)原位觀察研究了金屬材料內(nèi)部損傷的修復(fù)機(jī)制。結(jié)果表明高溫愈合處理?xiàng)l件下裂紋尖端退縮最為明顯，愈合區(qū)存在與基體組織形態(tài)不一致的現(xiàn)象，少量合金元素對(duì)鋼內(nèi)部損傷愈合無明顯影響；單純高溫?cái)U(kuò)散條件下內(nèi)部損傷的修復(fù)過程主要分為四個(gè)階段；通過熱塑性變形可以迅速安全消除鋼中內(nèi)部損傷縫隙，但不能夠使愈合區(qū)與基體組織形態(tài)不一致的狀況得到明顯改善。采用分子動(dòng)力學(xué)方法在納觀尺度上模擬了純Fe內(nèi)部裂紋愈合過程。在模擬實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，研究了45號(hào)鋼的制備、加工、處理各環(huán)節(jié)對(duì)其內(nèi)部損傷進(jìn)行控制的模式，并進(jìn)行了初步生產(chǎn)應(yīng)用可行性分析。 2100433B

項(xiàng)目從濱?；炷辆C合劣化機(jī)理及測(cè)試方法入手；通過新型微膠囊設(shè)計(jì)、性能表征及自修復(fù)混凝土系統(tǒng)構(gòu)建；基于多個(gè)目標(biāo)參數(shù)對(duì)自修復(fù)混凝土的修復(fù)過程與機(jī)理進(jìn)行探索；并以實(shí)驗(yàn)表征與數(shù)值模擬為基礎(chǔ)，建立自修復(fù)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系。 項(xiàng)目開發(fā)了固（水泥）/液（水）作用過程的表征方法、開裂過程的跟蹤測(cè)試方法、氯離子侵蝕過程的無損檢測(cè)方法及鋼筋銹蝕特征分析方法；形成了新型自修復(fù)微膠囊的設(shè)計(jì)思想與制備工藝；架構(gòu)了新型的物理/化學(xué)/生物自修復(fù)混凝土體系；建立了自修復(fù)混凝土實(shí)驗(yàn)表征與數(shù)值模擬互為支撐的性能評(píng)價(jià)體系；并積極向工程應(yīng)用推進(jìn)。 本項(xiàng)目成功執(zhí)行，已發(fā)表論文48篇，其中SCI 論文40 篇；授權(quán)發(fā)明專利35 項(xiàng)，實(shí)用新型專利4項(xiàng)；培養(yǎng)博士后6 人，培養(yǎng)博士5 人，培養(yǎng)碩士13人；畢業(yè)11 人。在項(xiàng)目執(zhí)行期間，項(xiàng)目組成員獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；廣東省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。 依托本項(xiàng)目，廣東省教育廳立項(xiàng)批準(zhǔn)項(xiàng)目依托單位（深圳大學(xué) 廣東省濱海土木工程耐久性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）與荷蘭代爾夫特理工大學(xué)Micro Lab成立“中-荷濱海土木工程材料國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”；項(xiàng)目組與劍橋大學(xué)、巴斯大學(xué)、卡迪夫大學(xué)聯(lián)合舉辦第一屆中英自修復(fù)材料國(guó)際論壇1 次(The Sino-UK Workshop on Self-healing Materials 2015，參加人員35人。2015 年1 月23-25 日；11 個(gè)報(bào)告)；另以本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人邢鋒教授為主席成立RILEM-SHE（Self-Healing Evaluation）技術(shù)委員會(huì)，委員包括中國(guó)、荷蘭、比利時(shí)、英國(guó)、意大利、西班牙、新加坡、日本、韓國(guó)、美國(guó)等多個(gè)國(guó)家的自修復(fù)混凝土方面的專家學(xué)者。(RILEM TC SHE，并組織 1st meeting，30 June 2016, Shenzhen); 在本項(xiàng)目執(zhí)行的基礎(chǔ)上，依托單位成功舉辦 4th International Conference on Durability of Concrete Structures 1 次(ICDCS 2016, 29 June to 1 July, 2016, Shenzhen)；主辦第三屆全國(guó)防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)術(shù)會(huì)議1 次（2015. 13-15，深圳）。 2100433B

自修復(fù)混凝土可以解決用傳統(tǒng)方法難以解決和不能解決的技術(shù)關(guān)鍵，在重大土木基礎(chǔ)設(shè)施的及時(shí)修復(fù)以及減輕臺(tái)風(fēng)、地震的沖擊等諸多方面有很大的潛力，對(duì)確保建筑物的安全和耐久性都極具重要性，也對(duì)傳統(tǒng)的建筑材料研究、制造、缺陷預(yù)防和修復(fù)等都提出了強(qiáng)烈的挑戰(zhàn)。

總之，為了迎合21 世紀(jì)人類對(duì)建筑材料和結(jié)構(gòu)提出的功能——智能一體化要求，對(duì)存在潛在損壞危險(xiǎn)的混凝土表面進(jìn)行有效保護(hù)、對(duì)造成裂紋和損傷的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行自修復(fù)，使混凝土結(jié)構(gòu)具備自防護(hù)功能，是具有很大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的事情；自修復(fù)混凝土可以解決用傳統(tǒng)方法難以解決和不能解決的技術(shù)關(guān)鍵，它對(duì)確保高層建筑、橋梁、核電站等重大土木基礎(chǔ)設(shè)施的安全和長(zhǎng)期的耐久性，以及減輕臺(tái)風(fēng)、地震沖擊等諸多破壞因素方面有很大的應(yīng)用潛力，對(duì)確保建筑物的安全和耐久性都極具重要性，也對(duì)傳統(tǒng)的建筑材料研究、制造、缺陷預(yù)防和修復(fù)等都提出了強(qiáng)烈的挑戰(zhàn)。

《高溫作用下泥巖的損傷演化及破裂機(jī)理研究》共分7章，主要講述了泥巖隨溫度升高和加載速率增加的力學(xué)性能變化規(guī)律；給出了高溫作用下泥巖試樣的組分與物相變化，揭示了高溫作用下泥巖宏觀破裂特征的微觀機(jī)制；針對(duì)所測(cè)泥巖巖樣的力學(xué)特性，給出了相應(yīng)的損傷本構(gòu)模型。全書結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)容合理。《高溫作用下泥巖的損傷演化及破裂機(jī)理研究》可供礦山生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、科研單位的有關(guān)技術(shù)人員和相關(guān)院校師生參考使用。