FESEM制备高频正交光栅新方法及在复合材料跨尺度力学性能测试的应用
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11762013
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:45.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A0812.实验固体力学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:朱静; 张晓燕; 杨诗婷; 姜爱峰; 张伟光; 包建强; 翟毅; 聂晓梦;
- 关键词:
项目摘要
Cross gratings have been an effective carrier for electron beam moiré method, grid method and geometric phase analysis method to measure deformation. The deformation measurement sensitivity is directly proportional to the grating frequency, and the measurement accuracy is strongly affected by the grating quality. Thus,it is crucial to produce high-quality high-frequency cross gratings conveniently and efficiently on the sample surface that is to be measured. In this project, based on the raster-scanning process of the common field emission scanning electron microscopy (FESEM), an efficient method for preparing with frequency greater than 10,000 lines / mm and high quality cross gratings will be proposed. It will provide a practical and effective technology to fabricate cross gratings for experimental mechanics method to measure the deformation. And the fabricated cross gratings will be applied to measure the residual stress of the interface and the interlayer of the carbon fiber reinforced resin matrix composites. The strain distribution near the interface and the interlayer, the strain field around the defects and the strain concentration around the fracture fiber for composite laminates will be tested using electron beam moiré method combining geometric phase analysis method under the load. These studies will provide an effective tool for characterizing the cross-scale properties of the composite.
正交光栅是电子束云纹法、网格法以及几何相位分析法等测量变形的有效载体,其频率和质量直接影响测试结果的灵敏度和精度。因此在试样表面方便、高效制备出高质量的高频正交光栅已成为变形测试的关键。本项目基于普通场发射扫描电子显微镜(FESEM)的栅格式扫描成像过程,拟提出一种高效制备频率大于10,000线/mm,高质量正交光栅的FESEM栅格扫描制栅方法。为实验力学位移测量提供实用、有效的制栅技术。并拟将其应用到电子束云纹法和几何相位分析法中,“跨尺度”研究碳纤维增强树脂基复合材料界面和层间细纳观残余应力分布以及宏观载荷作用下界面和层间的应变分布、缺陷周围应变场、以及纤维断裂引起的应变集中等测试中,为复合材料细纳观力学性能“跨尺度”表征提供有效的工具。
结项摘要
正交光栅是电子束云纹法、网格法以及几何相位分析法等测量变形的有效载体。本项目对制备正交光栅的电子束感光胶细观力学性能以及与基体的结合强度进行系统研究,得到了不同固化温度下,不同厚度感光胶的硬度、模量以及与基底的结合强度的变化规律,为精确制备微纳米结构以及防止显影、定影过程中感光胶脱落提供理论依据。并基于普通场发射扫描电子显微镜(FESEM)的栅格式扫描成像过程,提出了高效制备频率为10000线/mm高质量正交光栅的FESEM栅格扫描制栅法,对其在Si基体制备高频光栅的曝光参数以及光栅质量进行了研究。同时利用该方法在复合材料以及不锈钢表面成功制备了不同频率的正交光栅,同时结合电子束云纹技术以及几何相位分析技术系统研究了碳纤维增强树脂基复合材料不同纤维铺层内界面纳米尺度下的残余应力分布规律以及SiC纤维增强Ti基复合材料界面强度、摩擦应力、摩擦系数以及界面残余应力分布等。同时将该方法应用于不锈钢冲击后细观变形场研究中,得到了冲击位置不同方向的残余塑性应变分布规律并与有限元模拟结果符合较好。
项目成果
期刊论文数量(13)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
激光选区熔化Ti-6Al-4V合金纳米压痕尺寸效应分析
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:有色金属工程
- 影响因子:--
- 作者:田宪会;杨诗婷;董广辉;姜爱峰;郎风超;李继军
- 通讯作者:李继军
Determination of the Mechanical Properties of PIN-PMN-PT Bulk Single Crystals by Nanoindentation
纳米压痕法测定 PIN–PMN–PT 块状单晶的机械性能
- DOI:10.3390/cryst10010028
- 发表时间:2020
- 期刊:Crystals
- 影响因子:2.7
- 作者:Zhang Weiguang;Li Jijun;Xing Yongming;Lang Fengchao;Zhao Chunwang;Hou Xiaohu;Yang Shiting;Xu Guisheng
- 通讯作者:Xu Guisheng
Determination of the interfacial properties of carbon fiber reinforced polymers using nanoindentation
使用纳米压痕测定碳纤维增强聚合物的界面性能
- DOI:10.1177/07316844211063571
- 发表时间:2021-12
- 期刊:Journal of Reinforced Plastics and Composites
- 影响因子:3.1
- 作者:朱静;郎风超;王时雨;李卓;邢永明
- 通讯作者:邢永明
碳纤维增强树脂复合材料细观蠕变性能
- DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.20191118.001
- 发表时间:2020
- 期刊:复合材料学报
- 影响因子:--
- 作者:李云芳;潘俊臣;郎风超;杨诗婷;姜爱峰;李继军
- 通讯作者:李继军
Experimental Investigation of Crack Propagation and Strain Fields Evolution around a Crack Tip in 5A05 Aluminum Alloy
5A05铝合金裂纹扩展及裂纹尖端周围应变场演化的实验研究
- DOI:10.3390/met8090685
- 发表时间:2018
- 期刊:Metals
- 影响因子:2.9
- 作者:Li Jijun;Li Wencai;Zhao Chunwang;Xing Yongming;Lang Fengchao;Hou Xiaohu
- 通讯作者:Hou Xiaohu
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其他文献
薄膜厚度对Si基SiO2薄膜力学性能的影响
- DOI:--
- 发表时间:2019
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- 影响因子:--
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- 通讯作者:邢永明
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- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:功能材料
- 影响因子:--
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- 通讯作者:杨连祥
应用纳米压痕技术研究表面纳米化后316L不锈钢力学性能
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:工程力学
- 影响因子:--
- 作者:邢永明;朱静;郎风超
- 通讯作者:郎风超
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:工程力学
- 影响因子:--
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- 通讯作者:郎风超
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:复合材料学报
- 影响因子:--
- 作者:郎风超;雷振坤;赵燕茹;邢永明
- 通讯作者:邢永明
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