金屬結(jié)構(gòu)裂紋的案例
重磅《Nature Materials》：厘米級無裂紋！高強輕質(zhì)金屬納米結(jié)構(gòu)
然而，自組裝模板容易產(chǎn)生密集的裂紋。當填充材料時，這些裂紋會形成倒裂紋結(jié)構(gòu)，將樣品分成小的納米點陣域，造成應力集中，阻礙流體/氣體傳輸，并增加光學散射。雖然很多研究集中在制備自組裝納米晶，也有一些試圖消除倒置裂縫，但目前尚沒有一種自組裝制備方法，能夠產(chǎn)生沒有倒置裂縫的大面積金屬納米晶。一種消除模板裂縫并精確控制數(shù)百萬單元金屬納米結(jié)構(gòu)的方法將實現(xiàn)具有前所未有的性能的納米點陣，并使其在傳感、能量轉(zhuǎn)換和力學方面的應用成為可能。
此外，測量、預測和優(yōu)化納米晶格的拉伸性能，以了解這些材料是如何斷裂和對復雜載荷的響應的是一個關(guān)鍵需求。然而，由于3D打印納米點陣的尺寸有限(通常<5mm2)，倒置裂縫之間組裝的小納米點陣域(通常<0.01 mm2)以及在拉伸下可靠測試小納米點陣的困難，幾乎所有之前的納米點陣力學表征都是通過微/納米壓痕壓縮完成的。研究納米晶格拉伸行為的少數(shù)研究使用的樣品小于幾毫米或具有較低的絕對強度，而沒有研究探索在厘米尺度上且有數(shù)百萬單胞的高強度納米晶格的拉伸性能。為了真正利用納米晶的優(yōu)異性能，進一步了解其大規(guī)模斷裂，實現(xiàn)宏觀納米晶的制備方法，了解其化學和物理特性如何影響其拉伸性能，是至關(guān)重要的。
在此，研究者展示了一種無裂紋自組裝方法來制備厘米尺度的多功能金屬納米晶格，具有100 nm的周期特征和30 nm的晶粒尺寸，相對于先前的納米晶格，無裂紋面積增加了20000倍，單胞數(shù)量增加了1000倍。該納米晶格在1.12%應變下，納米粒子的抗拉強度為257 MPa，密度為2.67 g cm-3，是相同相對密度下最強多孔金屬強度的2.6倍。研究者通過保持濕模板和利用靜電幫助金屬電沉積模板，來消除自組裝過程中的裂紋。所制得的納米鎳，具有優(yōu)異的光子色度和接近其宏觀理論的拉伸強度。
展開 電子束3D打印EBM制造無裂紋鎢金屬部件
導讀：鎢有許多優(yōu)良的特性，它具有抗腐蝕性，其熔點為3422℃，是所有金屬中最高的，這使它成為在極端溫度下工作部件的理想材料。但有一個問題：它在室溫下非常脆，這意味著它很難用傳統(tǒng)技術(shù)進行加工。
電子束熔融
德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)解決了這個問題，他們將一種叫做電子束熔融（EBM）的增材制造技術(shù)應用于鎢加工。由此產(chǎn)生的無裂紋金屬可用于高溫部件，如火箭噴嘴、熔爐的加熱元件或聚變反應堆和醫(yī)學成像系統(tǒng)的部件。
△使用電子束熔融的3D打印技術(shù)生產(chǎn)的鎢部件。照片來自Markus Breig, KIT
由應用材料研究所-材料科學與工程（IAM-WK）的Steffen Antusch領(lǐng)導的KIT研究人員已經(jīng)研究了幾種不同的3D打印方法，以制造幾乎不需要后期加工的鎢部件。在他們的最新工作中，他們使用EBM來減少鎢在加工過程中的應變，從而生產(chǎn)出一種沒有裂縫的軟性材料，更容易處理。
EBM技術(shù)使用在真空中加速的電子束來熔融金屬粉末。通過移動電子束，有可能以添加方式從金屬中生產(chǎn)出三維部件，也就是逐層生產(chǎn)，這項技術(shù)最初是為鈦合金和需要高加工溫度的材料開發(fā)的。
預熱減少變形和固有應力
為了使用鎢創(chuàng)建3D打印部件，Antusch和他的同事通過EBM機器中的電子束在熔融鎢金屬粉末前對其進行預加熱。研究人員解釋說，這種預熱程序減少了金屬的變形和固有應力，使得加工在室溫下容易斷裂但在預熱后可以變形的材料成為可能。
Antusch宣稱EBM與其他技術(shù)（如激光打印）相比，在生產(chǎn)無裂紋鎢部件方面要好得多。
展開 GBT 6398-1986 金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法
GB T 6398-1986 金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-12-18 21:39:53被mgh_nx評為5星級，為發(fā)貼者加分100。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font><br/><br/><b>附件地址：</b><a href="http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=8093" target="_blank"><b>http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=8093</b></a>
展開 新金屬3D打印技術(shù)允許激光設(shè)備逐滴打印金屬結(jié)構(gòu)
近日從外媒獲悉，特溫特大學的荷蘭研究人員開發(fā)了一種新的金屬3D打印技術(shù)，該技術(shù)允許激光設(shè)備逐滴打印金屬結(jié)構(gòu)，包括純金，打印精度可以達到幾微米尺度。
通常，金屬結(jié)構(gòu)可以通過光刻方法，鑄造，選擇性激光燒結(jié)或熔化來制造。然而，這些新方法還不適用于特征尺寸小于約10μm的金屬的3D打印，這對于電子設(shè)備而言將是非常有意思的。
新金屬3D打印技術(shù)允許激光設(shè)備逐滴打印金屬結(jié)構(gòu)研究人員的新技術(shù)被稱為激光誘導正向傳輸（又稱“LIFT”），它使用超短激光脈沖來熔化納米厚度薄膜中的微小金屬。這形成了熔融金屬的微滴，其可以噴射到目標位置后并固化。由于這種技術(shù)，UT研究人員能夠逐滴構(gòu)建一個帶有銅和金微滴的螺旋微結(jié)構(gòu)。這兩種金屬具有相似的熔點，在這種情況下，銅作為支撐，金可以在其上形成。
新金屬3D打印技術(shù)允許激光設(shè)備逐滴打印金屬結(jié)構(gòu)激光打印技術(shù)：通過依次打印銅和金，將銅蝕刻掉，產(chǎn)生純金的獨立螺旋金屬液滴的體積只有幾個飛升（一萬億分之一）。制造液滴的方式是使用超短脈沖的綠色激光照射金屬。這種精確的液滴產(chǎn)生使得結(jié)構(gòu)能夠精心構(gòu)造，高度僅為幾十微米，并且具有小于10μm的細節(jié)，具有最小的表面粗糙度（約0．3至0．7微米）。對于研究人員來說，一個關(guān)鍵的問題是兩種金屬是否會在它們的界面混合：這會對蝕刻后產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響。研究人員在增材制造中寫道，這些金屬之間沒有混合的跡象。
新金屬3D打印技術(shù)允許激光設(shè)備逐滴打印金屬結(jié)構(gòu)一旦結(jié)構(gòu)完成，研究人員就在氯化鐵中使用化學蝕刻來完全去除銅支架。通過這樣做，他們留下了純金的獨立螺旋復合材料。
螺旋的頂視圖（c）表明它是三維的，具有中心空隙。
展開 
金屬所《Science》子刊：輕質(zhì)高強度高穩(wěn)定的無裂紋納米多孔鋁！
通過脫合金制備的納米多孔金屬在各種功能應用中受到廣泛關(guān)注。在脫合金期間，反應性元素被選擇性溶解，剩余的反應性較低的元素自行組織成均勻的納米多孔結(jié)構(gòu)。脫合金納米多孔結(jié)構(gòu)代表了一種新型的自組織強而輕的材料。納米多孔金屬通常表現(xiàn)出高強度但熱穩(wěn)定性差。由于大量過剩的表面能，納米多孔金屬（如金）即使在環(huán)境溫度下也易于粗化。如何降低納米多孔金屬的密度并提高其穩(wěn)定性，成為發(fā)展輕質(zhì)高強多功能納米多孔金屬材料的關(guān)鍵。
此外，鋁的反應性如此之高，以至于納米多孔鋁的合成通常涉及非水溶液，例如離子液體 ，其中脫合金很慢。用于合成納米多孔鋁的合適的前體合金也受到限制。目前，納米多孔 Al 只能從 Mg-Al 合金中脫合金，因為 Mg 是少數(shù)比 Al 反應性更強的元素之一，可以與 Al 形成合金形成前體合金。直接脫合金的 Mg-Al 合金可以生成結(jié)構(gòu)非常精細的納米多孔鋁（韌帶尺寸為 10 到 20 nm），但是由于鋁韌帶的快速氧化，它在大氣中可燃。
最近，金屬所金海軍團隊提出在金屬鋁中構(gòu)筑納米多孔結(jié)構(gòu)，利用輕金屬鋁作為骨架降低納米多孔金屬密度，同時利用鋁表面自發(fā)形成的極薄氧化膜可抑制表面擴散，提高材料熱穩(wěn)定性。最終研究人員將脫合金腐蝕與置換反應（GRR）相結(jié)合制備出了無裂紋的納米多孔鋁樣品，相關(guān)研究成果以“Light, strong, and stable nanoporous aluminum with native oxide shell”為題近日發(fā)表于Science Advances。
展開 金屬頂刊《Acta Materialia》：形狀記憶合金的疲勞裂紋擴展行為！
重復的循環(huán)相變導致位錯逐漸增多，因此未轉(zhuǎn)化的區(qū)域會降低SMA的功能性(稱為功能疲勞)并產(chǎn)生微裂紋，在數(shù)量足夠多后最終導致物理失效。顯然，要了解這些合金的疲勞壽命行為、解決昂貴的部件報廢問題以及縮減材料開發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計周期，均會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟壓力。
熱機械疲勞在很大程度上尚未得到探索，特別是缺乏對熱機械循環(huán)下疲勞裂紋擴展的研究。在SMA應用于生物醫(yī)學的早期實施中，疲勞研究的重點是循環(huán)機械載荷下“無缺陷”樣品的總壽命。在SMA幾何尺寸較小的應用中，疲勞裂紋擴展對壽命影響較小，因此研究重點放在防止裂紋萌生而不是控制其擴展上；在驅(qū)動、減振和能量吸收應用中，需要迅速獲得動力，SMA組件通常足夠大，可以在失效前維持明顯的裂紋擴展。因此滿足必要的可靠性和安全性要求需要通過損傷容限方法全面了解和量化疲勞裂紋擴展行為。依賴于斷裂力學概念的損傷容限方法在SMA中的應用并不簡單。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)金屬相比，可逆相變和熱機械耦合的存在對有效描述SMA的疲勞和過載斷裂提出了新的挑戰(zhàn)。
美國德克薩斯農(nóng)工大學的研究人員首次在含Ni的Ni50.3Ti29.7Hf20高溫合金中進行了純機械和驅(qū)動疲勞裂紋擴展實驗，提出了一種基于積分的Paris型冪律表達式，可用于擬合單參數(shù)下的疲勞裂紋擴展速率。由此推測，和裂紋擴展速率之間的經(jīng)驗關(guān)系可以在不同的加載條件和幾何構(gòu)型之間實現(xiàn)擬合，從而可以作為SMAs中形變裂紋擴展的潛在統(tǒng)一描述符。相關(guān)論文以題為“A unified description of mechanical and actuation fatigue crack growth in shape memory alloys”發(fā)表在Acta Materialia。
展開 基于Lumerical fdtd的超透鏡設(shè)計(介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)和金屬諧振結(jié)構(gòu))
圖4 金屬諧振結(jié)構(gòu)在寬波長范圍下的反射率曲線和反射相位曲線
同樣，也可以對金屬諧振結(jié)構(gòu)表面的電場和磁場進行模擬和輸出，如圖5所示。這一步驟與超材料吸波體、電磁誘導透明和超材料濾波器等器件的模擬基本一致。與介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)類似，后續(xù)也需要對不同參數(shù)下的金屬諧振結(jié)構(gòu)進行掃描并將其相位進行輸出，以便后續(xù)超透鏡的相關(guān)設(shè)計。
圖5 金屬諧振結(jié)構(gòu)的表面電場圖和磁場實部圖
以上工作準備完成后，我們才可以根據(jù)超透鏡的功能需求對其陣列進行設(shè)計以及相關(guān)的建模和仿真工作.
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展開 A：異種金屬焊接接頭裂紋萌生和擴展的原位SEM研究
雖然有研究人員對異質(zhì)接頭的組織和力學性能進行了大量研究，但異質(zhì)接頭不同區(qū)域斷裂時裂紋萌生和擴展機制還不清楚，因此研究異質(zhì)接頭斷裂行為就具有重要工程意義。
【成果簡介】
近日，北京科技大學的陸永浩研究員（通訊作者）在Materials Science and Engineering: A上發(fā)表了最新的研究成果“In-situ SEM study of crack initiation and propagation behavior in a dissimilar metal welded joint”。在該文中，通過原位SEM拉伸實驗研究了核電站異種金屬焊接接頭不同區(qū)域的斷裂機制。
展開 硬質(zhì)涂層-金屬基體的疲勞裂紋萌生
然而，大量的實驗表明，硬質(zhì)涂層在不同程度上降低了金屬基體的疲勞壽命，極大地限制了涂層的應用。一般來說，疲勞裂紋萌生階段占整個疲勞壽命的
90%
以上，是承載結(jié)構(gòu)疲勞破壞的主要階段。因此，研究硬質(zhì)涂層如何影響韌性金屬基體的疲勞裂紋萌生機制，進而建立理論來緩解甚至消除這種現(xiàn)象是非常必要的。
目前，硬質(zhì)涂層對金屬基體疲勞性能不利影響的機理主要基于“缺口效應”模型。涂層一旦斷裂會在基體界面附近引起附加應力集中，不可避免地加速疲勞裂紋的萌生過程。根據(jù)該模型，涂層斷裂不會改變疲勞裂紋源的位置，只是促進了疲勞裂紋萌生過程，沒有改變疲勞裂紋萌生機制。
然而，基于該模型的一些實驗現(xiàn)象卻難以解釋。
首先，
涂層開裂引起基體疲勞斷口形貌的變化。例如，對于從基體內(nèi)部萌生的疲勞裂紋萌生源，涂層開裂導致疲勞裂紋萌生源位置由內(nèi)部向表面轉(zhuǎn)變，這被認為是加速基體疲勞失效的關(guān)鍵。這表明涂層開裂改變了疲勞裂紋萌生機制。
展開 【EDF開源CAE】應用擴展有限元方法（XFEM）在Code_Aster中進行金屬管道內(nèi)表面的裂紋分析
本案例使用Code_Aster的擴展有限元方法研究一個金屬管道內(nèi)表面的一個裂紋，以Heviside函數(shù)來表示界面的不連續(xù)位移場，簡化了網(wǎng)格生成，也消除了傳統(tǒng)有限元方法中隊裂紋定義的約束。
模擬過程
使用Code_Aster的整體計算步驟如下圖：
XFEM方法裂紋分析主要步驟
本算例的幾何模型采用的是一個內(nèi)徑為384mm外徑為628mm的圓筒。在該金屬圓筒的內(nèi)表面，存在一個半橢圓形的平面裂紋，長軸方向沿金屬管道軸向，整個管道在一定的內(nèi)部的壓力作用下變形。
本算例將使用XFEM來計算裂紋上下表面的位移場，算例的網(wǎng)格生成如下圖：
適用XFEM的金屬圓筒的線性網(wǎng)格
XFEM方法不需要再網(wǎng)格生成之前確定裂紋的位置，網(wǎng)格精度不需要考慮裂紋存在的因素，只需要保證結(jié)構(gòu)整體計算的精確度即可。
為提高計算的精度，必須要細化裂紋周圍的網(wǎng)格，而網(wǎng)格的細化可以在Code_Aster中根據(jù)用戶的需求實現(xiàn)自動化。
裂紋局部網(wǎng)格細化
結(jié)果展示
使用PARAVIS將XFEM的計算結(jié)果進行后處理，得到一個可視化的計算結(jié)果。
可視化計算結(jié)果（位移放大2000倍）
在以上的算例中，我們利用Code_Aster生成網(wǎng)格，定義裂紋，并進一步細化網(wǎng)格。
展開 金屬凝固過程組織結(jié)構(gòu)演變的完美呈現(xiàn) | 同步輻射在金屬材料表征方面的應用
在金屬材料領(lǐng)域，有一個關(guān)系一直被人們研究和利用，那就是成分-組織-性能關(guān)系。認識清楚了該關(guān)系，人們就知道了該如何制備更好的材料。為此，人們不斷探索新的表征方法，幫助認識材料的微觀組織，揭示這一重要關(guān)系。
近百年來，科研人員聚焦金屬材料組織結(jié)構(gòu)的表征，發(fā)展起來了光學顯微鏡、激光共聚焦、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等。通過材料截面的拋光與腐蝕，呈現(xiàn)金屬的微觀組織結(jié)構(gòu)并采用顯微鏡觀察和記錄。
即使在科技比較發(fā)達的今天，人們在分析金屬材料的微觀組織結(jié)構(gòu)時大多還是大多使用二維圖像。然而，隨著人們對問題的認識不斷深入，越來越希望了解材料微觀組織結(jié)構(gòu)的三維特征，甚至時間特征。于是多種層析技術(shù)應運而生，如三維EBSD，APT等。盡管如此，人們也只能在三維空間里在一定程度上認識和表征微觀組織的特征。
一些特別的科學問題，如凝固過程中微觀組織是如何演變的？這涉及到更多維度空間，除了三維空間以外，還增加了時間和溫度場等。由于問題的復雜性，直到今天，人們也沒有完全認識和徹底呈現(xiàn)凝固過程中的微觀組織演化。
科研人員在為此不斷努力，金屬的凝固通常發(fā)生在高溫，一般的表征手段是無法觀察金屬凝固過程的，同步輻射成為其中最有競爭力的手段。
何為同步輻射
在過去的幾年里，材料研究的前沿領(lǐng)域取得了迅速的進展，主要（但不完全）是第三代同步輻射源（E SRF、APS和SPring-8）。一種強大的新興工具，這能真正洞察人們感興趣的材料和過程，并擴大我們對材料前沿的基本理解。
中國第一臺第三代同步輻射裝置上海光源總投資超過14億元
同步輻射是相對論和超相對論電子在磁場中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的輻射，是高能天體物理學中的主要過程。它最初是在早期的電子感應加速器實驗中觀察到的，在實驗中電子首先被加速到超相對論能量，加速器發(fā)出強大X射線輻射。
展開 
你真的得能講清楚什么是金屬材料的微觀組織結(jié)構(gòu)嗎？（ 金屬材料科學與技術(shù)）
花粉的微觀組織結(jié)構(gòu)
你知道金屬材料的微觀組織結(jié)構(gòu)是怎么形成的嗎？你了解鑄造、冷加工、熱處理分別如何影響金屬材料的微觀組織結(jié)構(gòu)嗎？
3相(Phase)/組分(Component)/缺陷(Component)
相，通常被認為是材料中具有不同的晶體結(jié)構(gòu)和/或不同化學成分的部分，金屬材料中不同的相之間是通過不同的界面分離開的。一種具有特定化學成分的純物質(zhì)通常被認為是由一個化學組分構(gòu)成。一些材料的化學成分可以在兩個或多個極端之間連續(xù)變化。這些材料通常必須含有兩個或更多的組分。注意一種多組分材料可以以單相的形式存在，前提是不同組分的原子可以在固相狀態(tài)(Solid state)緊密混合，這種混合體(Mixtures)被稱為固溶體(Solid solution)。
孿晶界形貌
缺陷，通常被定義為晶體結(jié)構(gòu)周期性的任何中斷(Disruption)。點缺陷，如空位(Vacancies)和間隙(Interstitials)。面缺陷(Planar defects)，如表面(Surfaces)、孿晶界(Twin boundaries)和晶界(Grain boundaries)以及位錯(Dislocation)等。
??空位缺陷示意圖
4微觀組織結(jié)構(gòu)的形成 ？
微觀組織結(jié)構(gòu)是在不同工藝條件下產(chǎn)生的。微觀組織結(jié)構(gòu)通常是通過溫度或/和壓力的變化帶來的相變產(chǎn)生的。材料的變形或加工(滾壓(Rolling)、鍛造(Pressing)、焊接(Welding))也可以帶來微觀組織結(jié)構(gòu)的變化。最后，微觀組織結(jié)構(gòu)還可以通過人工將不同材料組合到一起形成復合材料(Composite material)的方式創(chuàng)造出來，如纖維增強復合材料。
展開 .: 空間不均勻性作為結(jié)構(gòu)特性表征金屬玻璃的結(jié)構(gòu)-性能相關(guān)性
然而對于無序的金屬玻璃，還缺乏可以準確定義材料力學性能的結(jié)構(gòu)參量。
【成果簡介】
為描述結(jié)構(gòu)無周期性的金屬玻璃的力學行為，自由體積（free volume）、流變單元、以及剪切轉(zhuǎn)變區(qū)域（STZs）等概念已被引入金屬玻璃彈性-塑性轉(zhuǎn)變的研究中，來描述結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性。盡管流變單元和STZ理論是基于金屬玻璃結(jié)構(gòu)不均勻性是剪切局域化及剪切軟化起源的假設(shè)，有關(guān)金屬玻璃結(jié)構(gòu)不均勻性和宏觀力學性能之間的關(guān)系仍未明確建立起來。受實驗技術(shù)的限制，還未能描述金屬玻璃空間不均勻性，并確定其和宏觀力學性能之間本征關(guān)聯(lián)的定量關(guān)系。
近日，上海交通大學尖端物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究中心團隊在Nature Communications上發(fā)表了題為“Spatial heterogeneity as the structure feature for structure–property relationship of metallic glasses”的文章。該工作報道了納米尺度空間不均勻性是金屬玻璃固有的結(jié)構(gòu)特征，和強度及形變行為有著本征關(guān)聯(lián)。金屬玻璃的強度和楊氏模量可以通過空間不均勻性特征長度倒數(shù)的平方根來定義。此外，時間相關(guān)的應變弛豫的拉伸指數(shù)也可以通過特征長度來定量描述。該研究有力證明了空間不均勻性可作為描繪金屬玻璃力學性能的結(jié)構(gòu)參量。
【圖文導讀】
圖1：不同熱力學狀態(tài)下金屬玻璃的空間不均勻性。
展開 《AM`綜述》北京工業(yè)大學陳標華/美國劉狄賈：氧電催化的金屬有機骨架和金屬有機凝膠：結(jié)構(gòu)和組成方面的考慮
文章論述了對可持續(xù)和清潔能源的需求不斷增長，呼吁使用下一代能源轉(zhuǎn)換和存儲技術(shù)，例如燃料電池，水電解槽，
CO
2
/N
2
還原電解槽，金屬空氣電池等。
所有這些電化學過程都涉及氧電催化。
通過合理設(shè)計金屬有機骨架（MOF）和金屬有機凝膠（MOG）作為前體來提高內(nèi)在活性和活性位點密度，是提高氧電催化效率的一種新方法。MOF/MOG在金屬節(jié)點和有機連接基之間提供了廣泛的組合選擇，并且已知可生產(chǎn)出具有高表面積，可變孔隙率和熱解后具有出色活性的電催化劑。
討論了有關(guān)用于氧氣電催化的MOF/MOG的一些最新研究及其在合成，表征
和性能方面的新觀點。總結(jié)了
MOF/MOG衍生的氧電催化劑在結(jié)構(gòu)和成分設(shè)計方面的新見解。還概述了關(guān)鍵挑戰(zhàn)和未來的研究方向。
【主圖導讀】
圖1
A，B）電化學過程包括燃料電池（A）中的氧還原反應和水電解槽（B）中的氧放出反應。C）兩種設(shè)備在“ H2 @ scale”的宏偉計劃中都起著關(guān)鍵作用。D）在CO
2
或N
2
還原電解槽的氧氣釋放反應中所包含的電化學過程，E）兩者均可與可再生資源耦合，用于低溫化學和燃料生產(chǎn)。
圖2
具有不同類型電解質(zhì)的金屬空氣電池及其應用。
“可穿戴和便攜式應用程序”的圖像
。
圖3
金屬有機骨架（
MOF）和金屬有機凝膠（MOG）的合成，組成/結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧性，以及用于生產(chǎn)氧氣電催化劑的MOF和MOG的設(shè)計策略。
圖
4
合理設(shè)計要不熱解用作氧電催化劑的金屬
-有機骨架的組成和結(jié)構(gòu)注意事項
。
展開 基于有機力致響應AIE材料的金屬應力/應變分布和疲勞裂紋擴展路徑的動態(tài)可視化檢測
該研究是第一例將純有機力致響應材料和傳統(tǒng)的金屬機械力學相結(jié)合，為有機力致響應材料在生產(chǎn)生活中的實際應用打開了新的大門。可以預見在不遠的將來，會有更多的有機力致響應材料在復雜構(gòu)件的力學研究中，以及在役設(shè)備的設(shè)計和安全健康監(jiān)測中發(fā)揮重要的作用。
研究人員將金屬試樣浸泡在TPE-4N后取出，通過簡單加熱即可在金屬試樣表面制備結(jié)晶態(tài)TPE-4N涂層。無定型態(tài)的TPE-4N能發(fā)出綠色熒光，但在結(jié)晶態(tài)下則沒有熒光。然后將含TPE-4N涂層的金屬試樣放置于拉伸儀中，在紫外光源的激發(fā)下，使用CCD照相系統(tǒng)獲取并記錄在不同的應力/應變響應階段的熒光照片。
對于實際機械部件，以單邊缺口試樣和圓孔試樣為例，進行應力/應變分布分析。試樣受力變形后，利用CCD照相系統(tǒng)記錄試樣表面的熒光分布及其像素灰度值分布，熒光試驗結(jié)果與ANSYS有限元模擬結(jié)果基本一致，證明了TPE-4N涂層能夠有效地反應出復雜金屬試樣的受力狀況。圓孔試樣的在圓孔邊緣處出現(xiàn)加工過程中意外存在的微小缺口，ANSYS有限元模擬不能預測這種加工造成的缺陷，但本方法能清晰地將缺陷附近的應力集中可視化，體現(xiàn)出這種熒光方法的對實際機械部件中應力/應變分布測量的準確性，能看到理論模擬預測不到的細節(jié)。
除了應力/應變分布分析，TPE-4N涂層還能實時監(jiān)測機械部件上的疲勞裂紋，并且預測疲勞裂紋的擴展路徑。當試樣未加載時，無熒光響應。當載荷循環(huán)加載過程中，在缺口的邊緣處出現(xiàn)熒光信號，表明該處出現(xiàn)應力集中，并且誘發(fā)疲勞裂紋生成。隨著加載繼續(xù)，疲勞裂紋擴展，并且在裂紋的尖端和兩側(cè)出現(xiàn)熒光信號。裂紋尖端的前部出現(xiàn)熒光，這表明該區(qū)域應力集中明顯，裂紋偏向此區(qū)域擴展。
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