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如何测量突破的强度

如何测量突破的强度

氧化铝作为陶瓷3D打印领域最常用的材料之一,目前已经在航空航天、高温工业炉、复合增强、电气等领域获得应用。其成型工艺覆盖激光烧结、光固化、喷墨成型多种类型,产品的抗弯强度最高可以达到430Mpa,但仍不及整体式氧化铝的650 MPa。近日,来自奥地利莱奥本大学的研究人员采用多材料光固化3D打印开发的氧化铝陶瓷,强度突破了1Gpa,这是迄今为止在3D打印的氧化铝基陶瓷上测得的最高强度。

1. 能否利用逐层打印工艺制造具有增强机械性能的多材料结构

奥地利莱奥本大学的研究人员展示了陶瓷立体光刻技术基于多材料方法制造具有空前高强度氧化铝陶瓷的能力。使用不同材料逐层沉积,可以在表层中引入定制的压缩残余应力,目的是与陶瓷材料的整体性能相比,提高陶瓷材料的强度和可靠性。目前,Lithoz公司的CeraFab 7500打印机打印机已经可以通过两缸系统添加材料,不仅可以复合打印两种陶瓷材料,还可以实现陶瓷与金属的复合。这为如何将增材制造的进步与多材料设计相结合,为制造复杂的3D打印陶瓷结构开辟了一条新途径。

2. 首次在3D打印的氧化铝陶瓷中测量到高达1GPa的特征强度

研究人员采用的材料是来自Lithoz公司的LithaLox MS548氧化铝光固化悬浮液和LithaLox ZTA20氧化铝和氧化锆(80%氧化铝和20%氧化锆)光固化悬浮液,制备了多层氧化铝(A)和氧化铝-氧化锆(ZTA)圆盘样品用于材料表征测试,其结构为ZTA层嵌入在A层之间,形成A-ZTA-A的结构。多材料结构使用Lithoz公司新型的CeraFab Multi 2M30打印机制造,单材料结构采用CeraFab 7500打印机制造,两台打印机的横向分辨率均为40μm,在打印过程中每层以180mJ/cm2曝光。所有样品分别在1600°C的条件下以1°C/min的加热速率烧结2小时。

此外,还打印了尺寸均为3×4 x 50mm的整体式弯曲棒,以测量单一材料(A和ZTA)的热膨胀系数、弹性模量和断裂韧性。如图1(b)所示,所有弯曲杆均沿横向打印。

弯曲强度测试结果表明,单一氧化铝陶瓷样品(A)和A-ZTA-A多层样品分别为645MPa和1013MPa,这是首次在3D打印的氧化铝陶瓷中测量到高达1 GPa的特征强度。多材料样品显著更高的强度可以通过氧化铝层区压缩残余应力的屏蔽效应来解释,在具有外部压缩应力的多层系统的情况下,总应力状态可以解释为作用在断裂发生区域的外加应力和残余应力的叠加。

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返朴的博客

时间都去哪了?时间从哪里来!我的时间怎么测量?

现在的司机们已经很少会遇到在路上迷路的窘境了。只要打开手机导航,就算是一次也没去过的城市也可以轻松的找到路线。十几年前想成为好司机还需要好的记性的日子已经一去不复返了,这一切得归功于全球卫星定位系统 (GPS) 。这便是精密测量在我们日常中大放异彩的典型案例。为了能满足我们日常的使用,定位的精度在几米量级就已经足够了。几米对我们来说可能并不算很小的长度,以至于我们很难把他和精密测量联系起来。实际上,GPS系统是通过接受不同卫星的时间戳信号,根据不同卫星的信号接收时间差推算出位置的。假设理想情况,信号按照光速传播,如果希望达到米量级的定位,则需要测量的时间差在10e-9s量级,要保证不同GPS卫星时间同步,GPS卫星的计时误差还要更小!这对测量标准的制定提出了很高的要求。

如下图表示的是铯原子跃迁频率、普朗克常数、阿伏伽德罗常数、单色光源的发光效能、玻尔兹曼常数、电子电荷、光速和7个基本单位秒, 千克, 坎德拉, 开尔文, 安培, 米,摩尔的定义关系。箭头表示头部的量是由根部定义的。比如米,是由光速和秒定义的。不难发现除了秒之外的6个基本物理学单位中,有5个的定义都和秒离不开。

世界上束流强度最高深地实验设施成功出束

光明日报北京12月26日电(记者袁于飞)在浩瀚无垠的宇宙中,恒星发光发热的能量来自其内部发生的热核聚变反应,这不断发生的核过程为自然界所有化学元素提供了赖以生成的“土壤”,核天体物理就是探索这一奇妙过程及其内在规律的学科。核天体物理是基础科学研究的前沿领域之一,基于深地实验室的天体核反应测量能够提供最基础和精确的实验数据。12月26日,由中核集团原子能院和中科院近物所自主研制的世界上束流强度最高深地实验设施——锦屏深地核天体物理加速器成功出束,束流强度达到2mA,综合性能达到国际同类装置先进水平。这是我国核天体物理研究取得的重大突破,标志着我国完全掌握强流高压加速器制造技术,并将进一步推动中国锦屏地下实验室成为面向世界开放的国家级基础研究平台。

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2020/10/18 阅读:6796次 --> 信息来源: 信息科学技术学院

编辑:悠然 | 责编:白杨

左图为基于同一种原子的共磁力仪系统结构图.jpg

基于该原子共磁力仪系统对自旋-引力耦合作用为期11天的测量分析结果,与目前国际最高水平相当。.jpg

相关研究成果以“Single-Species Atomic Comagnetometer Based on 87Rb Atoms”为题,于2020年5月13日在线发表在《物理评论快报》( Physical Review Letters ,第124卷,文章号193002)。北京大学电子学系彭翔副教授与国防科大汪之国副教授为论文共同第一作者,北京大学电子学系郭弘教授与国防科大罗晖教授为论文共同通讯作者。该项工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划(H863计划)、湖南省自然科学基金等项目支持。