【摘要】：準(zhǔn)晶是一種新的固體結(jié)構(gòu),既不同于晶體也不同于非晶體。由于其很多優(yōu)良性質(zhì),如耐腐蝕性,低導(dǎo)熱性,低摩擦系數(shù),低孔隙率,高硬度和高耐磨性等,準(zhǔn)晶被越來(lái)越多地應(yīng)用到表面改性和復(fù)合材料中。因此,研究準(zhǔn)晶復(fù)合材料的層狀結(jié)構(gòu)在工程實(shí)踐中具有重要意義。首先,研究一維六方壓電準(zhǔn)晶多層板受表面聲子場(chǎng)機(jī)械載荷和電載荷作用下的靜態(tài)變形問(wèn)題。通過(guò)假設(shè)廣義位移(聲子場(chǎng)位移、相位子場(chǎng)位移和電勢(shì))一般解形式,結(jié)合基本方程,導(dǎo)出一維六方壓電準(zhǔn)晶均勻簡(jiǎn)支板的控制方程。將邊值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解特征系統(tǒng)問(wèn)題,得到一維六方壓電準(zhǔn)晶均勻板廣義位移和廣義應(yīng)力(聲子場(chǎng)應(yīng)力、相位子場(chǎng)應(yīng)力和電位移)的一般解。再利用傳遞矩陣法,獲得一維六方壓電準(zhǔn)晶多層板分別受表面聲子場(chǎng)機(jī)械載荷和電載荷作用下的靜態(tài)變形的精確解。通過(guò)數(shù)值算例,考慮由壓電準(zhǔn)晶,壓電材料和準(zhǔn)晶材料組成的三明治板在靜態(tài)變形下聲子場(chǎng)、相位子場(chǎng)和電場(chǎng)隨板厚度和疊層方式的變化規(guī)律。接著,研究二維十次對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶均勻板的自由振動(dòng)問(wèn)題。通過(guò)假設(shè)廣義位移一般解形式,結(jié)合基本方程,導(dǎo)出二維十次對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶均勻簡(jiǎn)支板自由振動(dòng)問(wèn)題的控制方程。將邊值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解特征系統(tǒng)問(wèn)題,得到二維十次對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶均勻板廣義位移的一般解。根據(jù)邊界條件,獲得二維十次對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶均勻板固有頻率和主振型的精確解。通過(guò)數(shù)值算例,分析二維十次對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶均勻板中準(zhǔn)周期方向的改變對(duì)固有頻率和主振型的影響。最后,研究二維十次對(duì)稱(chēng)壓電準(zhǔn)晶多層板的自由振動(dòng)問(wèn)題。通過(guò)假設(shè)廣義位移一般解形式,結(jié)合基本方程導(dǎo)出其控制方程。將邊值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解特征系統(tǒng)問(wèn)題,得到一般解。再利用傳遞矩陣法,獲得二維十次對(duì)稱(chēng)壓電準(zhǔn)晶多層板固有頻率和主振型的精確解。通過(guò)數(shù)值算例。考慮由二維十次對(duì)稱(chēng)壓電準(zhǔn)晶和壓電材料組成的三明治板的固有頻率和主振型隨疊層方式的變化規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TB33
【圖文】：

１．１．１準(zhǔn)晶材料的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用逡逑１９８２年４月８日，以色列科學(xué)家Ｄ．邋Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ［１］在急冷的Ａｌ－Ｍｎ合金中首次發(fā)逡逑現(xiàn)了五次對(duì)稱(chēng)衍射圖，如圖１－１所示。１９８５年，我國(guó)科學(xué)家郭可信［２，３］院士等人也在逡逑急冷合金Ｔｉ－Ｖ－Ｎｉ中獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)了這種具有二十面體對(duì)稱(chēng)性的特殊合金相，這違背了逡逑晶體學(xué)的基本定律。傳統(tǒng)晶體具有平移對(duì)稱(chēng)性和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，所以對(duì)稱(chēng)軸只能有ｎ＝ｌ，逡逑２，３，邋４，６五種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸，五次對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)不屬于晶體，也不屬于非晶體。后被命逡逑名為準(zhǔn)晶。自此，關(guān)于準(zhǔn)晶的研究迅速發(fā)展起來(lái)。在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中引起廣泛關(guān)注。２００９逡逑年，俄羅斯科學(xué)家在一塊Ａｌ６３ＣＵ２４Ｆｅｉ３礦石上首次發(fā)現(xiàn)了具有上述特殊性質(zhì)的純天然逡逑準(zhǔn)晶體，如圖１－２所示，這才證實(shí)了準(zhǔn)晶的真實(shí)存在，這一發(fā)現(xiàn)也使得準(zhǔn)晶的發(fā)現(xiàn)者逡逑Ｄａｎｉｅｌ邋Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ于２０１１年被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。逡逑Ｈｉ逡逑圖１－１二十面體準(zhǔn)晶的衍射圖邐圖１－２自然界中存在的準(zhǔn)晶體逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｉｃｏｓａｈｅｄｒａｌ邋ｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌ邋ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ邐Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｅｘ

１．１．１準(zhǔn)晶材料的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用逡逑１９８２年４月８日，以色列科學(xué)家Ｄ．邋Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ［１］在急冷的Ａｌ－Ｍｎ合金中首次發(fā)逡逑現(xiàn)了五次對(duì)稱(chēng)衍射圖，如圖１－１所示。１９８５年，我國(guó)科學(xué)家郭可信［２，３］院士等人也在逡逑急冷合金Ｔｉ－Ｖ－Ｎｉ中獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)了這種具有二十面體對(duì)稱(chēng)性的特殊合金相，這違背了逡逑晶體學(xué)的基本定律。傳統(tǒng)晶體具有平移對(duì)稱(chēng)性和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，所以對(duì)稱(chēng)軸只能有ｎ＝ｌ，逡逑２，３，邋４，６五種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸，五次對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)不屬于晶體，也不屬于非晶體。后被命逡逑名為準(zhǔn)晶。自此，關(guān)于準(zhǔn)晶的研究迅速發(fā)展起來(lái)。在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中引起廣泛關(guān)注。２００９逡逑年，俄羅斯科學(xué)家在一塊Ａｌ６３ＣＵ２４Ｆｅｉ３礦石上首次發(fā)現(xiàn)了具有上述特殊性質(zhì)的純天然逡逑準(zhǔn)晶體，如圖１－２所示，這才證實(shí)了準(zhǔn)晶的真實(shí)存在，這一發(fā)現(xiàn)也使得準(zhǔn)晶的發(fā)現(xiàn)者逡逑Ｄａｎｉｅｌ邋Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ于２０１１年被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。逡逑Ｈｉ逡逑圖１－１二十面體準(zhǔn)晶的衍射圖邐圖１－２自然界中存在的準(zhǔn)晶體逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｉｃｏｓａｈｅｄｒａｌ邋ｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌ邋ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ邐Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｅｘ

能成為一種新型的功能材料和結(jié)構(gòu)材料，在工程實(shí)踐中具有廣泛的應(yīng)用。準(zhǔn)晶材料具逡逑有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高硬度、良好彈性和抗摩擦性能等特性，主要用于表面改性，常用逡逑作涂層和薄膜，生活中最常見(jiàn)的，如不粘鍋炊具［４］，如圖１－３所示。準(zhǔn)晶材料的電子逡逑傳輸與傳統(tǒng)金屬材料很不同，所以導(dǎo)熱系數(shù)很小，因此常用作為熱障涂層，與傳統(tǒng)熱逡逑障材料相比，具有質(zhì)輕和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，常應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)部件上。準(zhǔn)晶具有高的紅外逡逑傳導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性，能用于太陽(yáng)能領(lǐng)域中，德國(guó)研宄員用銅作為基底，把準(zhǔn)晶材料放逡逑置在絕緣薄膜中構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)，這種多層結(jié)構(gòu)具有選擇吸收性質(zhì)，比市場(chǎng)上的太陽(yáng)能逡逑薄膜性能更好［５］。逡逑準(zhǔn)晶在其他很多方面都有應(yīng)用，具有的氋?gòu)?qiáng)度特性，使得在復(fù)合材料中常作為增逡逑強(qiáng)相。美國(guó)能源部Ａｍｅｓ實(shí)驗(yàn)室制備了邋Ａｌ６３Ｃｕ２５Ｆｅ１２ｍ晶顆粒，并把準(zhǔn)晶加到鋁合金逡逑中

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃孚;張一鳴;高陽(yáng);;一維六方準(zhǔn)晶彈性層合懸臂梁的解析解[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

2 宋小飛;郝劍敏;韓利民;馮雪敏;;準(zhǔn)晶材料應(yīng)用于催化、增強(qiáng)復(fù)合材料和儲(chǔ)氫的研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2015年04期

3 朱小鵬;梁偉;麥漢超;;電磁復(fù)合材料層合板自由振動(dòng)的三維解[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);2005年06期

4 李志強(qiáng),徐洲,李小平,王碩;準(zhǔn)晶材料的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2002年02期

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3 郭琳;層合板電、磁、力耦合效應(yīng)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2003年

4 朱保兵;層狀壓電壓磁彈性材料空間問(wèn)題的狀態(tài)變量法[D];合肥工業(yè)大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2745609