摘要：长期以来 ,高质量的纯类金刚石薄膜的成功制备一直受其巨大内部压应力的阻碍 ,因为这种压应力导致严重的附着问题。厚度大于 50 0nm的类金刚石薄膜中的压应力常使薄膜与基体剥离。作者采用功能梯度的设计概念 ,应用准分子脉冲激光沉积方法 ,成功制备了厚度超过 1 0 μm的高质量类金刚石薄膜。薄膜中的SP3碳原子含量超过 6 0 %。纳米硬度测试表明 ,薄膜的弹性模量高达 50 0GPa ,纳米硬度高达 6 0GPa ,薄膜与基体间附着良好。证明功能梯度的设计概念可以用于制备较厚的超硬类金刚石薄膜。

摘要：以超高性能水泥基复合材料(UHPCC)为基础,研究了不同层数的功能梯度超高性能水泥基复合材料(FGUHPCC)的抗弯性能。通过FGUHPCC的四点弯曲试验,研究了单层和双层UHPCC梁的等效抗弯强度和相应的挠曲能力,结合DIC技术讨论了不同试件在不同阶段(LOP、MOR)的弯曲能力。结果表明,功能梯度设计有助于提高试件的抗弯能力和断裂韧性;与单层的UHPCC相比,FGUHPCC具备更优的耗能能力,更复杂的裂纹发展。建议在进行此类构件设计时,在条件允许的情况下可以进行功能梯度设计,以节省成本。

摘要：现代战争对防护工程材料性能提出了更高要求。超高性能混凝土(UHPC)作为一种高强度的建筑材料,其抗压强度大于150 MPa,抗折强度大于30 MPa,同时具备抗多次打击能力,相较于普通混凝土其防护性能提升巨大。介绍了UHPC材料在对抗多次冲击、侵彻、爆炸和侵爆耦合条件下的防护性能及UHPC材料的防护机理。为进一步提高UHPC材料的抗侵彻性能,提出功能梯度设计方法,使用高强骨料和纤维对UHPC材料进行梯度强化,并从实验方法、数值仿真、理论研究等3个方面概述功能梯度UHPC的设计理念和研究进展。