摘要：材料结构强度的准确预报是工程结构设计与优化的关键,也是固体力学的核心问题之一.传统强度理论主要依赖于经验公式,虽种类繁多,但适用的材料和工况有较大的局限性.为确保安全,工程结构设计往往采用较大的安全系数,造成了极大的材料浪费,且依然无法杜绝恶性事故的发生.如何从普适的原理出发,突破传统强度理论的经验桎梏,发展新的材料结构强度评估理论,是一个亟待解决的科学与工程难题.本文简要总结了传统强度理论所存在的问题,概述了一些基于能量思想预报材料结构失效行为的方法,并重点介绍了作者提出的热力学强度理论体系.该理论体系将材料结构视为一个热力学系统,把材料结构失效强度的预报纳入被广泛认可的热力学框架.原则上,该理论对材料结构的失效模式没有限制,适用于多种失效模式的强度预报.以几个代表性实例来说明理论的正确性和广泛适用性,体现了极好的工程应用前景.

摘要：低维纳米金属氧化物半导体因其独特的微观结构、表界面性质,拥有优异的电学、光学、催化、吸脱附等特性,广泛应用于化学传感及其他功能领域。金属氧化物半导体材料的化学组成与晶体结构、微观形貌与表界面特性等在很大程度上决定器件的气敏行为;合适的半导体材料体系设计以及独特的低维微纳结构的构筑是实现高性能气敏响应的重要途径。本文聚焦金属氧化物半导体纳米材料的制备及其气敏响应机制的最新研究进展,总结了低维纳米金属氧化物半导体材料的设计、制备、改性方法,以及气敏响应机理等新结果,为气敏等功能材料领域研究者进一步研发高性能金属氧化物基气敏传感材料提供了较系统理论与技术参考。

摘要：非晶合金(metallic glass, MG)因其独特的短程有序、长程无序结构,具有许多优异的物理和化学特性。其中,Fe基非晶合金(Fe-based metallic glass, Fe-MG)由于优异的磁性能、力学性能、耐腐蚀性能,及其原材料成本低等优势,显示出巨大的应用前景和研究价值。近年来,研究者们致力于通过合金成分设计调控Fe-MG的结构,进而改变材料的变形行为与性能特征。研究发现,Cu元素的添加可以显著影响FeMG的理化性质和力学性能。通过深入分析Cu元素对传统Fe-MG、纳米晶合金和高熵MG结构和性能的不同影响,探讨Cu元素的添加对MG的弛豫行为、晶化行为、熔化和凝固行为、玻璃转变行为、玻璃形成能力、机械性能、磁性能与其他性能的作用机制,发现Cu元素的添加能够促进Fe-MG基体中α-Fe团簇的析出,从而改变材料的变形行为与性能特征。研究结果表明:有望通过成分设计来调控MG的变形行为,进而为实现性能优化提供理论指导和实验参考。