金属材料内部损伤自修复机理及控制模式的研究

对金属材料试样内部损伤预置方法进行了研究和分析。以纯铜和钢为对象，通过对其内部损伤愈合形态的准原位观察研究了金属材料内部损伤的修复机制。结果表明高温愈合处理条件下裂纹尖端退缩最为明显，愈合区存在与基体组织形态不一致的现象，少量合金元素对钢内部损伤愈合无明显影响；单纯高温扩散条件下内部损伤的修复过程主要分为四个阶段；通过热塑性变形可以迅速安全消除钢中内部损伤缝隙，但不能够使愈合区与基体组织形态不一致的状况得到明显改善。采用分子动力学方法在纳观尺度上模拟了纯Fe内部裂纹愈合过程。在模拟实验基础上，研究了45号钢的制备、加工、处理各环节对其内部损伤进行控制的模式，并进行了初步生产应用可行性分析。 2100433B

项目从滨海混凝土综合劣化机理及测试方法入手；通过新型微胶囊设计、性能表征及自修复混凝土系统构建；基于多个目标参数对自修复混凝土的修复过程与机理进行探索；并以实验表征与数值模拟为基础，建立自修复系统的评价体系。 项目开发了固（水泥）/液（水）作用过程的表征方法、开裂过程的跟踪测试方法、氯离子侵蚀过程的无损检测方法及钢筋锈蚀特征分析方法；形成了新型自修复微胶囊的设计思想与制备工艺；架构了新型的物理/化学/生物自修复混凝土体系；建立了自修复混凝土实验表征与数值模拟互为支撑的性能评价体系；并积极向工程应用推进。 本项目成功执行，已发表论文48篇，其中SCI 论文40 篇；授权发明专利35 项，实用新型专利4项；培养博士后6 人，培养博士5 人，培养硕士13人；毕业11 人。在项目执行期间，项目组成员获得国家技术发明二等奖2项；教育部技术发明一等奖1项；广东省科学技术奖一等奖1项。 依托本项目，广东省教育厅立项批准项目依托单位（深圳大学 广东省滨海土木工程耐久性重点实验室）与荷兰代尔夫特理工大学Micro Lab成立“中-荷滨海土木工程材料国际联合实验室”；项目组与剑桥大学、巴斯大学、卡迪夫大学联合举办第一届中英自修复材料国际论坛1 次(The Sino-UK Workshop on Self-healing Materials 2015，参加人员35人。2015 年1 月23-25 日；11 个报告)；另以本项目负责人邢锋教授为主席成立RILEM-SHE（Self-Healing Evaluation）技术委员会，委员包括中国、荷兰、比利时、英国、意大利、西班牙、新加坡、日本、韩国、美国等多个国家的自修复混凝土方面的专家学者。(RILEM TC SHE，并组织 1st meeting，30 June 2016, Shenzhen); 在本项目执行的基础上，依托单位成功举办 4th International Conference on Durability of Concrete Structures 1 次(ICDCS 2016, 29 June to 1 July, 2016, Shenzhen)；主办第三届全国防灾减灾工程学术会议1 次（2015. 13-15，深圳）。 2100433B

自修复混凝土可以解决用传统方法难以解决和不能解决的技术关键，在重大土木基础设施的及时修复以及减轻台风、地震的冲击等诸多方面有很大的潜力，对确保建筑物的安全和耐久性都极具重要性，也对传统的建筑材料研究、制造、缺陷预防和修复等都提出了强烈的挑战。

总之，为了迎合21 世纪人类对建筑材料和结构提出的功能——智能一体化要求，对存在潜在损坏危险的混凝土表面进行有效保护、对造成裂纹和损伤的混凝土结构进行自修复，使混凝土结构具备自防护功能，是具有很大经济和社会效益的事情；自修复混凝土可以解决用传统方法难以解决和不能解决的技术关键，它对确保高层建筑、桥梁、核电站等重大土木基础设施的安全和长期的耐久性，以及减轻台风、地震冲击等诸多破坏因素方面有很大的应用潜力，对确保建筑物的安全和耐久性都极具重要性，也对传统的建筑材料研究、制造、缺陷预防和修复等都提出了强烈的挑战。

《高温作用下泥岩的损伤演化及破裂机理研究》共分7章，主要讲述了泥岩随温度升高和加载速率增加的力学性能变化规律；给出了高温作用下泥岩试样的组分与物相变化，揭示了高温作用下泥岩宏观破裂特征的微观机制；针对所测泥岩岩样的力学特性，给出了相应的损伤本构模型。全书结构紧凑，内容合理。《高温作用下泥岩的损伤演化及破裂机理研究》可供矿山生产、设计、科研单位的有关技术人员和相关院校师生参考使用。