字码芋螺的结构、生长模式及其力学性能的研究

发布时间：2017-04-22 18:13

  本文关键词：字码芋螺的结构、生长模式及其力学性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文首先利用X射线衍射分析(XRD)及差热分析(DSC)对字码芋螺进行了物相分析和热分析,并利用扫描电镜(SEM)对字码芋螺的整体和局部结构进行了观察。物相分析和热分析实验发现字码芋螺主要由文石型的CaCO3和有机物构成,而且在有机质和水分的作用下,芋螺中的文石向方解石的转变温度远低于地质文石向方解石转变的温度。SEM观察发现字码芋螺最外一圈的螺体宏观上大部分由三层交错结构组成,但唇部只由两层结构构成；螺盘部分由重复的结构单元构成,可被划分为六个部分；芋螺在微观上由长条状的文石板片相互交错排列而成,并根据不同的尺度可划分为三级结构、二级结构、一级结构。随后,利用SEM对成熟字码芋螺中的特定部位进行结构观察,可推断出字码芋螺在螺旋方向生长过程中,螺体部分沉积的顺序最先为外层,其次为中间层,最后为内层；体螺环中的三层交错界面处的文石板片相互嵌套,以锯齿形实现无缝连接。螺盘部分优先沉积外层,其次为月牙状的填充区,接着为中间层,然后为内层,最后为与肉体直接接触的弧状过渡区。字码芋螺在沉积新的螺环时,会率先在旧螺环上铺附微米级横向排列的过渡区。最后,本文利用三点弯曲和压缩实验对不同取向的芋螺试样进行力学性能测试,结果表明芋螺的力学性能具有明显的各向异性。芋螺的中间层排列方式对整体的强度影响最大,成熟芋螺表面的长伤疤是唇部受外力作用被折断后重新沉积修复而留下的。热处理后试样的抗弯强度时新鲜试样的1/5,有机质对维持整体的力学性能具有非常重要的意义。
【关键词】：交错叠片 宏观结构 纳米结构 生长模式 力学性能
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB39;S917.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 生物矿化简述10-12
• 1.2 软体动物贝壳的组成12-13
• 1.2.1 贝壳中的无机相12-13
• 1.2.2 贝壳中的有机相13
• 1.3 软体动物贝壳的结构13-17
• 1.3.1 珍珠质结构15-16
• 1.3.2 交错叠片结构16-17
• 1.4 贝壳类材料的力学特性及高韧性原理17-19
• 1.5 软体动物贝壳材料研究进展及仿生应用19-21
• 1.5.1 贝壳材料结构方面的研究进展19-20
• 1.5.2 贝壳材料性能方面的研究进展20
• 1.5.3 贝壳材料的仿生应用20-21
• 1.6 论文研究目的及研究内容21-24
• 第二章 实验材料、实验方法及实验设备24-30
• 2.1 实验材料的选用24-25
• 2.2 实验设备、方法25-30
• 2.2.1 X射线衍射分析(XRD)25
• 2.2.2 组织结构分析25
• 2.2.3 热重(TGA)和差热分析(DSC)25-26
• 2.2.4 拉伸实验26
• 2.2.5 三点弯曲实验26-28
• 2.2.6 压缩实验28-30
• 第三章 字码芋螺的相和结构30-42
• 3.1 字码芋螺体螺环的相与结构30-35
• 3.1.1 芋螺体螺环的相30-31
• 3.1.2 体螺环的宏观结构31-34
• 3.1.3 体螺环的微观结构34-35
• 3.2 字码芋螺螺盘的相与结构35-36
• 3.3 芋螺贝壳的热分析36-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第四章 字码芋螺的生长模式42-52
• 4.1 字码芋螺体螺环的生长模式42-43
• 4.2 字码芋螺螺盘的生长模式43-45
• 4.3 字码芋螺中的界面特征45-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 字码芋螺的力学性能52-62
• 5.1 字码芋螺的三点弯曲力学性能52-58
• 5.1.1 不同取向下完整试样的抗弯强度52-53
• 5.1.2 不同取向的中间层试样的抗弯强度53-55
• 5.1.3 横向试样不同厚度的三点弯曲55-56
• 5.1.4 有机质对整体强度的影响56-58
• 5.2 字码芋螺的压缩性能58-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第六章 总结62-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-72
• 个人简历72-74
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文与其他研究成果74

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本文编号：320997