有机氟硅烷对玻璃表面的浸润改性

为研究有机氟硅烷对玻璃表面润湿性的影响,利用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷对普通玻璃表面进行化学修饰,在玻璃基体表面形成含有-CF3的强疏水性基团。通过控制试验温度和处理时间,研究了不同处理条件下玻璃表面的疏水效果的变化趋势。通过对玻璃表面进行不同程度的打磨处理,研究了玻璃表面粗糙度对表面接触角的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、表面粗糙度测试仪和红外光谱(FTIR)对玻璃表面处理后形貌、粗糙度和化学结构进行了观察和表征,利用表面接触角仪测定了不同处理条件后玻璃表面的接触角。结果表明,浸润时间与温度的增加在一定范围内均可提高玻璃表面疏水性,且表面粗糙度的增加有利于疏水性能的提高。最终通过将表面粗糙化与表面化学修饰相结合,使玻璃表面获得优异疏水性能,表面接触角最高可达到127.9°。     

基于润湿过渡的玻璃表面亲水微结构的理论设计与制造

目的 为实现一种仿生蜂窝状的微结构的理论设计与制造,达到对接触角的理论预测,并进行试验的测量验证.方法 通过建立蜂窝状微结构的理论模型,基于润湿的Cassie-Baxter态到Wenzel态的转化理论,采用数值仿真程序对该结构接触角进行预测.采用纳秒脉冲光纤激光器在玻璃表面加工出蜂窝状结构.结果 通过首次建立蜂窝微结构理论模型可得到接触角的表达式,在满足物理约束(重力、拉普拉斯压力、内外压差)的条件下可得到最优的边界条件.利用数值仿真程序,得到的接触角预测值和纳秒激光技术加工后的测量值吻合良好,误差均小于5°.同时,表面接触角随着蜂窝状结构尺寸的减小而减小,在蜂窝状结构边长约为10μm时达到超亲水状态.结论 基于润湿过渡理论建立的蜂窝状微结构理论模型是可行的,可以准确预测微结构的表面亲水性(表观接触角).通过纳秒激光的吸光材料辅助烧蚀技术,可以在玻璃表面准确地加工出微米级的蜂窝结构.利用生物学仿生技术设计的蜂窝微结构,能够起到减小表观接触角的效果,从而有效地改善玻璃表面的亲水性.     

OTS自组装单分子膜在玻璃表面功能化的研究

采用分子自组装技术在羟基化的玻璃基片表面成功制备了十八烷基三氯硅烷单层膜 (OTS-SAMs).运用接触角测试仪测定了水在自组装薄膜表面的接触角;用原子力显微镜(AFM)分析了OTS-SAMs的表面形貌,并对经过紫外线照射改性的OTS-SAMs薄膜表面进行分析.结果表明:该组装膜具有很好的疏水性,其对水的接触角高达105°;在组装初期2 min内,十八烷基三氯硅烷水解产物主要是与基体表面的羟基发生聚合反应,表现为岛状物结构团簇,随着组装时间的增加,基体表面的有机硅烷分子之间发生聚合反应,当组装15 min后,成膜过程趋于稳定,可以在基体表面形成平整致密的自组装薄膜;经过紫外线照射改性后的薄膜表面亲水性明显提高,在2 h时达到了很好的羟基化效果.     

430不锈钢表面十四烷基膦酸自组装膜的制备与耐蚀性

用浸泡法在430不锈钢表面制备了十四烷基膦酸自组装膜,利用Fourier反射红外,动电位扫描、接触角测试、电化学阻抗及X射线光电子能谱研究了该自组装膜在430不锈钢表面的吸附行为和对点蚀电位的影响。结果表明:吸附有十四烷基膦酸分子的430不锈钢表面由亲水性转为疏水性,自组装时间为6 h时不锈钢的点蚀电位较高;氧化处理能够提高不锈钢基底的点蚀电位,且氧化处理后的不锈钢表面也能在十四烷基膦酸溶液中形成保护性的自组装膜。     

基于溶胶-凝胶法制备PFTMS-SiO2有机-无机杂化超双疏涂层

针对超双疏涂层在建筑室内、外功能性家装领域的应用问题,采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯（TEOS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为共前驱体,结合1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷（PFTMS）改性制备了PFTMS-SiO₂有机-无机杂化超双疏涂覆液。当改性剂与正硅酸乙酯摩尔比达到0.3时,该涂覆液在玻璃、瓷砖、石材、水泥板表面形成的涂层均呈现超双疏特性,最高水接触角157.4°,正十六烷接触角142.6°,涂层附着力达到1级,耐洗刷试验1600次后仍保持良好超双疏性能。XPS结果表明,经过改性处理后的SiO₂链段上含氟基团相对含量达到了69.53%,在玻璃表面形成的超双疏涂层含氟基团相对含量为33.75%,涂层表面的平均粗糙度达到937 nm,说明了含氟基团的成功引入及表面凹凸不平的微观形貌共同构成了涂层表面的超疏性能。     

盐溶液刻蚀-氟化处理制备X65管线钢镀镍超双疏表面及其耐蚀性研究

通过盐溶液对X65管线钢镀镍表面进行化学刻蚀,然后经过全氟辛基三氯硅烷修饰,成功地在基底上制备出了超疏水疏油性能的表面,并通过电化学测试研究了双疏表面的耐腐蚀性能。结果表明:含钴镍离子的溶液80℃恒温刻蚀6 h后,再经过全氟辛基三氯硅烷修饰2 h,得到了与去离子水、乙二醇的接触角分别为160°和152°的超双疏表面。相较于镀镍试样表面,极化曲线表明超双疏表面的腐蚀速率明显降低,电化学阻抗测试图谱表明超双疏表面的耐蚀性得到了提高。     

混凝土表面硅烷改性后的防腐蚀性能

硅烷改性是目前钢筋混凝土结构上常用的防护手段之一。与普通涂料相比,硅烷具有较好的渗透性和疏水性。采用辛基三乙氧基硅烷对混凝土表面改性。通过接触角观察、吸水率测试、电化学测试以及傅立叶红外吸收测试得出:硅烷分子通过水解缩合反应在孔隙壁表面形成有机硅树脂;表面改性后的混凝土疏水效果明显,浸润角大于100°,混凝土吸水率显著降低,扩散阻抗明显增加,混凝土耐蚀性增强。     

玻璃OTS自组装膜的构建及钛表面图案化

采用自组装技术在玻璃表面接枝了疏水的十八烷基三氯硅烷(OTS)膜,通过原子力显微镜(AFM)和接触角对OTS膜进行了表征和成膜机理探讨。结果表明:OTS膜层的疏水性好,且OTS自组装分子膜在玻璃表面呈"岛式"形貌;该功能化玻璃的OTS膜层可应用于钛表面图案化,通过紫外辐照技术并借助OTS玻璃成功地在钛基体表面构建了图案化的明胶涂层,OTS膜层的疏水性随着图案化过程中紫外辐射时间的增长而减弱,具有一定的时效性。     

基于PS模板的SiO2疏水膜制备与研究

目的 研究聚苯乙烯(PS)刮涂速率、溶胶提拉速率、催化剂和陈化对疏水膜的表面粗糙度、透过率和接触角的影响规律.方法 通过绕线棒刮涂和浸镀等工艺在玻璃基板上制备玻璃/聚苯乙烯/二氧化硅(Glass/PS/SiO2)膜系,热处理去除PS后,在表面涂覆氟硅烷(FAS),得到透明疏水膜.采用光学轮廓仪和场发射扫描电子显微镜检测PS刮涂效果、膜层表面粗糙度以及微观膜层形貌.采用分光光度计测量样品的可见-近红外光学透过率.采用接触角测试仪得到疏水膜的静止水接触角.结果 当绕线棒刮涂速率为2 cm/s,采用碱催化SiO2溶胶,提拉速率由60 mm/min增至180 mm/min时,膜层表面粗糙度依次减小,150 mm/min对应的表面粗糙度为0.0251μm,样品的水接触角为139°.当绕线棒刮涂速率为3 cm/s,采用陈化时间较短的酸催化溶胶,可以制备得到接触角为150.5°、波长为380～1100 nm、平均透过率为88.3％的疏水膜.结论 表面粗糙结构受PS刮涂速率、SiO2溶胶的提拉速率及其性质的影响.采用酸催化的低黏度SiO2溶胶涂覆于PS模板层,经过热处理和表面改性可以得到类蜂窝结构的SiO2疏水多孔膜.     

修饰不同微结构对疏水性表面浸润性的影响

目的研究修饰微结构对疏水性材料表面浸润性的影响并指导制备超疏水表面。方法基于有限元软件建立了水滴在修饰不同微结构的疏水性表面的润湿模型,通过水滴表观接触角衡量分析了疏水材料表面修饰单一粗糙结构和复合粗糙结构对疏水性提升的效果,利用硅树脂掺杂微粒制备了不同粗糙度的疏水性涂层,涂层固化后测试其实际接触角大小,并与仿真结果对比。结果仿真结果显示,对水滴接触角为100°的表面修饰单一粗糙结构后,由于微结构形成的凹槽滞留空气,阻碍了水滴在表面铺展,使得水滴在表面的接触角增大至133°。在原微结构基础上修饰更小一级的微结构后,水滴在表面的接触角达168°,材料表面达到超疏水效果。实验中,随涂层表面粗糙度的提升,水滴在表面的接触角逐渐增大,掺混两种微粒的疏水涂层固化后,表面形成复合微观结构,水滴接触角达162°,与仿真结果拟合较好。结论在疏水性表面修饰微结构可显著提升其表面疏水性,修饰复合结构后可达到超疏水效果,此方法可用于实际工程制备超疏水表面。     

DIBK-TBP体系萃取分离锆铪的机理

为了解二异丁基甲酮(DIBK)-TBP体系萃取锆铪的化学行为,分别采用斜率法和饱和容量法研究DIBK和TBP在HSCN介质中协同萃取锆铪的性能及机理,结果表明:DIBK-TBP体系萃取分离锆铪时优先萃取铪,萃取反应机理为溶剂化机理,萃合物中Zr4+(Hf4+)、TBP、DIBK的摩尔比为1:1:1,其萃合物组成分别为Zr(SCN)4.TBP.DIBK和Hf(SCN)4.TBP.DIBK,并通过对负载有机相进行红外光谱分析进一步确定了萃合物可能的结构式;DIBK和TBP协同使用可以改善HSCN介质下锆铪的萃取分离效果。     

非调质钢弯臂、直臂的开发应用

介绍了非调质钢（30MnVS和35MnVN）与调质钢（40Cr）的材料力学性能试验结果。并依据3种材料的对比试验结果,内在质量检测结果选定30MnVS钢或35MnVN钢为汽车弯、直臂用材,以替代40Cr钢制造弯、直壁,并对使用效果进行了综合性分析。     

置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结组织性能研究

采用置氢TC21钛合金粉末模压成形+保护气氛烧结工艺,研究置氢TC21钛合金粉末模压成形-烧结合金的组织性能的变化规律.结果表明:置氢量0.22%(质量分数,下同)和0.39%的TC21粉末烧结体组织较细,致密化程度也较高,置氢量0.39%的TC21粉末烧结体退火后的抗压强度和屈服强度最高.随着置氢量的增加,置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结体片层组织尺寸变薄、针状的组织变细,晶粒尺寸变小;置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结体退火后组织较退火前发生了明显的均匀化和细化;烧结体真空退火后氢含量达到安全状态,其中,置氢量0.39%的TC21钛合金粉末烧结体致密效果较好、综合力学性能较高.     

铱及其合金的加工及应用

高熔点、良好的耐腐蚀性和高温抗氧化性使得铱及其合金在高温领域有着不可替代的作用.但铱又是最难加工成型的金属之一,其应用存在很多限制.论文综述了铱及其合金的多种成型加工工艺,包括精炼、熔化、粉末冶金、变形加工和沉积,重点介绍了铱涂层的沉积方法,包括熔盐电沉积、CVD和PVD,并分析了各种方法的优缺点.最后对铱及其合金的应用进行了简要介绍.     

干式和准干式电火花加工技术及应用

干式和准干式电火花加工分别采用气体和雾作为放电介质,与液中放电加工相比,具有放电能量和加工间隙小、对环境和操作者无污染、无火灾隐患等优点.介绍了干式及准干式电火花加工技术的发展和应用,包括干式成形铣削、干式线切割加工、气中抛光、超声振动辅助干式加工、雾中铣削和钻孔等.     

国内外静压造型工艺与设备简介

回顾了静压造型的发展历史,通过典型机型的介绍,对其优缺点进行了分析,指出目前静压造型机存在的主要问题,提出高生产率、柔性化、少人(无人)操控的高可靠性静压造型线是今后发展的方向。     

一段炉转化炉管的组织性能分析与评估

采用化学成分分析、着色渗透探伤分析、电子探针分析、显微组织分析、力学性能及高温持久性能分析等方法,对大型合成氨一段炉竖琴管排运行1.0×105h的转化管进行综合分析和评估。结果表明：转化管化学成分符合技术要求,宏观组织正常,显微组织形态良好,内外表面轻微腐蚀;经高温持久性能在L-M曲线中拟合外推,该管的剩余寿命远大于2.2×104h;炉管虽使用1.0×105h满足了工艺要求,但壁厚太大,影响热效率,同时内径小,限制了触媒和流量;因此,为提高效率,建议在今后的设计中采用性能较好的材料ZG50Ni35Cr25NbM。     

铝熔体的合金化及理化过程

从炉料的熔化、正常熔炼时的合金化、滞后加入组元的合金化和合金化过程中的其他物理化学行为等四个方面阐述了铝熔体的合金化及理化过程。     

Growth and Application of Chalcogenides of Lead and Related Compounds

Large grain, low-dislocation, high-quality single crystals of various Pb-salt compounds have been grownreproducibly by the Horizontal Unseeded Vapor Growth (HUVG) technique. The Tunable Diode Lasers withbetter performance have been made with such crystals. The annealing feature, dislocations and diffusion in thecrystals have also been investigated.     

B,Sr联合处理Al-7Si合金及细化变质效果评估

采用定量金相及化学分析方法研究了B，Sr联合处理对亚共晶Al-7Si合金凝固组织的影响．Al-7Si合金熔体经B，Sr联合处理时，Sr对合金的细化处理效果无明显影响．而B的出现减少了熔体中有效Sr含量，降低了合金的变质处理效果．在此基础上，结合冷却曲线模式识别技术研究了合金熔体状态与冷却曲线凝固段整体形状的关系．随着表征曲线相似程度的综合偏差值仃趋近于零，相应的变质级别差值及晶粒尺寸差值也同时向零收敛．冷却曲线凝固段的整体形状可以表征B，Sr联合处理后合金的熔体状态．通过建立基于大量实验结果累积的数据库，有望实现B，Sr联合处理Al-7Si合金细化变质效果的在线评测．