Ti和Al反应的动力学分析

以Ti粉、纯Al和钛纤维为原料,采用压力浸渗法研制了Tif+Tip/Al复合材料,利用XRD和SEM测试分析了复合材料的相组成和显微组织,利用EDX测试分析了不同反应温度下纤维周围反应层中Al的浓度分布。计算了Ti和Al间的扩散系数,确定了扩散系数与温度和成分的变化规律,求出扩散激活能。结果表明,随着反应温度的升高,纤维周围的反应层厚度逐渐增大,各相的互扩散系数逐渐增大,各相的扩散激活能存在如下关系:Q_(Ti_3Al)〉Q_(TiAl_2)〉Q_(TiAl)〉Q_(TiAl_3)。     

腐蚀介质在金属表面扩散行为的分子动力学研究

采用分子动力学方法,研究了3种介质粒子(Cl-、OH-、H2O)与两种金属氧化膜界面Fe2O3(00-1)、Cr2O3(0 0-1)的交互作用能和它们在这些氧化膜表面的扩散过程。计算结果表明:Cl-与Fe2O3和Cr2O3的交互作用能分别为-8 875、-9 227kcal/mol,而OH-和H2O与Fe2O3的交互能仅仅为-225、-258kcal/mol。Cl-、OH-和H2O在Cr2O3中的扩散系数分别为6×10-5cm2/s、8×10-5cm2/s和3×10-6cm2/s。交互作用能说明:Cl-与金属氧化膜的作用性更强,OH-和H2O与金属氧化膜的作用性相对弱一点,因此交互作用能可以是评价粒子腐蚀性的重要依据之一;扩散系数也是评价粒子对金属腐蚀性的一个指标,但是评价单个粒子对金属的腐蚀性能时不仅取决于其自身的扩散系数,而且还应该与所在溶剂的分子在金属氧化物表面的扩散系数有关。     

基于分子动力学模拟的再生剂-老化沥青扩散机理

采用Materials Studio(MS)分子动力学模拟软件对再生剂-老化沥青扩散体系进行研究.以沥青四组分试验为基础,选取12种分子模型构建再生剂分子组、复合水老化沥青分子组和复合紫外老化沥青分子组.针对在不同模拟时间、模拟温度和沥青成分条件下的老化沥青扩散体系进行模拟,得到扩散体系的扩散系数.结果 表明:随着模拟时间的延长,再生剂在老化沥青扩散体系中的扩散系数变小,同时在复合紫外老化沥青扩散体系中的扩散系数小于复合水老化沥青扩散体系;随着扩散温度的增加,扩散系数增速逐渐变缓;再生剂中油性成分(芳香分和饱和分)的扩散系数大于极性成分(胶质和沥青质),芳香分由于多为链状且相对分子质量较小,其扩散速率在4种组分中最快.     

点赞混凝土科技创新的春天

像一片怒放的报春花海那般令人振奋。2015年1月9日,国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行。2014年度国家科学技术奖励共授奖318项成果、8位科技专家和1个外国组织。其中,立足于混凝土产业的四项科技创新成果分获"国家科学技术进步一等奖"、"国家科学技术进步二等奖"和"国家技术发明二等奖",其分别是东南大学吕志涛院士领衔的"现代预应力混凝土结构关键技术创新与应用",东南大学孙伟院士领衔的"超高性能混凝土抗爆材料成套制备技术结构设计     

DBP和NA在发射药中扩散性能的分子动力学模拟

针对钝感剂在发射药贮存期间的扩散迁移影响发射药服役寿命的问题,采用分子动力学模拟(MD模拟)比较了小分子邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、聚新戊二醇己二酸酯(NA)在发射药体系中的扩散系数,探究了温度和硝化甘油(NG)含量对DBP、NA在双基发射药中扩散的影响,并分析了扩散机理.结果表明:5℃时DBP和NA在NC基体中的扩散能力相当,扩散系数均在10-12 m2·s-1数量级,25℃时DBP与NA的扩散系数分别为1.13×10-11 m2·s-1和5.13×10-12 m2·s-1,65℃时DBP与NA的扩散系数分别为1.88×10-11 m2·s-1和7.57×10-12 m2·s-1,85℃时DBP与NA的扩散系数分别为3.42×10-11 m2·s-1、1.11×10-11 m2·s-1,在相同温度下,钝感剂扩散系数的大小顺序为DBP>NA,这说明NA具有较好的抗迁移特性,该特性在高温时更为凸显;从微观角度分析温度对扩散机理的影响为:高温使原子间氢键作用峰值减小,即DBP、NA与NC的相互作用力减弱,并且体系的自由体积分数也变大,增大了分子运动的有效活动空间,更有利于DBP、NA扩散.DBP、NA的扩散能力随着增塑剂NG含量的增加而增强,添加NG使得DBP、NA与NC的相互作用减弱,因此DBP、NA运动更活跃,扩散能力增强.     

基于孔结构参数的混凝土气体扩散模型

提出了一种反映混凝土孔结构特征的毛细管束几何模型,并运用分形维数表征了孔数目、孔隙率和曲折度等参数.通过水饱和度与气体有效扩散空间的关系,建立了考虑水饱和度影响的混凝土气体扩散模型,并运用该模型分析了水饱和度、水灰比和环境温度等对气体扩散系数的影响.结果表明:水饱和度是影响混凝土中气体扩散性能的一个主要参数,当水饱和度达到85%(质量分数)时,对气体扩散系数的影响最为显著.     

硝酸银显色法测量混凝土氯离子表观扩散系数

研究了硝酸银显色法快速测量混凝土中氯离子表观扩散系数。将14组混凝土试件分别在16.5%与3.5%NaCl溶液中浸泡90d和300d,用AgNO_3显色法及NT Build 443法测量其氯离子表观扩散系数(D_A和D_N)。结果表明:用浸泡液浓度为表面氯离子浓度情况下,当表层氯离子浓度与浸泡液氯离子浓度相近时,D_A与D_N值相近;浸泡90 d时,一部分D_A与D_N值相近;浸泡300 d时,所有的D_A与D_N均十分相近。测量的表层氯离子浓度作为表面氯离子浓度时,所有D_A和D_N均十分接近。因此,合理确定表面氯离子浓度后,硝酸银显色法可以快速且较为精确地测量混凝土氯离子表观扩散系数。     

层间阴离子对铝代Ni(OH)_2质子扩散系数的影响

采用化学共沉淀法制备了层间分别含有SO42-和NO3-的铝取代氢氧化镍样品。应用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和循环伏安法(CV)对样品的微观结构和质子扩散系数进行了比较。结果表明,两样品均为α-相氢氧化镍,其中层间含有NO3-的铝代氢氧化镍比层间含有SO42-的铝代氢氧化镍具有更好的结晶特性;循环伏安测试表明,层间含有NO3-的铝代氢氧化镍比层间含有SO42-的铝代氢氧化镍具有更好的电化学反应可逆性和更高的质子传递系数。     

碳酸二乙酯在正庚烷和空气中质扩散系数测量

利用自行搭建的数字激光全息干涉法测量流体液液、气液质扩散系数的实验装置,在标准大气压下,温度在278.15—338.15 K内,测量了含氧替代燃料碳酸二乙酯分别在正庚烷和空气中21个温度点的质扩散系数;同时,使用Wilke-chang方程、Scheibel方程和Reddy-Doraiswamy方程对碳酸二乙酯在正庚烷中的质扩散系数进行了估算,并与实验数据进行了比较分析。为替代燃料碳酸二乙酯的科研开发提供了热物性基础数据。     

金属掺杂二氧化钛介孔材料对葛根素的吸附行为

以葛根素为探针分子,研究了pH=4.5、初始浓度8mg/L、不同时间与温度下TiO_2及金属铝、镍、锌单掺杂TiO_2介孔材料对葛根素的吸附行为.结果表明,葛根素在该介孔材料上的吸附行为符合Freundlich等温单层吸附模型;其准一级吸附速率常数k=(0.30~0.58)×10~(-2)min~(-1),且k_(Zn-TiO_2)k_(Al-TiO_2)k_(Ni-TiO_2)k_(TiO_2).葛根素的吸附过程不仅是自发放热过程(ΔH0,ΔG0),且是分子排列有序性增加的过程(ΔS0);其ΔG值随掺杂离子半径增大而减小,吸附活化能ΔE在1.63~3.36kJ/mol之间.葛根素的平均扩散系数Dp为(1.37~2.88)×10~(-13)m~2/s.葛根素溶液中脱落的掺杂金属离子含量随吸附次数增多而减小,Ni,Al掺杂TiO_2介孔材料更适于葛根素的吸附分离.