基于Sierpinski地毯模型的流线弯曲度数值计算

为了研究固定床反应器中的流线弯曲度,通过构建理想流线的几何关系,提出了一种计算低雷诺数下流体流过多孔介质时流线弯曲度的数学模型,通过改变Sierpinski地毯中固体基质的几何形状得到了弯曲度与孔隙率之间的关系式。结果表明:流线的弯曲度在固体基质的几何形状为正八边形时出现最大值,随着边数继续增加呈现出递减的趋势,但流线的路径长度、以及偏移程度变化并不大;几何形状不变,分形次数增加,弯曲度随之增加;将数值模拟得到流线弯曲度的变化规律同模型计算结果进行对比,验证了模型的可靠性,为固定床反应器的结构设计提供理论基础。     

细长孔的多孔Ti-5Nb合金制备及力学性能研究

以钛粉和铌粉为原料,球形硬脂酸为占位剂,采用粉末冶金法制备出多孔Ti-5Nb合金,并用称重法、XRD、SEM和万能力学试验机等研究了硬脂酸添加量对多孔Ti-5Nb合金微观结构和力学性能的影响。结果表明:以球形硬脂酸为占位剂成功制备出了具有排列近似一致的、细长孔结构的多孔Ti-5Nb合金。当硬脂酸添加量从10%增加到50%时,多孔Ti-5Nb合金的相组成几乎没有变化,但其密度降低,孔隙率增大,大孔之间的连通性增加,弹性模量和抗压强度均降低。通过控制硬脂酸的添加量可以使多孔Ti-5Nb合金的力学性能与皮质骨和松质骨匹配。     

Co纳米线阵列的掠入射中子小角散射研究

本文采用掠入射中子小角散射（GISANS）技术，研究了沉积在多孔阳极氧化铝（AAO）模板中的Co磁性纳米线阵列的空间结构，利用计算机软件对GISANS实验进行了理论模拟，并与扫描电子显微镜（SEM）观察的结果进行比较。结果表明，GISANS实验结果、GISANS理论模拟结果和SEM实验结果三者相吻合。纳米线直径约为60 nm，纳米线中心平均距离约为121 nm，垂直于样品表面相互平行排列，在样品平面内呈现出二维局域六角有序排布。本工作证明了GISANS实验技术结合计算机理论模拟，是研究纳米线阵列及类似纳米体系的有力手段。     

梧桐絮制备多孔纤维碳材料及其在超级电容器中的应用

以法国梧桐絮为原料、KOH为活化剂,通过碳化制备多孔纤维碳材料,并在此基础上组装了超级电容器器件。通过SEM、EDS、XRD、Raman、FTIR、BET等对制备的多孔纤维碳材料进行表征,并研究了多孔纤维碳材料电极的电化学性能。结果表明:在扫描速率为50 mV·s~(-1)时,800℃下碳化制备的梧桐絮多孔纤维碳材料电极的比电容可以达到236 F·g~(-1);所组装电极在循环10 000次后,比电容仍维持原来的99.8%,表明梧桐絮多孔纤维碳材料在超级电容器领域有巨大的应用潜力。     

硅渣和玻璃粉直接烧结制备多孔材料的气孔结构与力学性能

以硅渣和玻璃粉为原料,采用粉体直接烧结法制备多孔材料,研究了烧结温度(700~900℃)、烧结时间(15~120min)和升温速率(10~100℃·min^-1)对多孔材料表观密度、气孔率、物相组成、抗压强度的影响。结果表明:气孔结构均匀性随烧结温度的升高而降低;表观密度随烧结温度的升高先减小后增大,随保温时间的延长而增大,随升温速率的增大而减小,气孔率的变化趋势与表观密度的相反;多孔材料的主要物相为玻璃相和硅、SiC、SiO2、Ca2Al2SiO7等结晶相,且结晶度随烧结温度的升高而降低;抗压强度随烧结温度的升高呈先增大后减小的趋势;当烧结温度为750℃,升温速率为30℃·min^-1,烧结时间为30 min时,多孔材料的主晶相为硅和Ca2Al2SiO7,抗压强度最大(1.60MPa),表观密度为0.43g·cm^-3,气孔率为80%。     

多孔道底吹喷枪搅拌的数值模拟与强化机理分析

底吹富氧搅拌是熔池熔炼的一种关键强化技术，对品位低、杂质多的矿产资源具有很好适应性，底吹喷枪是其关键工艺设备。本文将数值模拟与数理统计相结合，建立了多孔道底吹喷枪强化搅拌的三维数学模型，并通过水力学模型实验对数学模型进行了验证。针对模型计算结果，以气泡上升时间、液体的气含率方差和平均湍流强度等为评价标准，对直管及多孔道底吹喷枪搅拌过程的混合均匀度进行对比研究。结果表明：多孔道喷枪喷吹方式在提高熔体搅动能的同时能使中上部熔体的混合更为充分，并在生产实践中取得了良好的应用效果。     

泡沫铝材料的研究与应用

泡沫金属具有实体金属不具备的热、声、轻质、能量吸收等优异性能，成为一种新型结构功能材料。被誉为“金属明星”的多孔泡沫铝材料是目前研究最为热门、最具应用潜力的泡沫金属，具有密度小、耐高温、抗腐蚀、不易燃、耐候性好、导热率低、电磁屏蔽强、吸能降噪等优异性能，被广泛应用在汽车工业、航空航天、建筑工业等工程领域。本文综述了泡沫铝材料的结构特征与物理性能，总结了泡沫铝的制备方法、工艺原理及其特点。     

生物质基柔性气凝胶的制备及应用

气凝胶是一种新型多孔材料,具有许多优异的性能.无论是有机的、无机的还是混合的气凝胶,都被证明具有生物相容性.基于独特的三维网状结构和优异的力学性能,以气凝胶为基础合成的材料在建筑学和医学等领域引起了广泛的关注.本文综述了气凝胶材料的一般特性及合成方法,重点介绍了生物质基柔性气凝胶的制备及应用.     

基于壳聚糖多孔碳的制备及电容性能研究

以壳聚糖为碳源和氮源,采用预碳化处理和KOH活化两步法制备了壳聚糖多孔碳材料,考察了活化剂KOH用量对电极材料形貌、结构以及电容性能的影响。结果表明:当KOH与预碳化壳聚糖质量比为0.6∶1时,制备的多孔碳材料KOH-CTS-0.6具有最优的电化学性能。KOH-CTS-0.6具有大比表面积(1 348 m~2·g~(-1)),含有丰富的N、O元素(2.9%N和7.4%O)。在电流密度为0.5 A·g~(-1)时,KOH-CTS-0.6的比电容为235.2 F·g~(-1),显示出优秀的倍率能力;在电流密度为10 A·g~(-1)的大电流时,其比电容依然高达178.6 F·g~(-1)。此外,该材料还具有良好的循环稳定性,500次循环后比电容保持率为94%。