基于格子Boltzmann方法的疏水表面润湿性数值模拟

润湿性对固体表面上液体的各种动力学行为具有重要影响,疏水表面的特殊润湿性是其在减阻、降噪、防污等领域有着广泛应用前景的根本原因。基于Shan-Chen模型的格子Boltzmann方法对疏水表面润湿性进行数值模拟,获得了材料属性和微形貌对疏水表面润湿性的影响规律。研究表明,要使疏水表面处于Cassie-Baxter润湿状态,微形貌高度必须大于某一临界值,而当疏水表面一旦处于Cassie-Baxter润湿状态后,继续增加微形貌高度也不会提高其疏水性能;疏水表面的表观接触角随气液界面分数先增大后减小,且存在一个最佳的气液界面分数使表观接触角达到最大。     

超疏水表面微结构的设计及其注射成型

目的 从超疏水表面的功能设计出发,主动设计三种深宽比的微结构阵列并洞察其在不同润湿接触状态下的疏水性能。方法 首先,采用热力学分析方法,建立三种深宽比微结构的系统自由能与其接触角、结构几何参数之间的函数关系,探明自主设计微结构表面的润湿性能。继而,在热力学分析的基础上,采用紫外光刻、电铸和注射成型技术相结合的方法实现三种深宽比微结构聚丙烯（PP）超疏水表面的制备。最后,进一步测量与分析聚丙烯（PP）微结构表面的润湿性能。结果 三种深宽比微结构表面的静态接触角测量值均大于150?,滚动角分别为12?、14?和15?,基本达到设计目标;同时,微结构表面的表观接触角测量值与理论计算值基本符合。表面的接触角滞后分别为15?、21?、22?,且接触角滞后随着深宽比的增加而变大,使液滴在PP表面的流动性也变差。结论 在设计微结构超疏水表面的过程中,可以适当降低微结构的深宽比,以获取更好的超疏水特性。自主设计的微结构表面基本实现超疏水性,为高聚物超疏水表面的功能设计与高效制备提供了理论依据与技术支撑。     

ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃结晶行为及对金刚石磨料的润湿性

为改良微晶玻璃结合剂,以熔融法制备锌铝硼硅系微晶玻璃,研究硼硅比和烧结工艺对其热学、力学性能,析晶行为,显微结构及对磨料的润湿性的影响。发现:硼含量增多,锌铝硼硅系玻璃的热膨胀系数升高、耐热性下降、抗弯强度先升高后降低;硼含量过高时,结合剂完全包覆磨料,不利于磨削加工。另一方面,硅含量增多,玻璃的黏度增大、对磨料的润湿性能变差;硅含量过高时,试样抗弯强度不足。ZABS系微晶玻璃的最佳配比w_B:w_Si=1:1。热处理工艺为710℃时保温2 h,得到的试样的热膨胀系数为5.132 7×10-6℃-1,抗弯强度达78 MPa,对磨料的润湿性好。      

煤岩显微组分对活性炭表面性质的协同效应机理

为探究煤岩显微组分对活性炭表面性质的协同效应机理,按密度分选富集煤岩显微组分,采用KOH活化法制备活性炭,测试了原煤和前驱体煤岩显微组分的性质,分析了活性炭的氮气吸附量、孔结构特征、官能团和润湿性。结果表明:按密度分选可以有效富集煤岩显微组分,煤中活性组分与惰性组分之间的协同效应对活性炭的表面性质有重要影响;中间密度级前驱体的活惰比(活性组分与惰性组分的体积分数比)适中,既有充足的活性组分造孔,又有足够的惰性组分形成骨架,用其制备的活性炭孔结构最发达,比表面积和总孔体积最大(分别为1 264.47 m~2/g和0.700 0 cm~3/g),中孔率最高(35.71%),氮气吸附量最大;随着前驱体活惰比减小,活性炭的含氧官能团少量减少,而矿物质含量迅速增加,使得KOH电解液对活性炭的润湿性增强。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备技术及发展

石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物化性能,在改善复合材料的力学性能、电学性能和热学性能等方面具有很大的潜力,已成为金属基复合材料较理想的增强体。铜合金具有优异的导电导热性能和良好的延展性,但是其强度较低、不耐磨及高温下易变形的特点阻碍了其应用和发展。因此,结合石墨烯和铜的性能特点,将石墨烯作为增强体添加到铜中,制备性能优异的石墨烯增强铜基复合材料成为目前研究的热点之一。综述了目前石墨烯增强铜基复合材料的制备方法,并对各方法的特点进行了分析比较,提出未来可采用的制备工艺的方向以及在制备过程中面临的问题和挑战,并对其未来的研究方向进行了展望。     

不锈钢网表面润湿性的调控及其油水分离性能

采用简单的化学刻蚀法在 304 不锈钢网上构造微纳米粗糙结构,随后通过自组装技术将不同链长的脂肪酸装饰到粗糙表面,可制备出具有可控润湿性的网膜;利用接触角测量仪对表面润湿性进行测量,利用原子力显微镜、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对网膜表面的形貌和成分进行表征分析,根据长链脂肪酸改性后的超疏水超亲油特性测试油水分离性能以及重复利用性。 结果表明:不锈钢滤网表面呈现二维微纳米粗糙结构,并形成有序碳链薄膜。 通过调节脂肪酸的链长可实现亲水到超疏水的转变,接触角范围为 45° ~ 153°;油滴迅速在网膜上渗透,接触角始终为 0°。 链长越长的脂肪酸疏水亲油效果越明显,油水分离效率越高,最高达到 96%;经重复油水分离 50 次测试后,其油水分离效率仍能达到 80%以上。     

Fe-TiB2/Al2O3复合阴极的电解性能及元素迁移行为

以氧化铝溶胶为黏结剂、金属Fe为烧结助剂, 采用冷压-烧结制备出铝电解用Fe-TiB₂/Al₂O₃复合阴极材料, 利用20A电解试验研究其电解性能; 利用能谱仪(EDS) 对电解试验前后的复合阴极材料进行了成分物相分析, 研究电解过程中各种元素迁移行为.研究结果表明: 金属Fe作为烧结助剂在烧结过程中能有效的填充骨料之间的空隙, 使该复合阴极材料的烧结致密度显著提高; 20 A电解试验过程电压稳定, 电流效率93. 2%, 原铝中铝元素质量分数为99. 47%, 杂质元素质量分数为0. 53%.在电解试验后, 铝液能有效润湿阴极表面, 表明Fe-TiB₂/Al₂O₃复合阴极材料具有较理想的可润湿性; 从复合阴极电解后的能谱分析可知, 在电解过程中, 碱金属主要是通过液态电解质渗透进入阴极材料中, 随后又逐渐渗透进入黏结剂相中, 并在骨料之间氧化铝溶胶和金属烧结助剂均未能充分填充的空隙进行富集. K元素较Na元素对黏结相的渗透力更强; 与此同时, 阴极表面生成的Al通过复合材料的空隙进入阴极内部, 而Fe金属会利用材料内部的空隙反向扩散至铝液层中.在试验中, 阴极表面的铝液层的稳定存在是该阴极高效稳定运行的基础.      

浅谈国产圆珠笔用油墨和笔芯的质量

一、前言国内圆珠笔用油墨主要生产单位有:常熟和甸制笔科技有限公司,苏州雄鹰笔墨科技有限公司,二家公司占有全国80%总产量,约2000吨左右,其它小公司占500吨左右。国产油墨品种齐全,质量稳定。目前在原材料涨价,成本提高的情况下,这两个主要生产公司油墨不提价,产品质量不下降。为了提高产品质量,这两个公司成立了科研机构,投入人力财力使实验室设备完整先进,有了手段才能使     

HS-167在棉织物一浴法前处理中的应用

主要研究前处理剂HS-167的净洗力、润湿性和扩散性等化学特性,探讨了HS-167在棉织物一浴法前处理中的应用工艺。实验结果表明,HS-167具有良好的净洗力、润湿性和扩散性,在棉织物一浴法前处理的最佳应用工艺为:NaOH 14g/L、H2O2(30%)8g/L、Na2SiO38g/L、HS-167 5g/L,处理温度90℃,处理时间50min,浴比1∶30。经该工艺处理后的棉织物达到白度75.74%、毛效17.18cm和断裂强力423.2N等高质量指标。