基于模板热压法制备超疏水柱状结构表面

超疏水表面材料在生产生活中具有重要的应用价值,其制备的关键在于构建合适的表面微结构。以多孔阳极氧化铝表面为模板,高密度聚乙烯为压印热塑材料,进行常压工况下的热压印,制备出三维柱状结构表面,表面形貌规整有序,通过调节模板结构参数实现对柱状结构尺寸的精确调控。测试结果显示,制备的不同微结构尺寸的柱状结构表面接触角均在150°以上,具有优异的超疏水性能。     

表面微结构对冰粘附强度的影响

目的研究试片表面粗糙度及分形维数对冰粘附强度的影响。方法通过对裸铝表面进行化学刻蚀及氟硅烷修饰,制备不同表面试片,测试试片表面的粗糙度和分形维数,应用冰粘附强度实验装置测试不同试片表面的冰粘附强度。结果粗糙度(x)与粘附强度(y)的关联式为:y=1.0966x+51.816(亲水表面),y=-0.67x+74.98(疏水表面)。分形维数(z)与粘附强度(y)的关联式为:y=-146.6z+493.5(亲水表面),y=95.45z-209.9(疏水表面)。结论亲水表面试片冰粘附强度随粗糙度的增加而增加,随分形维数的增加而减小,疏水表面试片的变化趋势则相反。冰粘附强度与粗糙度及分形维数之间存在较强的线性关系。表面粗糙度相同的试片经氟硅烷修饰后,冰粘附强度降低,且表面粗糙度越大,冰粘附强度下降越多。     

柱状微结构超疏水表面制备及其结霜性能研究

目的研究表面结构与化学成分对结霜性能的影响。方法以具有不同结构参数的多孔阳极氧化铝表面为模板,以高密度聚乙烯为压印热塑材料,采用模板热压法在常压下制备柱状微结构表面。分析表面形貌,测试接触角,通过结霜实验研究其结霜性能。结果柱状微结构表面经化学修饰后,获得超疏水效果。结霜过程实验显示,制备的超疏水表面初始结霜时间更晚,结霜速率更慢。结论通过改变表面结构与表面化学成分均能对表面结霜性能产生直接影响,修饰后的柱状结构表面具有较好的抑霜效果。     

预测纤维增强气凝胶复合材料热导率的研究进展

SiO2气凝胶复合材料具有纳米尺度结构和极低热导率,作为隔热保温材料在航天航空、建筑和其他工业领域具有重要的科学和应用价值。根据纤维在气凝胶基体中的不同分布方式,概述了预测 SiO2气凝胶复合材料的气固耦合热导率的研究进展;基于纤维和气凝胶的消光系数的不同计算方法,概述了预测 SiO2气凝胶复合材料的辐射热导率的研究进展。并提出了纤维增强气凝胶复合材料体系存在的跨尺度、多物相、分级及相互耦合等仍需进一步解决的难题,结合最新发展的格子 Boltzmann 方法(LBM),指出了预测 SiO2气凝胶复合材料等效热导率的可能发展方向。     

TiO2复合粉体对空调系统菌类的杀抑性实验研究

使用物理方法制备了掺杂硝酸铈和电气石的纳米锐钛矿型TiO2复合粉体,对其进行了X射线衍射(XRD)分析和扫描电子显微术(SEM)实验,采用该复合粉体对黑曲霉菌和金黄色葡萄球菌进行了杀灭性实验。结果发现,复合粉体比单纯的TiO2或电气石粉体具有更强的杀菌性能,随复合粉体用量的增加和复合粉体与菌液接触时间的延长,杀灭率能达到近100%。     

气凝胶薄膜制备的研究进展

气凝胶薄膜作为一种具有独特特性的薄膜材料，在光学、热学、声学、微电子等领域受到广泛关注。概述了气凝胶薄膜的溶胶制备和溶胶镀膜制备工艺，对比了气凝胶溶胶的酸催化、碱催化和酸碱两步催化等制备方法；介绍了浸渍提拉法、旋转镀膜法等溶胶镀膜方法；综述了溶胶制备和镀膜等工艺条件对气凝胶薄膜结构和性能的影响及其研究进展，指出酸碱两步...     

气凝胶含量对泡沫混凝土孔结构及性能的影响

分别以水泥、气凝胶为胶凝材料和填充材料,采用机械发泡法制备了新型高性能气凝胶泡沫混凝土。研究了气凝胶含量对泡沫混凝土干表观密度、导热系数、吸水率及抗压强度的影响,表征了气凝胶泡沫混凝土孔结构及孔径分布。结果表明,气凝胶泡沫混凝土的密度和导热系数明显低于普通泡沫混凝土,体积吸水率也显著降低,当气凝胶体积含量为20%时,气凝胶泡沫混凝土的密度从719 kg/m~3降低至512 kg/m~3,导热系数从0.188 W/(m·K)降低至0.121 W/(m·K),体积吸水率从37.3%降低至32.2%,抗压强度虽有所降低,但仍符合JG/T 266—2011《泡沫混凝土》的强度要求。     

气凝胶建筑玻璃透光隔热性能及影响因素

新型气凝胶玻璃具有良好的透光隔热性能,作为高性能建筑玻璃能有效降低建筑能耗。通过气凝胶颗粒粒径和填充厚度设计,制成8种不同结构的气凝胶填充玻璃;实验研究了气凝胶颗粒粒径与填充厚度对气凝胶玻璃透光和隔热性能的影响。结果表明:当气凝胶粒径从0.41mm增大到0.93mm时,玻璃透光率明显增大,而当气凝胶粒径继续增大时透光率变化不大;当气凝胶粒径从0.41mm增大到2.7mm时,气凝胶玻璃传热系数增大约15%;相对于普通玻璃,相同尺寸的普通玻璃传热系数最多可降低51.43%。采用玻璃隔热实验测试研究了气凝胶玻璃与普通中空玻璃的隔热温差,结果表明,气凝胶玻璃较普通玻璃隔热效果提高5.4~10.2℃。     

气凝胶蜂窝板保温材料的制备及性能研究

制备了一种以蜂窝结构聚苯乙烯塑料板为支撑的气凝胶绝热板,采用稳态法测试其导热系数,并通过隔热试验测试其热工性能,基于稳态传热过程建立了串并联热阻简化模型,计算了气凝胶蜂窝板随孔隙率变化的导热系数,并与实测值对比误差在5%以内。结果显示,该气凝胶蜂窝板的导热系数比XPS板减小19.6%～27.6%,其热工性能优于传统的XPS板,可应用于轻质快速营房等建筑的隔热保温。     

土壤-空气换热系统流动与供冷性能的计算模拟

以土壤热传导方程和K_1—ζ湍流模型为基础,采用温度场叠加法对土壤—空气埋管换热系统进行了三维动态数值模拟,计算了埋管出口温度随时间的动态变化。研究了埋管管长、管径、风速等对换热器出口温度的影响。模拟结果表明：①换热器出口温度随外界气温和土壤表面获得的辐射能的周期性变化而呈周期性变化；②随着管长增加和管径减小,出口温度降低,而且受气温和太阳辐射的影响减小；③随着人口风速减小,出口温度降低且变化幅度减小,供冷性能提高。并进行了实验验证,实测数据与模拟结果之差不超过0.8℃。