聚丙烯腈共混纤维凝固过程中的扩散现象——Ⅰ,扩散系数的测定

本文采用显微-电视-摄像系统对共混高聚物原液在静态凝固过程中的扩散系数进行了测算,并研究了共混体系对其扩散系数的影响。研究结果表明,在DMF和NaSCN水溶液中聚丙烯腈共混原液的扩散系数通常大于聚丙烯腈原液的扩散系数。     

聚合物中小分子扩散的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法,以研究低聚体在聚甲基丙烯酸甲酯中的扩散为例,通过分析高分子链长、低聚体含量、聚合度和温度对扩散系数的影响,揭示小分子在聚合物中扩散过程.通过比较扩散系数的模拟值与实验值,发现两者比值在4左右.为获得小分子在聚合物中的扩散系数提供了一种较好的方法.     

Fe-C二元合金凝固过程枝晶偏析的数值模拟研究

利用元胞自动机法对Fe-C二元合金过冷熔体中枝晶的生长过程进行了模拟,其中明确地将液相溶质浓度与固相溶质浓度区分开,并探讨了冷却速率、液相溶质扩散系数以及固相溶质扩散系数对枝晶偏析的影响规律。模拟结果表明:随着冷却速率的增大,固相中溶质浓度波动不断加剧,且枝晶偏析程度增大,但偏析程度的增大趋势逐渐减缓;当液相扩散系数变化时,液相溶质扩散系数越小,其微观偏析越严重,此外,固相中溶质的波动随液相扩散系数的增大而减小;当固相溶质扩散系数变化时,在枝晶中心附近,微观偏析程度基本保持一致,而在远离中心点的外围区域,微观偏析程度的波动十分明显。     

实海暴露双相黄铜脱锌的扩散机制

研究了不同相结构双相黄铜的扩散机制,计算出黄铜在实海暴露过程中锌在β相的体扩散系数和α相晶界的扩散系数.证实了合金元素Sn对黄铜脱锌的抑制作用,揭示出脱锌深度与腐蚀速度之间的相关性.     

碳在奥氏体中扩散系数的研究

本文采用扩散偶退火处理实验方法,研究碳在奥氏体中扩散系数随碳含量增加而增大的特性。根据实验结果。文中给出了奥氏体中碳扩散系数与碳含量、碳含量差之间的定量关系式,并讨论了奥氏体中碳浓度差影响碳扩散系数随碳含量增大特性的作用和机理,从而为计算渗碳过程中渗层碳浓度分布曲线提供了可靠的数据。     

肉品冷冻升华干燥层的热质传输特性

建立了冷冻升华干燥过程中物料干燥层导热系数和质扩散系数的数学模型。以牛肉为试样,根据实验测得的干燥脱水量计算出干燥层有效导热系数和有效质扩散系数。应用二系数值算得干燥层中的温度分布,与实验结果基本一致。     

考虑层间和界面的玻璃纤维/环氧复合材料吸湿扩散实验和仿真

为研究复合材料层间和界面对吸湿扩散系数的影响,开展单向玻璃纤维/环氧复合材料和纯环氧树脂的吸湿实验,获取复合材料的三维扩散系数。采用光学显微镜和原子力显微镜分别获取复合材料层间和界面的参数。依据实验结果,建立包含层间和界面的复合材料瞬态扩散与稳态扩散有限元模型。结果表明:复合材料沿纤维方向的扩散系数大于纯树脂的扩散系数,垂直于纤维的两个方向的扩散系数不相等。包含层间的有限元模型能更真实地反映复合材料的结构及其吸湿过程,层间对垂直于纤维方向的扩散起促进作用。纬纱对沿其方向扩散的促进作用明显。为拟合复合材料的三维扩散系数,需要考虑界面扩散性能的正交各向异性。     

纯铁中的氢扩散系数影响因素研究

采用电化学渗透双电解池试验方法测定了不同条件下纯铁中的氢扩散系数。结果表明:材料状态、试样厚度、氢渗透次数影响纯铁氢扩散系数,原始态纯铁的氢扩散系数略高于三次淬火态试样的;随着试样厚度的增加,氢扩散系数逐渐变大;同一位置二次氢渗透的扩散系数高于一次渗透氢的扩散系数。     

竹纤维密胺餐具中单体物质界面迁移的机理研究

目的 分析竹纤维密胺复合制品中有害单体物质在材料中扩散系数（Diffusion Coefficient,DC）的影响因素，探索其特定迁移量变化的规律和界面迁移机理。方法 本文以相同原料、不同工艺制成的竹纤维密胺餐具为试验样本，采用液相色谱仪、紫外分光光度计、扫描电子显微镜/能谱仪等方法研究了竹纤维密胺复合制品中三聚氰胺和甲醛残留单体的含量、特定迁移量、材料结构、扩散系数之间的关系和影响。结果 不同工艺制成的样本存在界面结构和残留单体浓度差异是影响单体物质扩散系数的主要内在因素。扩散系数是单体物质界面浓度因素和材料结构因素共同作用后形成的变量。随着浸泡时间的增加，模拟液对材料表面结构造成破坏，会促使扩散系数变大。同时，材料内单体浓度也在发生变化，单体浓度和界面结构共同影响下致使扩散系数增加或减少。结论 竹纤维密胺复合制品在单体物质特定迁移量的试验过程中，由于界面结构的变化，影响了扩散系数，验证了特定迁移量数值上的变化规律，为评价竹纤维密胺制品的安全性提供了参考。     

二阶椭圆问题的最小二乘扩展混合有限元方法

为克服最小二乘混合元方法在数值模拟具小扩散系数或低渗透率问题时,应对扩散系数求逆带来的困难,本文基于最小二乘与扩展混合元的思想,对一类刻画扩散、渗透过程的二阶椭圆问题建立了最小二乘扩展混合元格式,证明了格式的稳定性和收敛性质。论证表明,该格式具有无需对小扩散系数求逆,较好的克服了小扩散系数带来的困难;能同时高精度逼近未知函数,梯度及其通量;有限元空间无需满足LBB条件;刚度矩阵对称正定等最小二乘方法和扩展混合元方法的良好性质。数值算例说明了所提算法的有效性。     

纤维增强混凝土氯离子扩散系数的多尺度预测模型

纤维增强混凝土材料属于多相非均质复合材料,其宏观耐久性能由微观和细观的组分占比和夹杂关系共同决定。为考虑纤维增强混凝土材料不同尺度下的非均质性对整体氯离子扩散系数的影响,本文基于从微观到宏观的多尺度方法选取了不同层级代表单元,建立了纤维增强混凝土氯离子扩散系数多尺度预测模型。模型在充分考虑微观水泥水化过程和阈值效应的基础上,分析了细观尺度下纤维、骨料及其与水泥浆体的结合界面对混凝土宏观扩散性能的共同影响,并探究了纤维尺寸、纤维-浆体界面过渡区厚度等因素与扩散系数之间的影响关系,且通过第三方试验对模型的可靠性进行了验证。参数化分析的结果表明,当水灰比大于一定限值(约为0.45),水泥浆体的氯离子扩散系数与水灰比呈指数增长,而在细观层级上,纤维-浆体界面过渡区是影响混凝土整体扩散性能的主要因素：纤维掺量的增加和纤维直径的减小都会增大界面过渡区的体积,而较高的纤维过渡区体积占比和纤维界面扩散系数都会增大纤维增强混凝土的宏观氯离子扩散系数。结果还表明混凝土扩散系数与纤维掺量之间并无直接关系,而需要综合考虑纤维直径、界面过渡区厚度等各种因素的影响。本文所提模型能够有效预测纤维增强混凝土的扩散系数...     

迁移预测模型中扩散系数的研究

详细介绍了3种典型的半经验化的扩散系数公式,分析其使用范围和局限性.同时,对通过直接计算机模拟得到扩散系数的分子动力学方法进行介绍.与半经验的扩散系数方程相比,分子动力学方法直接地给出了小分子在聚合物中的扩散系数,而且揭示了影响扩散的分子机理.     

纳米沟道中离子扩散系数

提出了一种测量纳米沟道中离子扩散系数的新方法.该方法的原理是:首先测出纳米沟道两端之间溶液电阻的变化,推算出两端离子浓度的变化,然后运用有限扩散理论,计算出纳沟道中离子扩散系数.根据本文的扩散系数测试系统,成功测得一定浓度的KCl溶液在纳沟道中扩散系数.结果表明离子在纳沟道中的扩散系数小于在宏观沟道中的扩散系数的现象.并分析了双电层效应和尺寸效应对纳沟道中离子扩散的影响.     

稳恒强磁场对Al-Cu扩散偶界面中间相形成和生长的影响

研究了稳恒强磁场作用下Al-Cu扩散偶界面中间相组成和扩散行为.结果表明:强磁场作用下扩散偶中间相厚度显著增加,并且随磁场强度增大,界面中间相组成发生变化.按照抛物线规律计算了强磁场作用下扩散偶中间相的扩散系数,发现在平行和垂直于磁场的两个方向上扩散系数有显著差异,垂直于磁场方向的扩散系数比平行于磁场方向更大.强磁场促进了Al-Cu扩散偶中Al和Cu原子的扩散,加速了界面中间相的形成和生长过程.磁场作用差异导致了扩散的各向异性.利用原子扩散理论初步分析了产生上述现象的原因.     

球体吸收法测量建筑材料水蒸气扩散系数的研究

以典型多孔建筑材料加气混凝土为例,搭建了球体吸收法测量水蒸气扩散系数的实验台,通过不确定度分析及方法验证,探究了球体吸收法测量建筑材料水蒸气扩散系数的可行性与准确性。得到结论:球体吸收法适用于测量多孔建筑材料的水蒸气扩散系数,且具有测量时间短、测量结果较准确等优点;对于加气混凝土来说,使用半时法计算水蒸气扩散系数比使用矩量法更加准确;加气混凝土的水蒸气扩散系数在相对湿度45%～80%之间逐渐增大,而在更高湿度中,由于液态水的出现,使得水蒸气扩散系数逐渐减小。     

微孔发泡气泡非等温长大过程的数值模拟

针对微孔发泡气泡非等温长大过程,以PS/C02系统为例,考虑了温度对聚合物流变性质、亨利常数、扩散系数、表面张力的影响,基于细胞模型建立气泡非等温长大问题的数学模型,研究非等温条件下气泡长大情况的变化和不同工艺参数对气泡长大的影响.结果表明:冷却过程中亨利系数的增大和扩散系数的减小是导致气泡长大速度降低的主要因素;增加冷却速度是获得具有高密度、小尺寸泡孔形态微孔塑料的有效手段.这为微孔发泡气泡长大过程的控制提供了一定的理论依据.     

源溶液成分对氯离子在混凝土中电迁移特性的影响

氯离子在混凝土中的电迁移过程受离子间相互作用、双电层效应等因素的影响,扩散系数并非常量,而是溶液成分的函数。详细阐述了溶液成分影响氯离子在混凝土中扩散迁移特性的机理,并通过改进的RCM法测定了不同水灰比、龄期、外加电压和源溶液成分下的氯离子扩散系数。实验结果表明,较其它因素而言源溶液成分对电迁移特性影响较小,但总体仍呈一定规律。     

氯盐环境下港珠澳工程混凝土耐久性质量控制

氯离子扩散系数是氯盐环境下混凝土耐久性的主要指标,该文针对其建议了港珠澳工程混凝土耐久性的质量接收准则。首先给出了氯离子扩散系数设计指标和质量控制指标的不确定性对应关系,然后基于结构可靠性的基本原理,利用Fick第二定律模型,确定了不同环境作用、材料配比及保护层厚度下的氯离子扩散系数质量控制特征值,同时得出满足结构耐久性要求下限的氯离子扩散系数保证率为75%。最后考虑抽样方案中的使用者风险和生产者风险应平衡的原则,制定了港珠澳工程氯离子扩散系数的质量接收准则。     

氢在贮氢合金中的扩散

评述了吸氢电极充放电过程中氢在贮氢合金中的扩散行为、氢扩散的研究方法以及扩散系数的影响因素。     

分析食品包装材料迁移模型中的扩散系数

在食品包装材料化合物的迁移模型中,扩散系数是决定模型预测性的重要参数之一.介绍了Piringer聚合物通用模型和Vrentas-Duda自由体积理论模型两种预测扩散系数的模型公式,并分析讨论了两模型中的相关参数和扩散系数的影响因子(如温度、分子结构、多组分等).同时,总结了实验用以测量扩散系数的4种方法,如核磁共振法等.与实验方法相比,模型预测更为节约、方便.