表面形貌对润湿性及抗附着性能的影响

为研究表面形貌对表面润湿性和抗附着性能的影响,采用激光刻蚀技术制备点阵微结构和仿生贝壳表面网格微结构,将SiO2纳米粒子涂覆在微结构上制备微纳结构。研究表明,Ti6Al4V合金表面经激光刻蚀后由亲水变为超亲水状态。经低表面能修饰后,点阵微结构表面符合Wenzel模式的疏水状态,而网格微结构表面符合Wenzel模式的超疏水状态。在点阵和网格微结构上涂覆SiO2形成微纳结构表面均符合Cassie模式的超疏水状态,且网格结构表面的接触角更大,滚动角更小。浅海挂板实验显示,微生物粘膜附着量由多至少的顺序为:超亲水状态的点阵微结构表面亲水的抛光表面超亲水状态的仿生网格微结构表面符合Cassie模式的超疏水表面。     

2A12铝合金基体超疏水表面制备及性能研究

铝合金在使用过程中极易引发基体腐蚀现象,如点蚀、晶间腐蚀等,为保障铝合金在腐蚀环境中的应用,可通过建立超疏水表面改变铝合金表面的润湿性,从而在一定程度上减少腐蚀液与铝合金表面的接触,进而改善耐蚀性。本文通过酸刻蚀和沸水刻蚀两种方法在铝合金表面构筑微纳米结构,并使用低表面能物质硬脂酸进行表面处理得到超疏水表面。采用扫描电子显微镜、接触角测试仪、原子力显微镜分别对铝合金表面形貌、疏水性和粗糙度进行测试,得到两种方法的最佳制备时间,而后通过极化曲线对两种方法制备的铝合金表面耐蚀性能进行对比,进而研究两种刻蚀方法对铝合金耐蚀性的影响。实验结果表明：酸刻蚀时间为15 s时,铝合金表面接触角达到峰值163.9°,呈现超疏水状态,相对于空白样品,表面粗糙度增加了24倍,电化学自腐蚀电位正向移动0.362 8 V;沸水刻蚀时间为1 min时,其表面接触角达到峰值109.6°,比空白样品疏水性强但未呈现超疏水状态,相对于空白样品,经沸水刻蚀的铝合金表面粗糙度增加了4.4倍,电化学自腐蚀电位正向移动0.074 8 V。两种方法处理得到的铝合金表面的耐蚀性与空白铝合金试样相比均有显著提高,而酸刻蚀法的缓蚀效...     

超疏水Ti6Al4V表面的制备及其润湿性

为了使Ti6Al4V合金具有超疏水特性,采用激光技术加工规则点阵状纹理,然后采用自组装技术在试样表面制备自组装分子膜,得到了超疏水Ti6Al4V表面.激光加工构造的微米级点阵结构规整,形成了具有一定高度的类似锥台或柱状的凸起.通过激光加工和沉积自组装分子膜,Ti6Al4V试样表面的水接触角显著增大,最大可达到151°.将测得的接触角与分别用Wenzel模型和Cassie模型计算的理论值进行比较,实测结果更接近Cassie模型的结果.通过改变激光加工表面微结构的参数,可以控制表面接触角的大小.随着表面粗糙度值的增大,接触角呈增大趋势.当表面粗糙度大于4μm时,接触角均大于150°,形成超疏水表面.     

锡青铜表面超疏水薄膜的制备及其水润滑减摩性能

为了改善锡青铜在水润滑条件下的摩擦性能,在其表面以1％氟硅烷乙醇溶液制备了超疏水薄膜.通过扫描电镜(SEM)观察了超疏水薄膜的表面形貌,测量了其接触角;在CETRUMT-2球-盘摩擦磨损试验机上考察了超疏水薄膜水润滑下的减摩性能.结果表明:锡青铜表面刻蚀并成膜后形成了粗糙的微纳复合结构,刻蚀40 min表面接触角可达151.1°,具备超疏水性能;超疏水薄膜在水润滑下具有较低的摩擦系数,可有效降低摩擦副的磨损.     

基于不同粒径SiO2的疏水薄膜制备及其性能

以球状SiO2为原材料,采用层层组装法制备一级和二级微结构表面,通过SEM、接触角测量仪对其表面形貌与疏水性能进行表征,研究低表面能修饰、不同粒径、不同等级对其疏水性能的影响,并对其不同条件下的疏水稳定性进行研究。结果表明:经修饰后,薄膜都由亲水变为疏水;未修饰时,2μm和20 nm SiO2复合的二级微结构疏水性能高于2μm或20 nm一级微结构,修饰后也是如此,修饰后的二级微结构表面接触角为161.3°,滚动角为3.2°;二级微结构表面经240℃高温、紫外照射200 h仍能够保持良好的疏水性能。     

激光构筑槽棱与网格状结构超疏水耐腐蚀表面研究

采用激光加工方法在铝合金表面构筑了一种展现超疏水耐腐蚀特性的槽棱和网格状结构。采用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(LSCM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、接触角测量仪和电化学工作站表征材料表面的特征和特性。结果表明:由激光烧蚀形成的槽棱和网格状结构均展现出槽、坑、鳞片和颗粒等复杂形貌和复合结构特征;线间距为200μm的网格状结构的疏水性最好,静态接触角达到154.9°,滚动角接近7°。通过Tafel曲线及其拟合结果分析表明,激光加工处理使两种结构表面均展现出更好的耐腐蚀性能,其中线间距为100μm的网格状结构的耐腐蚀性最好。     

仿生超疏水表面的制备及润湿性研究

对植物叶表面的超疏水现象研究表明:植物叶表面的微观结构是引起超疏水的根本原因.设计并利用软刻蚀技术制备了一系列不同参数的光栅微结构表面,对水滴在这些非光滑表面上的接触角进行测量,测量结果表明材料表面几何结构直接影响接触角的大小,通过设计微结构的几何参数可以获得理想的超疏水材料.     

纳米微结构涂层的制备及其超疏水性研究

通过简便的纳米粒子填充法制备超疏水表面,将SiO2纳米粒子与含氟丙烯酸酯聚合物按不同比例混溶制备出具有不同微结构的表面,并探讨了表面微结构对润湿性能的影响.接触角测试表明,随着SiO2纳米粒子含量的增加,涂层与水接触角逐渐增大,并且当SiO2与聚合物质量比＞1.2时发生突跃,显示出超疏水性质.采用X射线光电子能谱分析了涂层表面化学环境,通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、孔结构分析等方法观察和分析了不同SiO2纳米粒子含量时涂层表面微结构.研究结果表明,涂层表面润湿特性的变化主要归因于其表面微结构的不同.并通过粗糙表面润湿理论的Wenzel模型和Cassie模型解释了表面微结构对润湿性的影响及接触角的突跃现象.     

SiC/Al复合材料超疏水表面的制备

采用化学刻蚀法在SiC/Al复合材料表面构筑微纳结构,通过SEM和表面接触角测量仪分析刻蚀表面的微观形貌特征及润湿特性,并探讨了其与刻蚀时间之间的关系;借助热震试验评价SiC/Al复合材料超疏水表面的温度骤变耐受特性。结果表明:弥散分布的微米级SiC颗粒的存在使得刻蚀后的SiC/Al复合材料表面易形成由微米级粒状结构和纳米级凹坑结构复合而成的微观结构;氟硅烷修饰后的蚀刻表面的接触角最高达到166.8°,滚动角最低为3°,具有很好的超疏水特性;SiC/Al基超疏水表面具有较好的耐受温度骤变特性。     

超疏水铝合金表面的防覆冰和防黏附行为

通过硬脂酸的醇水溶液一步浸泡法成功获得超疏水铝合金表面,其水接触角可达156.2°,滚动角小于5°.利用接触角测试、扫描电镜、红外光谱观测、结冰实验与防黏附实验分别对超疏水铝合金表面的润湿性能、表面微结构、化学结构以及防覆冰和防黏附行为进行了研究.结果表明:所制得的超疏水表面是由微-纳“多孔”结构和疏水烃基长链所共同赋予的.正是由于其特殊的粗糙结构和化学组成,使得该超疏水表面表现出良好的防覆冰和防黏附行为.     

Determining the Errors of an Angle Digitizer Containing a Two-Phase Angle Sensor

A method is considered for determining the error of a tracking angle digitizer with two-phase angle sensor not requiring the use of high-precision angle-measuring devices or devices for exact definition of the angular velocities of those angle sensors. The method provides immediate, clear, and complete monitoring of the conversion errors in real time with simple equipment of analog type.     

瓦楞原纸缠绕瓦楞辊顶端包角的计算

从瓦楞成型过程和原纸的最大张力着手,指出了计算瓦楞原纸缠绕瓦楞辊总包角的重要性。讨论了总包角的计算方法及齿形参数对包角的影响。     

车轮定位角对操纵稳定性指标影响的定量研究

 车轮定位角的存在会使轮胎的受力状态发生变化,引起车轮的侧滑,从而改变车辆的性能,因此有必要定量地研究车轮定位的前束角、外倾角对操稳性能影响．一方面,从车轮侧滑来解释前束、外倾对转向特性的影响．另一方面,从考虑前束变化的车辆双轨模型推导公式来从理论上详细阐明前束、外倾与转弯半径的关系．然后,通过仿真,分析了不同轮胎载荷状态下的前束角、外倾角．最后,基于上述分析,具体定量地研究前束角、外倾角对车辆稳态和瞬态操纵稳定性指标的影响大小和趋势,并得到稳态及瞬态特性指标与车轮定位角的定量关系,结果与理论分析一致,为车轮定位角的精确设计奠定了基础．     

钢筋混凝土板裂缝开展角的计算方法

本文研究了钢筋混凝土板固定角（α２）、裂缝开展角（α＇）、转动角（α）和钢筋角（αｓ）之间的关系,建立了钢筋混凝土板的平衡方程、协调方程以及钢筋和混凝土的本构方程,提出了钢筋混凝土板裂缝开展角的计算方法．通过两块板的计算结果与试验结果的比较,本文提出ｒ计算方法的可靠性得到了验证．     

The relation between compressive strength of carbon/epoxy fabrics and micro-tow geometry with various bias angles

In this paper compressive tests of carbon/epoxy (plain weave, 3k) fabric composites were performed to investigate the relation between compressive strength and various bias angles and shear angles. Compressive properties such as chord modulus and maximum strength of the fabric composite materials are essential to analyze the drape behaviour and estimate the quality of the final products. Various specimens with different bias and shear angles which were fabricated by using autoclave de-gassing moulding process were prepared to estimate the strength and chord modulus with respect to the bias and shear angle variations. The stacking sequences of the compressive test specimens are [0]_10T, [15]_10T, [30]_10T and [45]_10T for bias specimens and [±37]_10T, [±32]_10T, [±28]_10T, [±22]_10T for sheared specimens. Micro-tow structures were observed to correlate the fabric compressive strength with crimp angle. Anti-buckling rig was involved to prevent specimens from buckling during the compressive tests. The compressive test was performed with 1.3 mm/min strain rates. Compressive test results were compared with calculation results. Facture modes which were classified in two different modes were analyzed using microscopic observation.     

基于面阵CCD的激光角度测量系统的研究

介绍了一种以激光作光源,采用光学成像原理和CCD图像采集技术实现激光角度测量的方法,给出了系统构成和测量原理,并对系统可达精度及其影响因素进行了分析。结果表明,系统在50~200m的测量距离和±5°的测量角度内时,测量精度可以达到0.05mrad,满足了隧道盾构施工中对盾构机方位角的高精度测量要求。     

铜表面的纳米结构制备及其浸润性研究

通过水热法在铜表面成功制备了一层具有纳米机构的超亲水薄膜,其表面的接触角可达到6°。随后用氟硅烷对其表面进行修饰,使表面由超亲水变成了超疏水,接触角达到了156°,滚动角小于10°。用扫描电镜、接触角测量仪、X射线衍射仪等技术对超疏水表面进行了表征和分析。X射线衍射分析表明,铜表面的片状结构为氧化铜。扫描电镜对铜表面形貌观察显示,温度、反应时间对表面的形貌影响比较大。片状结构之间的空隙和低表面的修饰是导致超疏水性能的主要原因。将铜超疏水表面放在不同高度的水底一段时间,取出后对其接触角进行测量,结果发现超疏水性能消失,接触角变小。     

An improved two-point calibration method for stereo vision with rotating cameras in large FOV

At present, binocular stereo vision is gradually being applied for 3D coordinate measurements in large fields of view (FOVs). In this study, a binocular stereo vision system with fixed and non-zooming cameras in a large FOV is constructed, in which cameras can rotate horizontally and vertically. All intrinsic parameters except the focal length of the cameras are set to default values and these focal lengths are calibrated offline in advance. Only the pitch angle and yaw angle of each camera need to be obtained during rotation. Therefore, we present a novel calibration method by using two control points and transform the imaging model of the pitch and yaw angles into a quadratic equation of the tangent value of the pitch angle so that the closed-form solutions of the pitch and yaw angles can be obtained. Computer simulation and real experiments demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

超疏水聚丙烯表面的制备及血液相容性研究

将0.2g聚丙烯树脂在120℃溶于20ml二甲苯中,再滴涂在3片玻璃片上,然后分别在25、50和150℃条件下干燥,分别制得了具有低滚动角、高滚动角的超疏水表面和光滑的表面.血液相容性研究表明:具有低滚动角的超疏水表面具有良好的抗凝血性;超疏水聚丙烯表面没有血小板吸附,而光滑的聚丙烯薄膜表面则有明显的血小板吸附;超疏水聚丙烯和光滑聚丙烯薄膜表面的溶血率都低于5%且以具有低滚动角的超疏水聚丙烯表面的溶血率最低.     

基于线性不变矩和角度向量的立体匹配算法

针对室内场景双目立体匹配有别于一般场景立体匹配的特殊性,提出了一种计算简便、准确度高的立体图像匹配算法.该算法首先利用canny算子检测物体的边缘,根据边缘的线性不变矩寻找出目标物体,然后提取出目标物体轮廓的特征点,利用角度直方图计算出左右图像的旋转角度,最后利用角度向量实现左右图像的对应像素点的匹配.线性不变矩有效地将计算复杂度由二维降低到一维,大大降低了计算量.角度向量的提出降低了特征点匹配的复杂度,而且计算简便,准确率高.实验表明,该算法对图像的缩放、旋转、平移均免疫,具有较高的识别精度和良好的抗干扰性,计算效率高于传统方法,有着较高的应用价值.