基于时域有限差分法的ESP玻璃的钾离子浓度分布的模拟（英文）

由于特殊的交换离子浓度分布,工程应力分布玻璃(ESP玻璃)的强度呈现集中分布的特性。为了预测其钾离子浓度的分布,运用了时域有限差分法对其扩散过程进行数值模拟。该模拟是基于测量的扩散系数、玻璃表面浓度以及第一步交换后的钾离子浓度分布进行的。模拟计算的结果与使用能谱仪测量的实验结果相吻合。基于模拟计算的结果,讨论了ESP玻璃的强度与钾离子浓度分布的关系。     

用电子探针测定经离子交换的玻璃中：Na2O的浓度分布

在相同的条件下,用电子探针测量了经 NaNO_3盐浴处理的玻璃中和原基体玻璃中钠的特征 X 射线强度分布;依据基体玻璃中已知 Na_2O 的浓度和对应钠的特征 X 射线强度作出浓度标定曲线,进而得到离子交换的玻璃中 Na_2O 浓度分布曲线;并讨论了定量分析结果的误差。     

离子交换增强玻璃的EPMA研究

应用电子探针研究了两种钠钙硅玻璃经低温离子交换后表面层中 K~ 离子的浓度分布与交换条件的关系。结果表明:在离子交换过程中,K~ 与 Na~ 是一对一交换的;交换层厚度和交换总量都与时间的平方根成正比,与绝过温度间有指数关系。运用 Fick 定律对结果进行了讨论。     

循环流化床底部区域流动特性的数值模拟

基于欧拉两相流模型计算循环流化床底部区域的流动特性。在低气速(1.0～2.5m/s)、低循环量下(5.2～34.5kg/(m2·s)),模拟时黏性采用层流模型取得了较好的效果。实验采用光导纤维探头测量仪测量流化床底部区域3个截面的局部颗粒浓度,模拟计算了循环流化床底部3个截面的颗粒浓度的径向分布,并同循环流化床装置的实验数据进行了对比。结果表明,数值模拟计算与实验结果相吻合。     

化学强化铝硅酸盐玻璃表面微观力学行为的有限元模拟

采用有限元方法研究化学强化铝硅酸盐玻璃的表面硬度、模量等微观力学行为,并与纳米压痕实验结果进行对照.结果表明,通过有限元计算获得的纳米压痕载荷-位移曲线与实验结果吻合度良好,根据有限元模拟得到的载荷-位移曲线,采用Oliver和Pharr方法计算出的硬度和杨氏模量值与实验得到的硬度和杨氏模量值非常接近.模拟过程中采用了根据Larsson塑性公式计算出的铝硅酸盐玻璃屈服强度与塑性区域的应力应变关系,模拟结果与实验结果吻合度高说明根据Larsson塑性公式获得的铝硅酸盐玻璃塑性参数准确度较高.根据有限元模拟得到的应力分布情况,分析了铝硅酸盐玻璃在化学强化前后的弹塑性变形行为,结果表明化学强化产生的表面压应力层对铝硅酸盐玻璃的弹性区影响较大,对塑性区影响较小.     

基于火焰空间与玻璃液热耦合的玻璃熔窑数值模拟

采用数值模拟方法,对火焰空间和玻璃池窑之间的热耦合模拟可行性进行研究,以玻璃液表面中轴线温度偏差作为比较标准,判断热耦合过程是否收敛。研究结果表明:在六至七次循环迭代后计算结果可收敛,而且热耦合模拟的收敛速度与给定的初始条件有关。建立燃天然气富氧助燃玻璃熔窑模型,与火焰空间、玻璃池窑单独模拟相比,热耦合模拟的结果能够更准确地反映喷枪燃料分布等条件对玻璃液流动情况及温度分布的影响,更为细致全面地模拟出玻璃液表面热传输的不均匀性。     

基于PIV技术的复合流道板式结构实验

目的在包装工程流场测量的研究中,验证粒子图像测速(PIV)技术的可行性。方法用超白玻璃制作复合流道板式换热器的模型,基于PIV技术采集被测区域图像,应用互相关分析法进行计算,获得流场数据,并与数值模拟结果比对进行验证。结果实验结果流型清晰,数据和数值模拟基本一致。结论PIV技术可应用于流动复杂、非接触的包装工程类的流场测量,且超白玻璃是一种理想实验材料,能够为拓展该领域的探索思路提供参考。     

离子交换对硼硅玻璃光学性能的影响

利用电子探针、分光光度计和干涉显微镜等手段,研究了离子交换对硼硅玻璃光学性能的影响。结果表明,离子交换后硼硅玻璃的K+含量沿玻璃厚度方向逐渐降低。当交换时间≤8h时,交换层厚度与交换时间呈线性增加;当交换时间8h时,交换层厚度增加缓慢。离子交换增强后,硼硅玻璃的透过率小幅度下降,但仍保持在91%以上。离子交换后硼硅玻璃中折射率从玻璃表面向内部呈指数降低,这与K+离子在玻璃中的不均匀分布相关。综合考虑应用器件对强度和光学均匀性要求,硼硅玻璃的离子交换时间应不大于3h。     

动荷载作用下预测玻璃板破坏强度和破坏时间的一种改进模型——Ⅱ.参数确定及验证

对浮法玻璃,确定了文献[1]中修正的单层玻璃板动态裂纹破坏模型的未知参量。先假定了玻璃板中的裂纹长度服从四种分布,将四种分布与不同的裂纹密度和裂纹最大长度组合模拟玻璃的破坏时间,通过与试验的对比得出四种分布对应的最优裂纹密度和最大裂纹长度;运用四种分布及对应的裂纹密度和最大裂纹长度,计算了玻璃板的破坏应力,经过与试验对比确定出裂纹长度分布。用确定参数后的模型预测了玻璃板的破坏应力和破坏时间,并将改进模型的计算结果与试验值和已有模型的计算结果进行了对比分析,对比表明改进模型能较准确地预测破坏应力和破坏时间。最后用确定的参量模拟了爆炸荷载下玻璃板的破坏时间,模拟结果与试验结果吻合较好。     

用于微片激光器的Nd~(3 )掺杂四磷酸盐玻璃光谱研究

制备了Ｎd３＋掺杂四磷酸盐玻璃,测量了吸收光谱、荧光光谱,计算Ｎｄ３＋的发射截面,研究了其荧光特性、浓度猝灭及其机制、以及ＯＨ基对荧光强度和能量传递的影响,研究发现在四磷酸盐玻璃 Ｎｄ３＋的最佳浓度约为 ４．１×１０２０ ｉｏｎｓ／ｃｍ３,在研究光谱性质的基础上实现了Ｎｄ３＋掺杂四磷酸盐玻璃微片激光器１．０５４μｍ的连续激光输出．     

水热法合成锌空气电池氧还原二氧化锰催化剂

在180℃下通过改变K⁺与H⁺摩尔比使用水热法分别制备了δ-MnO₂, α-MnO₂和β-MnO₂ 纳米颗粒, K⁺与H⁺摩尔比分别为3.4、0.85和0.24。所合成的样品通过扫描电子显微镜(SEM), 粉末X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外光谱(FTIR), BET比表面分析, 热重分析(TG)和电化学方法表征。结果表明: K⁺与H⁺的浓度对产品的晶型、形貌以及比表面积有很大影响; 将这三种材料作为锌空电池的阴极材料时, δ-MnO₂与α-MnO₂的电化学性能明显优于β-MnO₂. 在–0.35 V下, δ-MnO₂、α-MnO₂和β-MnO₂的氧还原电流分别为56.28、56.01和40.88 mA/cm²。     

钾离子掺杂提高锂离子电池正极锰酸锂性能的微观机制

改善尖晶石锰酸锂的大倍率性能是目前锂离子电池的重点研究方向之一。本研究用高温固相法合成掺K⁺的尖晶石锰酸锂, 研究K⁺提高锰酸锂倍率性能的微观机制。结果表明, 尽管随着电流密度增大, 电极的放电比容量下降, 但掺K⁺提高材料的大倍率性能效果显著, 如最佳掺K⁺量(物质的量分数)1.0%时, 在10C (1C=150 mA·g^-1)下比容量提高了一倍, 远高于0.5C下的1.9%。原因在于掺K⁺后, 首先, 锰酸锂的晶胞体积扩大, Li-O键变长, Li、Mn阳离子混排程度降低, 载流子(Mn³⁺)量增多; 其次, 电极极化和电荷迁移阻抗降低, 提高了材料的充放电可逆性、导电性及锂离子扩散能力; 再者, [Mn₂]O₄骨架更稳定, 减小了电化学过程中内应力变化, 抑制了晶体结构变化和颗粒破碎; 最后, 钾离子掺杂使制备过程中材料团聚, 从而减小电解液与电极的接触面积, 减轻电解液的侵蚀, 抑制锰的溶解。     

(Bi0.5Na0.5)TiO3:Sm3+无铅压电陶瓷的红光发射特性

采用传统的固相反应烧结方法制备了稀土Sm³⁺掺杂的(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃无铅压电陶瓷。系统分析了掺杂浓度、烧结温度和离子补偿对发光特性的影响。稀土Sm³⁺离子的加入实现了(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃陶瓷的红绿光发射, 其激发光波段位于400~500 nm范围内, 与已经成熟的蓝光LED芯片的发射光谱充分匹配。当烧结温度为1100℃, Sm³⁺离子的掺杂浓度为0.015 mol时, 陶瓷样品呈现最强的发光强度。同时, 通过Li⁺、Na⁺、K⁺离子进行电荷补偿, 有效提高了陶瓷样品的发光性能, 发光强度随离子半径增大而增强。可见, Sm³⁺掺杂的(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃材料在光电集成器件中具有很好的应用前景。     

Fabrication and Characterization of Potassium Ion-Selective Electrode Based on Porous Silicon

Porous-silicon (PS)-based potassium ion-selective microelectrode (K⁺ISME) was fabricated by using a microelectronic planar process and an electrochemical anodization etching technique. The apparent sensing area of the K⁺ISME is 100times100 mum ². The response time t_95% is 20 and 31 s when the concentration change is from low to high and vice versa, respectively. The potentials are constant at pH 2-8. The calibration curve for the K ⁺ISME is linear within a wide range of pK=2.0~6.0. Its average slope during six months is 56.5 mV per decade, which is close to the Nernst response. The detection limit was found to be on the order of 5times10^-7 M. The potentiometric selectivity coefficients (K_i,j ^pot) of the K⁺ ISE were 1.8 for NH ₄ ⁺, 3.6 for Li⁺, 4.1 for Na⁺, 4.5 for Mg²⁺, and 4.8 for Ca²⁺, respectively. Good performances of the K⁺ISME are attributed to large specific surface area and excellent adhesion between sensing membrane and the surface of PS     

SUSPENSION EFFECT IN POTENTIOMETRY

According to the capacitor model, the potential development of membrane electrodes is the result of adsorption of ions or charged particles on the electrode surface forming a double layer and capacitor. Our results differ from those previously reported in that the adsorption of charged particles at the pH glass electrode interface is the main cause of the suspension effect rather than the reference electrode effect. Charged particles, if adsorbed on the SCE tip opening, may cause minor suspension effects on the reference electrode potential. Our results have demonstrated how previous investigators misused the H⁺-form exchange resins in the suspension effect study, ignoring the exchange reaction between the H⁺ ion and K⁺ ion. The pH glass electrode, antimony electrode and lead electrode and ion exchange resin, activated carbon, graphite and silica gel were used in the study.     

THERMAL ANALYSIS OF ION-EXCHANGED MONTMORILLONITE

As part of its program in mineral waste management, the Bureau of Mines has investigated the effect of ion exchange on the dewatering potential of clay minerals. Clays of the smectite group possess exchangeable cations to compensate for the overall net negative charge of the clay lattice. The ratio of the valence of the exchange cation to its ionic radius, referred to as the ionic potential, is indicative of the electrostatic influence that a given cation can exert on adjacent molecules. Differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analyses (TG) were performed on eight ion-exchanged montmorillonices (Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Mg²⁺, and ^Sr2+). Results of these analyses indicate that the energy required to dehydrate the ion-exchanged montmorillonites and the associated dehydration water loss are directly related to the ionic potential of the exchange cation. Furthermore, the ordering influence of the exchange ion is responsible for different hydration states within the interlayer water.     

Procyanidins Gels : Influence of Ions on the Celification of Carraghenan Solutions

The formulation of procyanidin gels based on carraghenans is described. Gelling vehicles were selected to obtain stable, limpid gels of satisfactory viscosity and pH compatible with antiulcer therapy. Effort was focused on the study of the influence of cations (Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺) and associated anions (chloride, citrate, gluconate), on the gelification : the best results were obtained with trisodium-citrate.     

亚铁氰化镍钾/羧甲基魔芋凝胶微球对Cs+的吸附性能及吸附机制

以魔芋葡苷聚糖（KGM）改性后的羧甲基魔芋葡苷聚糖（CKGM）为基体,通过溶胶-凝胶法将CKGM与亚铁氰化镍钾（KNiFC）复合后制备亚铁氰化镍钾/羧甲基魔芋凝胶微球（KNiFC/CKGM）生物质吸附剂,用于去除废水中的Cs⁺。从pH值、吸附时间、Cs⁺的初始浓度、温度及竞争离子等方面研究KNiFC/CKGM对Cs⁺的吸附性能,分析了其吸附动力学和热力学行为;并利用FTIR、SEM、EDX、XPS和XRD分析吸附作用机制。实验结果表明：当吸附剂用量为1 gL^-1、反应温度为298.15 K、初始浓度为20 mgL^-1、吸附时间为18 h时,该吸附剂对Cs⁺的去除率可达94.8%。吸附过程符合准二级动力学模型（R²=0.999）和Freundlich等温吸附模型（R²=0.985）。在288.15~328.15 K范围内,KNiFC/CKGM对Cs⁺的吸附量与温度呈正相关,吸附过程为自发、吸热的过程。FTIR、SEM和XPS等表征结果说明,KNiFC能较好的负载于CKGM上,且在吸附实验中KNiFC/CKGM能保持完整的骨架结构;EDX和XRD结果表明,KNiFC/CKGM对Cs⁺吸附机制是K⁺与Cs⁺发生了离子交换。     

Determination of upper and lower limits combining different experimental results

This paper discusses how to combine different experimental results in order to obtain upper or lower limits of physical quantities in the case of null experiments. Reanalyzing some published results, half-life limits for p → e⁺π⁰, p → K⁺, and for the ⁷⁶Ge ββ(0ν)-decay to the ground state of ⁷⁶Se were determined as 5.7 × 10³², 1.4 × 10³² and 2.5 × 10²⁴ yr, respectively, at 90% Confidence Level. The Bayesian approach is adopted using a step function as the prior-probability density function of the decay constant.     

Improved optical photoluminescence by charge compensation in the phosphor system CaMoO4:Eu

It has been found that charge compensated CaMoO₄:Eu³⁺ phosphors show greatly enhanced red emission under 393 and 467 nm-excitation, compared with CaMoO₄:Eu³⁺ without charge compensation. Two approaches to charge compensation, (a) 2Ca²⁺ → Eu³⁺ + M⁺, where M⁺ is a monovalent cation like Li⁺, Na⁺ and K⁺ acting as a charge compensator; (b) 3Ca²⁺ → 2Eu³⁺ + vacancy, are investigated. The influence of sintering temperature and Eu³⁺ concentration on the luminescent property of phosphor samples is also discussed.