烧结温度对石墨烯填充聚醚醚酮/聚四氟乙烯摩擦磨损性能的影响

为探究石墨烯填充聚醚醚酮/聚四氟乙烯（PEEK/PTFE）复合材料制备过程中烧结温度对复合材料摩擦磨损性能的影响,基于分子动力学模拟研究方法,分别构建10%PEEK/PTFE和1%石墨烯/10%PEEK/PTFE体系模型,通过模拟复合材料制备过程中不同的烧结温度,得到复合材料对应的力学和摩擦学性能相关参数。在不同烧结温度制得10%PEEK/PTFE和1%石墨烯/10%PEEK/PTFE样品,进行了摩擦磨损试验及磨损形貌分析。结果表明,采用石墨烯填充PEEK/PTFE复合材料可以有效改善复合材料的摩擦磨损特性,不同烧结温度对复合材料分子间作用力、材料力学特性和摩擦特性表现出不同程度的影响,当烧结温度为360℃时,复合材料分子间作用力、材料力学特性和摩擦特性均达到峰值。     

聚醋酸乙烯酯与黑索今体系的分子动力学模拟

聚醋酸乙烯酯(PVAc)与黑索今(RDX)的界面相互作用会直接影响RDX的表面包覆效果,因此,在原子、分子层次研究其作用方式,可以发现相互作用机制。利用分子动力学模拟方法,以径向分布函数描述组分间相互作用的方式;研究不同温度下PVAc与RDX晶面的相互作用,并计算PVAc在RDX晶体表面的扩散速率。结果表明,在298~353 K温度下,PVAc与RDX的结合能随温度升高略有降低;通过对有效各向同性模量和柯西压的分析得到,加入PVAc能够有效改善RDX的力学性能。此外,在343 K的温度下,PVAc在RDX表面的扩散速率最大,体系的力学性能最为优异。     

杜仲胶/天然橡胶共混物的分子动力学模拟和耗散粒子动力学模拟

应用分子动力学(MD)和耗散粒子动力学(DPD)模拟方法对杜仲胶(TPI)、天然橡胶(NR)的相容性进行了研究。采用MD模拟方法,在COMPASS力场下,对纯物质在不同聚合度下的溶度参数、一系列共混比的TPI/NR共混物内聚能密度、Flory-Huggins作用参数进行了模拟计算,确定了纯物质单链的聚合度,经判断各比例共混物的相容性均较好;采用DPD模拟方法对TPI/NR共混体系的相结构进行了研究,从等密度图可以进一步判断共混体系的相容性;分析比较两种纯物质的径向分布函数,揭示了其相互作用的本质;经过分析比较静态力学性能,发现共混比为1/3的TPI/NR共混物性能最佳,其结论与实验结果一致。     

POE/PA共混物性能的分子动力学与介观动力学模拟

为了预测聚烯烃弹性体(POE)与不同聚酰胺(PA6、PA11和PA1010)的相容性及共混物的力学性能和介观形貌,采用分子动力学(MD)和介观动力学(MesoDyn)模拟方法对不同种类的POE/PA共混物进行了研究。结果表明,3种共混体系中PA11/POE共混物的拉伸模量、体积模量及剪切模量都较小,韧性比较好,力学性能和结合能最好;MesoDyn模拟结果表明,PA11与POE相容性最好。本模拟方法可以作为预测聚合物共混物性能的有利工具,也可以为高聚物配方设计提供理论参考。     

分子动力学模拟铝纳米微粒结合能的尺寸效应

利用分子动力学方法,模拟了原子数79～1865尺寸范围具有面心立方结构的Al纳米微粒的结合能.结果表明,Al纳米微粒的结合能随微粒尺寸的减小而降低.由于分子动力学模拟考虑了结构驰豫,给出的结合能数据比表面积差异模型的预测值高2%～8%.通过对不同尺寸的对偶分布函数研究表明,Al纳米微粒在原子数大于555时保持理想的fcc结构,而原子数小于381时逐渐偏离fcc结构.     

改性聚四氟乙烯纤维与不同金属离子的配位反应动力学

将聚丙烯酸接枝改性聚四氟乙烯纤维(PAA-g-PTFE)分别与3种金属离子Fe3+、Cu2+或Ce3+进行配位反应,研究了配位反应的动力学特性及温度和金属离子初始浓度的影响,并计算和比较了相关的动力学参数。结果表明,PAA-gPTFE与3种金属离子的配位反应都属于一级反应,并能使用Langmuir和Freundlich等温吸附模型进行描述。且金属离子初始浓度的增加可促进金属离子在纤维表面配合量的提高。在相同条件下3种金属离子的配合量和反应速率常数依下列顺序排列:Fe3+>Cu2+>Ce3+,而其反应活化能则表现出相反趋势,说明2种过渡金属离子更易于与PAA-g-PTFE发生配位反应。     

B—GAP包覆纳米铝粉的制备与表征

为防止纳米铝粉在空气中进一步氧化失活,利用不同硅烷偶联剂对纳米铝粉预处理,后用支化聚叠氮缩水甘油醚（B—GAP）对其进行表面包覆改性,制得B—GAP／nano—Al复合粒子,利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）及X射线衍射仪（XRD）对包覆前后的纳米铝粉进行表征分析,并通过光电子能谱仪（XPS）对复合粒子的形成原理进行讨论,结果表明,相对于偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷（Al51）,在偶联剂叫一氨基丙基三乙氧基硅烷（KH-550）作用下,B—GAP包覆纳米铝粉效果较好,复合粒子为具有核壳结构的球形粒子。     

PVP对球形铝粉进行表面包覆改性的研究

为防止球形铝粉在空气中腐蚀变质,采用溶液聚合法,通过硅烷偶联剂KH-550对超细铝粉进行预处理,在引发剂偶氮二异丁晴的作用下,用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对球形铝粉进行表面改性,形成了PVP-Al复合粒子。利用扫描电镜、能谱以及红外光谱对改性前后的铝粉进行表征分析;利用光电子能谱对复合粒子的形成原理进行分析。结果表明:复合粒子为具有核-壳结构的球形粒子,致密的PVP壳层包覆铝粒子;复合粒子的沉降率及耐腐蚀性优于原料铝粉。     

DPD方法在软物质模拟领域的研究及应用进展

耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics,DPD)是一种介观尺度的模拟方法,作为联系宏、微观模拟的纽带,在研究软物质流动及形态结构的工作中起到很大作用。在诸如生物大分子、聚合物流体等软物质领域,DPD方法凭借其时间及空间尺度的优越性,越来越受到研究者的青睐。首先归纳了DPD方法的粗粒化过程、讨论其理论模型及数值算法等基本理论,继而详细阐述了DPD方法在软物质领域的研究现状、研究热点及发展趋势,并展望了其应用前景。     

SU-8光刻胶与Ni基底结合性的分子模拟

运用分子动力学模拟软件Materials Studio针对SU-8胶与Ni基底的结合性进行模拟分析,计算了不同前烘温度下SU-8胶与Ni(100)面的结合能,发现在343K的前烘温度下,光刻胶与基底的界面结合能达到最大,说明此时界面结合最好。通过对SU-8胶与Ni基底的相互作用能分析,发现影响结合能的主要因素是两种分子之间的范德华力,其中色散力起主要作用,其值是排斥力的近两倍。     

Simulation of a confined polymer in solution using the dissipative particle dynamics method

The dynamics of a bead-and-spring polymer chain suspended in a sea of solvent particles are examined by dissipative particle dynamics (DPD) simulations. The solvent is treated as a structured medium, comprised of particles subject to both solvent-solvent and solvent-polymer interactions and to stochastic Brownian forces. Thus hydrodynamic interactions among the beads of the polymer evolve naturally from the dynamics of the solvent particles. DPD simulations are about two orders of magnitude faster than comparable molecular dynamics simulations. Here we report the results of an investigation into the effects of confining the dissolved polymer chain between two closely spaced parallel walls. Confinement changes the polymer configuration statistics and produces markedly different relaxation times for chain motion parallel and perpendicular to the surface. This effect may be partly responsible for the gap width-dependent theological properties observed in nanoscale rheometry.Paper presented at the Twelfth Symposium on Thermophysical Properties, June 19–24, 1994, Boulder, Colorado, U.S.A.     

正交试验法优选正硅酸乙酯包覆铝粉的条件

为提高铝粉的耐腐蚀性,研究了片状铝粉原料的表面预处理方法,以达到有效除去表面脂肪酸的目的,以正硅酸乙酯为原料,利用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在表面预处理后的铝粉表面包覆一层SiO2薄膜,以达到增加铝粉耐腐蚀性的目的。将包覆完的铝粉置于一定浓度的盐酸溶液中,以相同时间内的析氢量作为评价标准,通过正交试验的极差分析与方差分析优选出最佳的包覆条件。结果显示:铝粉耐腐蚀性的因素影响大小为正硅酸乙酯添加量>温度>时间>H2O添加量>催化剂添加量;包覆15 g铝粉的最佳工艺条件为温度55℃,反应时间6 h,TEOS添加量12 g,H2O添加量16 g,NH3·H2O添加量1 g;采用最佳方案制备的包覆型铝粉具有较好的耐腐蚀性能。     

高压均质技术对低熔点玻璃粉的细化及烧结性能的影响

利用羧甲基纤维素(CMC)作为低熔点玻璃粉水分散液的防沉剂, 用高压均质机对玻璃粉进行细化处理, 使其粒度减小. 探讨了不同高压均质时间对玻璃粉的粒度大小和烧结性能的影响; 结果表明: 在相同的压强下(50 MPa), 高压均质时间越长则玻璃粉粒度越小、粒度分布范围越窄, 其软化温度和烧结温度也越低. 因此可以利用高压均质技术来降低玻璃粉的粒度, 从而降低玻璃粉的软化温度和烧结温度.     

聚合物共混体系的多尺度模拟研究进展

随着高性能计算机的发展,采用多尺度数值模拟的方法,研究聚合物共混体系的微观相形态和介观相界面、相分离过程等,对聚合物功能化和高性能化具有重要指导意义。首先简要介绍现阶段应用于聚合物共混体系的模拟方法,比较了各种方法的应用尺度范围和适用体系,并阐述了如何实现从分子尺度到介观尺度的贯通模拟。详细讨论了以分子动力学和耗散粒子动力学为基础的多尺度模拟方法,在二元和三元的聚合物共混体系的相容性和相形态研究中的应用。最后对多尺度模拟聚合物共混体系的研究方向提出建议。     

利用耗散颗粒动力学方法模拟优选合成聚表剂的可聚合季铵盐单体

为研究聚合物表面活性剂(聚表剂)分子结构变化对聚表剂和油-水界面性质的影响,优选出最佳性能的聚表剂。以正十六烷基为油相,水为水相,采用耗散颗粒动力学方法(DPD)模拟含有不同可聚合季铵盐表面活性基团的聚表剂在油-水界面的性质,研究了聚表剂摩尔分数及季铵盐基团种类等因素对油-水界面性质的影响。模拟结果表明,模拟体系中聚表剂摩尔分数范围以0.02~0.06为宜;通过模拟优选出最佳季铵盐单体为对甲基苯乙烯基十二烷基二甲基溴化铵(R4),聚表剂AMR4在油水体系中最佳摩尔分数为0.06,此时界面张力值最低、界面效率最佳且聚表剂分子均方根末端距最大。聚表剂分子几乎全都分布在油-水界面层,其界面活性使得油-水界面厚度增大,油-水界面张力降低。     

中药三七的超细粉碎工艺与产品物性研究

以中药三七为研究对象 ,用高频振动磨进行干式超细粉碎 ,简要介绍了三七超细粉体的制备工艺过程和工艺特点 ,考察了超细粉碎过程中三七粉体的色泽变化。采用激光衍射法分析了粉体颗粒的粒度、粒度分布及比表面积的变化特征     

烧结TiH_2粉末制备钛合金的工艺及组织EI北大核心CSCD

以TiH2粉末为原料,通过组元球磨混合、压制成形和烧结工艺制备钛合金。用扫描电镜对球磨过程TiH2粉末的粒度、形貌变化以及烧结CP-Ti,Ti-6Al-4V合金的组织形貌进行了观察;采用热重分析方法研究了TiH2粉末脱氢的特性;用热膨胀技术研究了TiH2,TiH2-Al-V两种粉末压坯的烧结致密化特性。结果表明:TiH2粉末经过球磨后迅速变细,其粒度随球磨时间的延长而减小,粉末形貌由原来的不规则形状逐渐变为等轴状;TiH2粉末在烧结过程的脱氢将使α-Ti产生强烈收缩、同时因脱氢后获得的新鲜钛表面所发生的快速粘接而使烧结体迅速致密、得到相对密度大于99%的烧结坯体;TiH2-Al-V粉末压坯在烧结时因为伴随着合金元素的溶解而使其烧结致密特性不如纯TiH2粉末压坯的好;TiH2粉末经过成型、烧结脱氢工艺可获得典型的等轴状纯钛组织,TiH2-Al-V粉末经过相同工艺可获得典型的层片状α+β钛合金组织、且合金元素分布均匀。