纳米流体制备的研究进展

综述了纳米流体制备的一些研究成果,总结了目前主要的纳米流体制备方法,分析了制备纳米流体过程中的影响因素,认为超声分散并辅之以分散剂的混合制备法是实验研究中较为实用可行的方法;pH值、分散剂类型及用量是影响纳米流体分散稳定性的主要因素.展望了纳米流体制备方法的发展方向及超声分散法所要综合考虑的因素.     

PE-HD/纳米SiO_2复合材料的动态流变行为研究

研究了高密度聚乙烯(PE-HD)/纳米二氧化硅(SiO_2)复合材料的动态流变行为,探讨了纳米 SiO_2经表面偶联剂处理对复合体系的流变行为影响。实验数据显示,PE-HD/SiO_2体系是假塑性流体,黏度随着 SiO_2含量的增加而增加,当>6%时,黏度发生突变,并出现强烈的剪切变稀,在动态储能模量(G′)、损耗模量(G″)与频率(ω)关系曲线上分别出现第二平台,表明体系因粒子间相互关联、团聚及粒子与基体问相互作用而形成局部有序的逾渗网络结构。而纳米 SiO_2经偶联剂处理后,体系流体类型没有改变,体系黏度下降,对应的 G′、G″与ω关系曲线上没有出现第二平台,复合体系更加均匀。     

树脂膜熔渗工艺及其数值分析方法

本文首先介绍了树脂膜熔渗RFI成型工艺的发展现状、技术原理、材料要求及工艺特点,然后重点阐述了RFI工艺过程的数值模拟方法,对如何建立能够反映RFI工艺过程中树脂流动、固化和热传递等物理化学现象的数学模型进行了讨论.RFI工艺过程涉及参数较多,单纯采用试验方法来研究各种参数变化带来的影响不仅耗时,而且也不经济,结合数值模拟方法对RFI工艺进行研究,可以减少盲目性和提高效率,从而为优化工艺参数提供理论依据.     

超声波气升式内环流反应器传质性能的实验研究

研究了超声波对气升式内循环反应器传质性能的促进作用,重点考察比较了牛顿型流体和非牛顿型流体 有、无超声波时气升式反应器的传质性能及气速、液体粘度、超声功率对总体积传质系数KLa的影响。实验证明， 无论是牛顿型流体还是非牛顿型流体，气速越小，超声功率对总体积传质系数KLa的相对影响越大；随着气速的 增大，这种影响逐渐减小，当气速增大到0.0615m·s-1时，超声波对总体积传质系数KLa的相对影响已较微弱。气 速增加，牛顿型流体和非牛顿型流体的KLa均增加，但牛顿型流体增加的幅度比非牛顿型流体要大。粘度增加，KLa 减小。气速、粘度、超声功率对KLa的影响分别是气速大于粘度大于超声功率。提出了相应的KLa经验关联式，并作了 讨论。     

搅拌与混合对兽疫链球菌发酵生产透明质酸的影响

研究了透明质酸的流变学特性以及搅拌和混合对兽疫链球菌发酵生产透明质酸的影响。结果表明：透明质酸溶液属于典型的非牛顿凯松流体;搅拌转速和透明质酸浓度对气液传氧速率有很大影响;在较高的搅拌速率下发酵时可以得到较高的透明质酸产量,650 r·min^-1时透明质酸产量为4.1 g·L^-1,产率系数为0.08 g·g^-1;用有效搅拌模型分析发酵过程发现,只有在高搅拌转速时发酵体系才处于全部混合状态。     

电场作用下液滴分裂动力学行为的格子Boltzmann模拟

采用格子Boltzmann方法（LBM）伪势模型,耦合流场和电场控制方程,研究了电场作用下油水共存体系中水滴分裂的动力学行为及特性,借助形变率衡量液滴的形变大小,展现了液滴从形变至分裂的动态演变过程,分析了外加电场大小和液滴内外介电常数比对液滴分裂行为的影响。结果表明：外加电场能促使液滴发生振荡形变,且存在临界电毛细数和临界介电常数比决定液滴是否发生分裂：高于临界值,液滴形变率振荡幅度随时间不断增长,最终发生分裂;低于临界值,则液滴形变率振荡幅度不断衰减,并最终趋于一稳定值。在此基础上,综合考虑电场强度与介电常数比的影响,提出了基于现有电毛细数的修正电毛细数唯一地表征电场作用下液滴分裂与否。     

SiC改性C/C复合材料的制备及其烧蚀性能

采用超声波震荡法将SiC微粉添加到二维针刺碳毡预制体中,利用热梯度化学气相浸渗工艺沉积热解碳制备了SiC改性碳纤维增强碳基(carbon fiber reinforced catbon,C/C)复合材料.借助x射线衍射与扫描电子显微镜检测和观察材料的微观结构,利用氧-乙炔烧蚀实验测试材料的抗烧蚀性能.结果表明:SiC微...     

碳含量对反应熔渗法制备SiC晶须增强碳化硅陶瓷性能的影响研究

以SiC晶须作为增强体,通过酚醛树脂高温碳化裂解获得碳包覆的SiC晶须,与纳米碳化硅粉体、炭黑混合均匀形成复合陶瓷乙醇浆料.经过干燥、造粒、成型和排胶后获得SiCw-C-SiC素坯,利用反应熔渗法制备高体积分数的SiC晶须增强SiC陶瓷基复合材料.研究了碳黑含量对复合材料力学性能与显微结构的影响.通过扫描电镜照片显示,碳包覆的SiC晶须经高温反应熔渗后仍保持表面的竹节状形貌,且晶须与碳化硅基体间形成适中的界面结合强度,材料断口处有明显的晶须拔出;当炭黑含量为15wt％时,抗弯强度和断裂韧性达到最高值分别为315 MPa和4.85 MPa·m1/2,比未加晶须的SiC陶瓷抗弯强度提高了25％,断裂韧性提高了15％;当炭黑含量为20wt％时,复合材料中残留部分未反应的炭黑,制约其力学性能的提高.     

纳米TiO2流体表面改性及对真空闪蒸制冰的影响

利用电镜扫描法、紫外分光光度法及烘干称重法对纳米TiO₂流体的分散稳定性进行了综合评价,研究了表面活性剂种类及浓度对其分散稳定性的影响。将纳米TiO₂流体引入真空闪蒸制取冰浆系统,研究了纳米TiO₂浓度、表面活性剂浓度及对吸附作用下纳米TiO₂流体真空闪蒸制冰的影响。结果表明,表面活性剂类型对纳米TiO₂流体分散稳定性的影响很大,复合型的分散稳定性最佳,其次是阴离子型;纳米粒子及表面活性剂可以增强真空下纳米TiO₂流体的成核效果,增大含冰率,降低过冷度;表面活性剂浓度是影响真空闪蒸制冰系统压力及闪蒸率的重要因素,系统压力及闪蒸率均随着表面活性剂浓度的增大而增大;另外,确定了在吸附作用下真空闪蒸制冰系统中使用纳米TiO₂流体的最佳条件。在最佳条件下,含冰率为18.35%,过冷度为0.51℃,热导率为0.920W/(m·K),对比蒸馏水有较大改善。吸附作用下真空闪蒸制冰可行性较高,制取冰浆效果优良。     

木质素在超临界甲醇和乙醇溶剂中液化过程分析

通过研究木质素分别在超临界甲醇和乙醇溶剂中的液化过程，分析反应温度（260～340℃）及反应时间（0～120min）对木质素在两种溶剂中的转化率、生物油收率及其组分差异的影响。实验表明，木质素在超临界乙醇中的转化率及产物收率均高于甲醇。当反应温度340℃，反应时间60min，木质素在超临界乙醇中的转化率和生物油收率比在甲醇中分别提高了16.23%和11.54%，残渣收率降低了16.23%。通过GC-MS和FTIR对生物油和残渣分析，发现生物油组分中芳香族化合物相对含量较高，在甲醇和乙醇溶剂中分别达到66.13%和58.84%；随着反应时间的延长，甲醇溶剂中残渣的醚键官能团逐渐增强，而在乙醇溶剂中则先增强后减弱。分析认为在木质素降解过程中，超临界乙醇和甲醇均可产生氢自由基作为供氢体，攻击木质素及其大分子片段中的官能团，同时使液化产物中的活性片段减活，减弱重聚合反应，从而更利于芳烃产物的生成。而甲醇在液化过程中容易与木质素断键产生的苯酚中间体发生脱氢缩合反应，通过醚键聚合产生长链芳香族化合物，形成残渣，降低生物油收率。