硅基双层复合自组装分子膜结构特性及其润湿行为的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了单晶硅（Si）表面N-3-（三甲氧基硅烷基）丙基乙二胺（DA）-月桂酰氯（LA）（DA-LA）双层复合自组装分子膜（SAMs）的结构特性,得到膜层中DA和LA分子的最佳覆盖率及分布情况。进一步讨论了水滴在DA-LA双层复合SAMs表面的润湿过程,通过接触角和径向分布函数等参量对其润湿行为进行了分析。研究表明：DA分子在Si上覆盖率为50%、LA分子在DA自组装单分子膜（DA SAM）上接枝率为100%时,分子膜呈有序排布,体系能量最低,从分子角度揭示了Si表面覆盖致密SAMs的形成机制。当取最佳覆盖率体系进行润湿机制模拟时,DA-LA双层复合SAMs表面水滴接触角与实验值相似,表现出良好的疏水性。而DA SAM表面由于DA分子短而稀疏,暴露出底层更亲水的羟基分子,从而导致所得接触角较实验偏小;经测量及计算得出,羟基化Si表面自由能最高,表现出较强的亲水性;DA表面次之;DA-LA表面自由能最低,表现出良好的疏水性。进一步分析发现：羟基化Si表面、DA SAM表面与水滴间存在氢键,加强了表面的亲水性,而DA-LA双层复合SAMs表面与水滴间只存在弱范德华力,有利于表面呈现疏水性。     

水基混合纳米流体对内冷却磨削性能的影响

添加多壁碳纳米管(MWCNTs)、二硫化钼(MoS2)、离子液体(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,[EMIm]BF4)和阿拉伯树胶(GA)制备成稳定分散的水基ILs-MWCNTs/MoS2混合纳米流体.研究了混合纳米流体的摩擦学性能和热物性,并与传统磨削液进行内冷却磨削对比试验,分析了两种磨削液条件下的磨削温度和表面...     

离子液体改性MWCNTs、MoS2及其复合纳米流体的摩擦学性能

采用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIm]BF₄)离子液体分散多壁碳纳米管(MWCNTs)、二硫化钼(MoS₂)于去离子水以得到具有优异摩擦学特性的纳米流体.通过拉曼光谱仪、纳米粒度电位仪、接触角测量仪表征其分散与润湿性,通过导热系数仪和流变仪测试其热物性,并通过材料表面性能综合测试仪进行摩擦实验.结果表明:经[EMIm]BF₄改性而制备的纳米流体Zeta电位大幅提高,纳米颗粒在空间位阻作用下有效分散于水基液,故保持润湿性的同时增强了导热能力,其对高温合金的润湿接触角最小为59.33°,室温(25℃)平均黏度最低为1.49 mPa·s,且导热系数最大为1.02 W·(m·K)^-1.纳米流体中层状、管状几何结构的MoS₂、MWCNTs纳米颗粒极大强化了基液的减摩抗磨性能,平均摩擦系数降至0.083,磨痕体积磨损率相比传统水基冷却液减小了72.33%.     

定向内冷方法在高温合金铣削加工中的应用

针对浇注冷却铣削镍基高温合金时因供液不充分产生的过热问题,采用定向内冷方法改善铣削换热.采用计算流体动力学方法分析了定向内冷流场特性,结果表明:定向内冷可保证切削液准确集中喷射至切削区并改善换热.开展了浇注冷却、定向内冷的端铣试验,实验结果表明:在相同铣削参数下,定向内冷具有更好的换热性能,且随供液压力增加冷却效率增强...