三组元复合材料的有效电导率研究

研究带有壳层的金属球颗粒杂质与基质无规混合的有效电导率,对于带有壳层的同心球可以等效成一个实心球杂质与同一基质无规混合,其实心球的半径等于原壳层的半径,利用倒易定理（ＲＴ）,其结果与有效介质近似（ＥＭＡ）进行比较发现两者基本一致。     

带壳球形颗粒复合介质的有效介电响应

本文对线性（或非线性）的带壳球形颗粒分布于一线性基质的复合介质的线性（或非线性）有效介电响应进行了研究．以前的研究表明,在与核和壳的介电性质有关的条件下,这种三元复合体系（带壳）可等价于一个二元体系（不带壳）,然而,研究结果表明,当壳和基质的介电性质满足一定条件时,该三元复合体系也能等价于无壳实心球颗粒无规分布于原来的基质中的一个二元复合体系．这个等效的无壳实心球颗粒半径比上述三元复合体系中的球核颗粒大。若核颗粒为非线性材料,则满足一定条件时,该复合材料的体非线性介电响应也可得到增强．最后,我们讨论了带壳的球状颗粒复合介质的有效介电常数的依赖关系。     

带壳球形粒复合介质的有效介电响应

本文对线性（或非线性）的带壳球形颗粒分布于一线性基质的复全介质的线性（或非线性）有效人电响应进行研究了，以胶的研究表明，在与核和壳的介电性质有关的条件下，这种三元复合体系（带壳）可等价于一个二元体系（不带壳），然而，研究结果表明，当壳和基质的介电性质满足一定条件时，该三元复合体系也能等价于无壳实心颗粒无规分布于原来的基质中的一个二元复合体系，这个等效的无壳实心球颗粒半径比上述三元复合体系中的球核颗     

胶体溶液介电特性研究

采用修正的Schurr模型描述胶体溶液中的离子输运过程，计算分析了胶体溶液介电常数和电导率的低频和高频特性。研究结果表明，胶体溶液的介电常数在低频率下的超高增益现象，只有在颗粒相（含表面层）电导率远小于基质溶液（电解质溶液）电导率的情况下才会出现；理论计算结果与实验资料吻合较好。     

有效介质近似自洽条件的研究

运用了两种自洽条件:(1)在长波长极限下,非均匀复合介质的净极化为零,(2)非均匀复合介质的有效电场等于单个颗粒中局域场的平均值,研究了具有不同的电导张量和几何微结构的二组元无规对称分布的椭球颗粒所构成的系统的有效介质近似方程EMA1和EMA2,讨论了逾渗阈值(临界体积分数)fC随退极化因子的变化情况,说明EMA1方程能更好地解释无规非均匀介质的输运性质.并且探讨了将这两种自洽条件应用于一种颗粒浸在另一种基质中反对称分布的Maxwell Garnett型的非均匀复合介质,得出有效电导率的公式.     

导电高分子复合材料的有效电导率模型

基于Maxwell理论和平均极化理论,建立了导电高分子复合材料的有效电导率模型。有效电导率描述为各组成成分的体积、形状和颗粒尺寸的函数。利用该模型,讨论了渗流阈值与导电颗粒的大小及轴长比的关系,得到了导电高分子复合材料的有效电导率随导电颗粒轴长比和半径变化的规律。用该模型计算了碳纤维聚脂树脂复合材料的有效电导率,计算结果与实验结果符合较好。     

导电高分子复合材料的有效电导率模型

基于Maxwell理论和平均极化理论，建立了导电高分子复合材料的有效电导率模型。有效电导率描述为各组成成分的体积、形状和颗粒尺寸的函数。利用该模型，讨论了渗流阈值与导电颗粒的大小及轴长比的关系，得到了导电高分子复合材料的有效电导率随导电颗粒轴长比和半径变化的规律。用该模型计算了碳纤维一聚脂树脂复合材料的有效电导率，计算结果与实验结果符合较好。     

预测氯离子在水泥基复合材料中有效扩散系数

基于水泥基复合材料界面区水泥颗粒的分布特征,给出了界面区孔隙率分布函数和界面区的有效扩散系数;将水泥基复合材料视为骨料、基体、界面区以及其均匀化后的等效介质相四相复合球模型,采用n层球夹杂理论,逐尺度地预测了氯离子在水泥基复合材料中的有效扩散系数.结果表明:预测的氯离子扩散系数与实测结果基本吻合;n层球夹杂理论适合于预...     

基于微观尺度的砂土剪切波速度

运用宏观等效与微观接触理论相结合的方法研究砂土剪切波速度。在宏观上将砂土看作均匀连续各向同性介质,在微观尺度上假设砂土为等效球体半径相等、材料性质相同、随机堆积的固体颗粒的集合体,结合颗粒接触理论,引入颗粒形状修正系数,推导出砂土的等效剪切模量和宏观剪切波速度公式。通过定量计算进行参数分析。研究结果表明:孔隙比、砂土颗粒弹性模量、埋深和颗粒形状修正系数对砂土剪切波速的影响显著;有效内摩擦角、砂土颗粒泊松比、砂土密度和与配位数有关的常数对剪切波速影响较小。将理论计算结果与实测值进行对比,吻合较好,验证了本方法的可行性与正确性。     

取代酰胺萃取稀土元素的研究

本文研究了ＮＮ二甲庚基乙酰胺（Ｎ５０３）、ＮＮ二正混合基乙酰胺（Ａ１０１）和Ｎ苯基Ｎ辛基乙酰胺（Ａ４０４）三种取代酰胺对稀土元素的萃取行为．结果表明：取代酰胺在高酸浓度介质中对稀土几乎不萃取;在中性偏酸性介质中,选择有效半径较大的苦味酸根（Ｐｉｃ－）作为伴随阴离子,对稀土元素有较大的萃取率;稀释剂的介电常数大小对萃取能力有一定的影响．综合考虑取代基的诱导效应和空间效应对酰胺官能团的影响,其配位能力Ｎ５０３＞Ａ１０１＞Ａ４０４．     

具有梯度壳层的球形颗粒复合体系的介电响应

研究了梯度壳层球形颗粒复合体系的有效介电响应，推导了具有任意多壳层的球形颗粒的等效介电常数的一般递推公式；用微分有效偶极近似的方法推导出任意介电梯度形式球形颗粒的等效介电常数的一般微分方程，并以壳层的介电常数为半径的幂函数形式为例，得到了梯度壳层球形颗粒的等效介电常数．从而在极稀释条件下，根据Maxwell-Garnett近似(MGA)，得到了梯度壳层球形颗粒复合体系的有效介电常数．     

混合颗粒流分形模型及相关有效热传导的分析

将适用于两体混合颗粒径的能量均分定量推广到非均匀的复杂混合颗粒流系统。根据混合颗粒流具有的分形特征,推导出颗粒流中颗粒的分形速度分布函数,并建立混合颗粒流有效热传导的分形模型。由此导出质量连续分布的复杂混合颗粒流的有效热传导系数,讨论颗粒流分形结构对于其输运过程有效热传导系数的影响。     

粒度分布具有分形特征的非均匀颗粒流的有效热导率理论研究

根据稠密气体运动学理论，在近平衡条件下，得到粒度分布具有分形特征的非均匀颗粒流系统的速度几率分布函数．研究了低浓度的非均匀颗粒流中颗粒与流体之间因颗粒的随机运动而产生的有效热传导；理论推导了其有效热导率；讨论了系统各参数对有效热导率的影响；并将研究结果与单一颗粒流和两组分的混合颗粒流的有效热导率理论结果进行了比较，结果表明，本文的理论结果更具有一般性、包含了已有的理论结果．     

单一颗粒流分形模型及有效热导率计算

首次提出了颗粒流中粒子的分形模型，得到粒子在不同分维下的分形分布，并和麦克斯韦分布进行比较，分析了两种分布产生差异的物理机制．在此基础上研究了单一颗粒流的有效热导率，得到其解析表达式，并分析了有效热导率随粒子温度、粒子分维的变化规律．     

导电原子力显微镜在介质薄膜电流图像检测中产生的假像

对导电原子力显微镜在介质层电流图像检测中存在的假像进行了研究。发现这种假像归因于导电探针针尖较大的直径,其大小与被检测样品表面的缺陷点、漏洞、沟穴大小相关。研究表明,为提高图像分辨率,避免检测过程中存在的假像,需要使用具有纳米直径针尖的超尖导电探针。     

高速压制粉末散体空间分形维数及热传导

基于分形理论,利用粉末散体空间的堆积密度、粉末颗粒的密度和孔隙介质的密度,推导出了计算粉末散体空间分形维数的公式;利用等效热阻法建立了粉末散体空间有效热导率的串联分形模型,并给出了考虑热辐射条件的有效热导率的计算公式.通过分形维数和有效热导率计算公式的函数曲线,分析了堆积密度对分形维数以及分形维数、温度对有效热导率的影响,结果表明：粉末散体空间分形维数随堆积密度增大而增大,有效热导率随分形维数增大而减小,随温度升高而增大.     

金属一绝缘颗粒复合介质逾渗阈值的研究

在金属—绝缘颗粒复合介质中 ,当金属颗粒的浓度达到渗流阈值时 ,复合介质发生金属—绝缘体转变 采用有效介质近似 (EMA)研究了颗粒系统中阈值与颗粒形状、分布的关系 ,讨论了逾渗阈值与退极化因子的关系     

基于空心球聚合体的多孔介质有效导热系数的两种模型

根据硬硅钙石型微孔硅酸钙的结构特点,将其简化成空心球聚合成的多孔介质,建立了点接触空心球壳与面接触空心立方体两种单元体模型.采用一维热传导分析,推导出有效导热系数的理论计算公式.计算结果表明,模型计算值与硅酸钙实验值有较好的一致性.理论模型可应用于与微孔硅酸钙具有类似结构的多孔介质导热系数的估算.