单轴压力对聚甲基乙烯基硅氧烷/炭黑复合交联体系

研究了由炭黑(CB)填充聚甲基乙烯基硅氧烷(PMVS)构成的复合交联体系在单轴压力作用下的轴向导电行为. 结果表明, 当CB质量分数j 稍高于渗流阈值j c时, 其电阻R首先随压力增加而升高, 呈现电阻正压力系数(PPCR)效应, 而在较高压力下呈现电阻负压力系数(NPCR). 当j >> j c时, 体系在最初几次压缩循环中表现为NPCR效应, 但压缩循环可以诱发弱PPCR效应的发生. PPCR-NPCR转变是真应力(true stress)控制的过程, 反映了体系内部渗流网络的破坏与重组.     

高弹性高导电稳定性炭黑/碳管/硅橡胶复合材料的设计与制备

采用少量炭黑(CB)和少量碳纳米管(CNTs)并用,通过调控CB和CNTs在甲基乙烯基硅橡胶(PMVS)基体中的网络结构,成功制备了低导电填料下高弹性、高导电性、高循环拉伸导电稳定性的PMVS-CB-CNTs导电橡胶复合材料.当1.8%(体积百分比,下同)CB和1.2%CNTs并用时,复合材料体积电阻率降低至271Ωcm, 30%拉伸应变下的体积电阻率(R/R0)为2.1,10次循环拉伸再回复后其R/R_0低至1.3.CNTs是原位生长在层状双氢氧化物表面而制备的碳管阵列(CNTA),其与橡胶混炼加工时易于解离成单根分散碳管,不易缠结,且其高长径比有利于低填料量下获得高导电性;而CB的各向同性能够使复合材料拉伸回复后形成新的导电通路.由于所用CNTs具有纳米弹簧效应,复合材料保持了良好的弹性和柔顺性.进一步研究了复合材料在拉伸应变过程中的电导性的变化和循环拉伸导电稳定性,以及拉伸应变下导电网络结构变化和拉伸前后的填料网络结构变化,探明了复合材料导电网络结构与导电性及导电稳定性的关系.结果表明,低含量CB和CNTs可在橡胶基体中形成较强的双导电网络结构;拉伸时,CNTs作为桥梁连接单个的CB粒子及其聚集体,导电网络破坏较小;经循环拉伸再回复后,CB和CNTs又可回复形成较强的双导电网络结构,因此该复合材料电导性较高,且单次拉伸和循环拉伸导电稳定性均较好.     

导电粒子填充HDPE复合材料的非线性导电特性与标度行为

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体、炭黑(CB)或石墨(GP)为填料的共混物是重要的且应用广泛的高分子PTC材料. 基于GEM方程和由材料的体积膨胀导致填料体积分数的稀释效应, 建立了一个定量描述并解释基体体积膨胀对复合材料PTC突变贡献的唯象模型. 在电子束辐照HDPE/CB复合材料中, 交联聚合物基体体积膨胀对PTC效应的贡献减小. 在研究填料含量、环境温度和交联等对HDPE导电复合材料自发热行为和电热平衡态非线性导电行为影响的基础上, 根据自发热温度与电场、初始电阻, 以及电热平衡态电阻与自发热温度的关系, 揭示了高分子PTC材料的自控温机制. 根据自发热临界点参量与材料电导率之间的标度关系, 建立了电热平衡态的宏观电学性能与微观渗流网络之间的联系.     

三源制冷循环有限时间经济性能界限和优化关系

考虑工作于T_H、T_L和T_0热源间的内可逆三热源制冷循环,设工质与热源间的传热系数为α,循环输入热量(火用)和输出冷量(火用)的价格分别为φ_1和φ_2,且有0<φ_1/φ_2<1,则用有限时间(火用)经济分析法可导出两种传热规律下的最佳利润率与制冷系数的关系和最大利润率时的     

一种可为锂二次电池提供过热保护的正温度敏感系数电极

通过将导电碳黑(carbon black,CB)Super P均匀地分散到聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)的聚合物基质中,发展出了一种具有正温度敏感系数(positive temperature coefficient,PTC)特征的CB-PMMA复合材料,并采用该复合材料为铝箔基体的表面涂层,制备出具有三明治结构的Al/PTC/LiCoO2阴极.通过循环伏安扫描、倍率充放电和交流阻抗等方法考察了PTC复合电极在常温和高温下的电化学性能.实验结果表明,PTC-LiCoO2电极在常温下具有高的充放电比容量、良好的倍率性能和循环稳定性,PTC涂层对LiCoO2电极的正常充放电没有产生明显的不利影响.但在80~120℃的高温下,PTC涂层因电阻急剧增大约2个数量级,限制了电极活性层与集流体之间的电流传输,导致电极容量的急剧下降,表现出良好的自激发热阻断效果,从而可以防止电池因热失控而引发的安全性问题.     

热功转换循环规律的另一半:逆循环的定理、定律和核心物理量

在回顾卡诺定理、热力学第二定律(正循环等价定律)以及核心物理量熵时,发现它们主要讨论的都是热量通过可逆循环转换为功量的规律.即使对于热泵或制冷逆循环,仍然应用正循环的概念和分析方法讨论它们的性能.然后以逆卡诺循环为例,分析和证明了两温限下逆卡诺循环的性能系数不是最大而是最小.随之提出了一个新的逆循环,它是由两个等压和两个等容过程组成,可称之为逆压容(p-V)循环.在净功量给定和两温限条件下,逆压容(p-V)循环的性能系数远大于逆卡诺循环的性能系数.此结果表明,逆循环中功量是有品位的,压力就是功量的品位.最后建立了逆循环的等价定律和逆循环等式,并引入了功熵的概念.基于逆循环的原理、定理、定律、核心物理量和循环性能等,可望形成热功转换循环规律的另一半.     

一类平面E3的极限环

当p=q=r=s=0时,(1)式为文献[1]的二次微分系统的I类方程,并已证明:对于任意的a,l,n,I类方程至多有一个极限环;当l=m=n=0时,(1)式为文献[2]研究的平面三次系统,并利用二次型理论,Poincare-Bendixson定理,Levinson-Smith定理得出一系列结论.本文在更大的参数范围内得到(1)式存在极限环的充分条件.作地形系.当n~2 4s<0时,(3)式是一族包围原点的闭曲线;当n~2 4s≥0时,(3)式以P为分界线,当C>φ(k)时,λ(x,y)=c是一条围绕原点且包含Γ于其内部的闭曲线,当C<φ(k)时,λ(x.y)=c是由两个互不相交(可能重合)闭分枝组成,分别位于Γ内部.借助Poincar(?)-Bendixso定理和无穷远的方     

巨磁电阻温度依赖特性的唯象分析

自从磁多层膜体系的巨磁电阻效应被发现以来,它广阔的应用前景引起了人们对此问题研究的极大兴趣,但其物理本质目前仍不太清楚.我们拟从磁电阻系数与温度的依赖关系出发,来对其机制作一些初步的探讨.由Mathiessen定则,可以将体系的总的电阻表示为下面的两项之和:R=R_0+R(T),其中R_0为剩余电阻,而R(T)表示与温度T     

钙钛矿氧化物La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3巨磁电阻p-n结

用激光分子束外延成功地制备出钙钛矿氧化物La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3 p-n结, 首次观测到钙钛矿结构氧化物p-n结电流的磁调制和巨磁电阻效应. 其巨磁电阻特性与掺杂的镧锰氧化物是非常不同的, 当温度为300, 200和150 K时, p-n结具有正磁电阻特性; 当温度为100 K时, 在低磁场条件下, p-n结呈现正磁电阻特性, 随着磁场强度的增加, p-n结变为负磁电阻特性. p-n结的磁电阻变化率?R/R0(?R = RH ?R0, R0是外磁场为0时p-n结的电阻, RH是外磁场强度为H时p-n结的电阻) 在300 K条件下, 当磁场强度为0.1和5 T时, 达到8%和13%; 在200 K条件下, 当磁场强度为5 T时, 达到41%; 在150 K条件下, 当磁场强度为1 T时, 达到40%; 在100 K条件下, 当磁场强度为0.13和5 T时, 达到10%和-60%.     

NiTi多晶样品中弹性软化现象的研究

NiTi合金具有形状记忆效应,这一效应是与在～0℃以上发生的由B_2相(b.c.c.)→M相(b.c.t.)的马氏体相变有关的.在M_s点以上,曾发现电阻、X射线和电子衍射及内耗的反常,对这些被称为予马氏体效应的反常现象曾有多种解释,其中之一是Clapp的软模理论.他认为马氏体相变是由母相点阵中一些特殊区域(如缺陷)被应变导致的弹性不稳定性     

量子点与分子器件中的近藤效应

近藤效应是低温凝聚态物理研究的重要领域, 指的是低温下稀磁合金电阻随温度降低而反常增加的多体现象. 在量子点系统中, 其表现为低温下电导随温度降低而升高. 本文重点描述了量子点系统中平衡近藤效应、非平衡近藤效应, 以及当单态与三重态发生简并时含有偶数个电子的量子点产生的近藤效应的基本特征和物理原理. 并指出基于有机材料的单原子/单分子晶体管为近藤效应的研究提供了全新的途径.     

Co-Al/Cu多层膜中层间耦合和磁电阻的振荡

近年来研究表明,由磁性金属和非磁性材料交替沉积而成的多层膜或超晶格结构中,相邻磁层间磁矩通过非磁层的耦合,可以出现相互平行排列的铁磁态、反平行排列的反铁磁态,或互相垂直的90°耦合。当磁性多层膜中出现反铁磁耦合时,样品饱和时的磁阻R(S)小于零场时的电阻R(O),出现了所谓的巨磁电阻(giant magneto-resistance)效应,这一效应由于在磁头材料和磁敏感器件上具有广泛的用途而备受人们的关注。磁性多层膜的磁电阻比率一般要比     

沟埋式涵管垂直土压力的数值模拟分析

利用大型有限元软件ANSYS,对矩形沟埋式涵管垂直土压力进行数值模拟分析,研究了沟槽宽度与涵管变形对垂直土压力的影响.结果表明:在刚性地基条件下,沟槽宽度较小时,涵管土压力系数单调减小,沟槽宽度较大时,涵管土压力系数呈先增后减的变化趋势;涵顶变形有明显的减荷作用,涵顶变形越大,垂直土压力系数越小;管道刚度较小时,应力呈现中间小两边大的分布趋势,管道刚度较大时,应力呈现中间大两边小的分布趋势.     

曲面广义Gauss映射像的体积

设R~n(c)是n维实空间形式.当c=0时,R~n(c)=E~n;当c=1时,R~n(c)=S~n;当c=-1时,R~n(c)=H~n.欧氏空间E~n中极小曲面的全曲率等于其Gauss映射像的体积的-1倍。在文献[1]分别对球空间S~n和伪球空间H~n中极小曲面建立了类似结果.在文献[2]把这些结果推广到R~n(c)中伪脐曲面.本文进一步把这些结果推广到R~n(c)中任意曲面。     

双麦克斯韦等离子体中沿任意方向的电磁不稳定性

文献[1]指出,现代很多实验方法所产生的等离子体,由于方向效应和缓慢的弛豫机构(例如无碰撞等离子体情况),在无外磁场时也能形成各向异性的温度.高温无碰撞等离子体中,在相当长的时间内,体系的速度分布维持为双麦克斯韦分布.文中讨论了沿任意方向传播的电磁波的不稳定性,得出当频率ω远小于kc时(k为波数,c为光速)的不稳定性判据.     

关于半亚正常算子的谱的不等式

Hilbert空间上算子T=UP是φ拟亚正常的,当它满足φ(P)—Uφ(P)U=D_φ≥0.对可逆的φ拟亚正常算子T,标函数φ满足t/φ(t)是单调下降的,而t~2/φ(t)是单调上升时,本文得到了不等式     

高效液相色谱中的峰压缩技术

以苯甲醛和4-羟基喹啉为模型化合物, 以不同流动相组成时化合物迁移速度差为基础, 建立了双流动相体系中的峰压缩技术, 并以峰压缩因子(峰压缩条件下的半峰宽与未进行峰压缩的半峰宽的比值)表征峰压缩技术. 在本文实验的最佳峰压缩条件下, 苯甲醛和4-羟基喹啉的峰压缩因子分别为0.19和0.13. 该峰压缩技术可成功用于混合物体系, 实现混合物体系中各个物质的峰压缩. 将该峰压缩技术应用于通过测定产物苯甲醛的生成量来测定SSAO酶活性时, 也能成功实现峰压缩, 峰压缩后的峰高、塔板数和信噪比分别提高了4.94, 19.3和5.74倍, 说明该峰压缩技术可成功应用于实际样品测定.     

压力对高分子液-液相转变行为的影响

高分子研究在实际应用和基础研究方面不断发展, 压力对高分子转变行为的影响越来越受到人们的重视. 在理论研究方面最成功的处理方法是把自由体积和体系的自由能或状态方程结合在一起, 从而定量地推导出不同压力下的临界温度和χ(Flory-Huggins 相互作用参数), 代表性的结果为Sanchez-Lacombe状态方程和SAFT状态方程; 大多数实验结果表明高分子体系的临界温度随压力的增加而升高, 即对于在降低温度时发生相分离的UCST高分子混合体系升高压力会降低体系的相容性, 而对于LCST体系(高分子混合体系在升高温度时发生相分离)压力能提高高分子体系的相容性. 我们最近就压力作用下具有UCST行为的高分子体系实验结果发现, 有的体系相分离温度随压力增加而升高, 有的体系随压力增加而降低, 还有的体系随组成的不同既有升高也有降低的现象, 我们根据实验现象结合Sanchez-Lacombe 格子流体理论对这一实验现象给出了理论解释.     

2007年度诺贝尔物理学奖评介 巨磁电阻效应的发现和应用

人们一般把磁性金属和合金的电阻随磁场大小而改变的现象称为磁电阻效应.磁电阻效应的大小通常用[ρ(H)-ρ(O)]/ρ(O)×100%来衡量,其中ρ(H)和ρ(O)分别是有磁场和无磁场时的电阻值.磁电阻效应,早在1857年就被英国的开尔文(L.Kelvin)发现了.不过,这种改变的幅度并不大,通常只在1%到2%之间.     

Fe/Mo多层膜巨磁电阻及层间耦合振荡

近年来研究发现,由磁性材料和非磁性材料交替沉积而构成的金属多层膜和三层(Sandwich)结构系统中,非磁性层厚度发生变化时,相邻磁性层之间出现铁磁性耦合和反铁磁性耦合的交替变换,这种现象称为层间耦合的振荡.零场时若多层膜的相邻磁层呈反铁磁耦合,在外磁场作用下将导致多层膜电阻的大幅度下降,即产生巨磁电阻(Giantmagnetoresistance)效应.巨磁电阻效应最初在Fe/Cr多层膜系统中发现,随之在Fe/Cu,