电场作用下电流变液滴的变形及力学行为

外加电场作用下的液滴变形及力学行为是电流体动力学研究的重要内容.基于volume-of-fluid(VOF)方法,将电场力作为源项添加到流体运动的Navier-Stokes方程中,提出了电流体流场与电场双向耦合的数值方法,分别研究了外加均匀电场与非均匀电场作用下,中性漏电液滴和带电液滴的变形/运动及其力学行为.小变形条件下,数值模拟得到的外加均匀电场中性漏电液滴的变形系数接近于理论值,验证了本文方法的正确性.研究结果表明,电场作用下液滴与周围介质物理属性的差异导致液滴表面不同的自由电荷再分配形式及其变形状态;相对于电场方向,中性漏电液滴可能会发生"扁长型"或"扁平型"变形.均匀电场下,中性漏电液滴内部形成稳定的回转运动,液滴不会发生宏观运动;对于存在净电荷的液滴,由于库仑力的作用,液滴不仅会发生变形,同时也会沿电场线方向运动.非均匀电场下,中性漏电液滴与带电液滴都会沿电场线运动,并发生不同的变形.本文所提出电流体流场与电场双向耦合的数值方法为静电喷雾、电泳等复杂的工程电流体动力学研究提供了理论基础.     

格子Boltzmann方法在电流体动力学中的应用: 均匀电场中液滴的变形和失稳

均匀静电场中液滴变形问题是电流体动力学的重要基础内容, 用格子Boltzmann方法研究此问题是一个崭新的领域. 基于Peng等人提出的可以得到高液气密度比和低液相压缩性的单组分两相格子Boltzmann模型, 采用本文提出的液相和气相统一的介电常数与密度的关系式, 对均匀静电场中二维绝缘液滴在绝缘媒质中的变形问题进行了数值模拟. 结果表明, 本研究采用的方法可以很好地模拟出液滴形态变化及其规律, 特别是液滴的失稳射流现象, 并得到电场中绝缘液滴变形问题的重要特征参数——临界介电常数比和临界电场强度. 这些结果与相关的理论和实验符合较好, 表明格子Boltzmann方法在研究存在多相的电流体动力学问题上具有独特优势和很大潜力.     

钨青铜结构弛豫型铁电陶瓷Sr_(0.5)Ba_(0.5)Nb_2O_6的制备及其场致热释电行为

铌酸锶钡Sr_(1-x)Ba_xNb_2O_6(0.25相似文献   

电流变技术在履带车辆设计中的应用研究

文章概述了电流变现象和电流变液的机理及材料的研究近况,介绍了电流变液的工程应用现状,详细讨论了电流变技术在履带车辆动力传递、制动、减振等方面的应用,对关键的技术问题进行了探讨.     

电喷雾萃取电离质谱技术及其应用进展

电喷雾萃取电离(EESI)技术是近年发展起来的一种可以在无需样品预处理的条件下对复杂基体样品进行直接质谱分析的新兴离子化技术.该技术能对液体、气溶胶、固体表面、黏性样品等不同形态样品进行分析.本文介绍了EESI技术的工作原理,系统阐述了EESI-MS技术在实际样品分析中的实现方式和技术特点,对EESI-MS现有的应用进行了简要的归纳和评述,展望了EESI技术在食品医药安全、公共安全、化学反应机理研究、代谢组学、蛋白质分析、临床诊断、环境监测等领域中的应用前景.     

复合钙钛矿结构弛豫型铁电陶瓷的极化介电行为

复合钙钛矿结构弛豫型铁电陶瓷由于其高的介电常数、相对低的烧结温度和由“弥散相变”(diffused phase transition,简称DPT)引起的较低容温变化率,被认为是多层陶瓷电容器在技术和经济上重要的候选材料。因此这一类材料的制备与性能研究受到广泛重视。有关其介电行为的研究,国内外报道很多,但有关这一类材料在极化状态下的介电行为的研究报道还不多。本文通过将复合钙钛矿结构弛豫型铁电陶瓷PZN-PT-BT(80/10/10)样品在极化     

BiTiO3单晶电致疲劳裂纹扩展的原子力显微镜研究

利用原子力显微镜(AFM)原位研究了BaTiO₃单晶压痕裂纹电致疲劳的扩展过程, 以及交变电场引起的畴变和疲劳裂纹扩展的相关性. 结果表明, 正负交变电场并不引起裂纹尖端电畴的交替变化, 而是在裂纹周围发生随机转变, 随着电场交变次数的增加, 止裂裂纹重新起裂扩展.     

弛豫型铁电单晶0.76PMN-0.24PT的铁电相变特征

采用介电铁电与热释电表征法, 结合电畴结构的实时观察, 对0.76PMN-0.24PT 单晶的相变特征进行了研究, 发现其铁电性质介于典型弛豫铁电体与正常铁电体之间. 该单晶极化前具有一种处于微畴至典型宏畴之间的过渡型电畴, 其(001)晶片在极化后发生场致相变, 并在其后的升温程序中表现出两个特征温度T_d 与^T_m . ^T_d 为电容率随温度下降而开始急剧下降的温度, 对应于零场升温程序中的由电场诱导的典型宏畴-过渡型宏畴的转化; 在^T_d ~^T_m 温区, 晶体持续发生铁电-顺电相变或退极化作用, 以宏畴态存在的铁电相与顺电相共存; 在略高于^T_m 的温度, 晶体转化为宏观顺电相, 铁电相以微畴态存在. 由于场致相变与晶体取向有关, 相对于同成分的单晶来说, 多晶陶瓷在同样的温度-电场历程下显示不出特征温度^T_d.     

微重力对蛋白质晶体结构的影响

为了考察微重力对蛋白质晶体结构的影响,对空间和地面结晶实验生长出的蛋白质晶体进行了结构测定,并进行了比较研究,在完成对鸡蛋清溶菌酶晶体结构研究的基础上,又对酸性磷脂酶Ａ２晶体结构做了测定和比较,从目前的研究结果可以得到这样的结论：微重力可能不足以改变蛋白质肽链的构象,但微重力能够改善与蛋白质分子联系罗弱的有序水分子的空间排布状况,这应该是微重力改善蛋白质晶体质量的一个重要因素,另外,上述两种蛋白晶     

含浓度极化层的三相非均匀体系的介电模拟

对于由具有不同电性质(如介电常数和电导率)的相组成的非均匀体系,介电测量以及基于适当的物理模型的介电解析,提供了获得体系内部各组成相和反映体系构造信息的独特的研究方法。实际中的大量例子:如乳状液、细胞悬浊液等球型分散系的介电行为,已被很多研究者在Maxwell-Wagner的界面极化理论基础上成功地解释了。近年来,作者关于平面多相体系的介电理论及解析方法的系列研究,为讨论膜/溶液体系的物理化学过程以及膜的构造和机能提供了新的研究方法。提出的浓度极化层(Concentration polarization layer,CPL)的介电理论给出了CPL的频率域的介电谱。鉴于化学中的大多数实际体系是CPL与其他相构成的非均匀体系,这类体系的介电解析在理论及实际上都是极其重要的。特别是CPL与在荷电膜/溶液界面出现的异常电现象如整流、振荡现象密切相关.本研究对由两种溶液相和夹在这两相中的CPL构成的三相层状体系:溶液(Ⅰ)/CPL/溶液(Ⅱ)进行了模型化,并在浓度极化的介电理论基础上对该体系的介电行为进行了数值模拟,讨论了CPL的两个重要参数:厚度及电导率的变化对整个体系的介电弛豫的影响以及该体系产生介电弛豫的原因。     

甲醇在CoPc-Pt/C复合催化剂上的电氧化行为

运用电化学方法研究了甲醇在以浸渍法制备的CoPc-Pt/C复合催化剂上的电氧化行为. 循环伏安(CV)和计时电流(CA)测试结果显示, CoPc-Pt/C显示出良好的催化甲醇电氧化活性, 具有较高的正扫峰电流密度, j_f /j_b比值(正扫峰电流密度/回扫峰电流密度), 及高的暂态电流、稳态电流. 这是由于CoPc-Pt/C复合催化剂具有抗中间产物中毒的性能, 能有效减弱催化剂的自毒化效应; 甲醇在CoPc-Pt/C复合催化剂上电氧化的表观活化能是18 kJ·mol^-1, 远低于Pt及PtRu催化剂, CoPc-Pt/C具有优秀的本征催化活性.     

中国微重力流体科学的空间实验研究

微重力流体物理是微重力科学的重要组成部分, 包括简单流体的许多新体系、气/液两相流动和传热以及复杂流体力学. 微重力流体物理除其本身学术和应用的重要意义外, 还与微重力燃烧学、空间生物技术和空间材料科学密切结合, 促进了交叉学科的发展. 利用我国返回式卫星和神舟飞船, 进行了一批微重力科学的空间实验, 使我国微重力科学迅速进展. 本文主要介绍近10年来我国微重力流体科学的空间实验研究和主要学术成果.     

染料敏化太阳电池中非碘电解质研究进展

染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSC)是蓬勃发展的一种新型光电转换技术,其显著特点是透明和颜色可调.电解质是影响DSC电池光伏特性关键性因素之一.氧化还原电解质正逐渐成为敏化太阳电池、甚至光电化学领域中的研究重点.本文对DSC电池中非碘电解质体系的研究进展,重点针对氧化还原电对分子的电荷性质、溶剂化作用、对电极等对器件性能的影响规律,深入讨论有机氧化还原电对体系在这些领域中的应用.由于有机氧化还原电对体系具有可控性和可变性的优势,相信通过结合新型染料敏化剂和对电极,会在光伏新能源领域中展现出美好的应用前景.     

多金属氧酸盐纤维的电纺制备和表征

通过电纺技术制备了聚乙烯醇/K₇[SiW₁₁O₃₉Co(H₃P₂O₇)]复合纤维毡, 在500℃煅烧这种复合纤维8 h, 得到了纯的Keggin结构的K₇[SiW₁₁O₃₉Co(H₃P₂O₇)]纤维. 通过红外吸收光谱(IR)、电子自旋共振(ESR)和扫描电子显微镜(SEM)对纤维毡进行了表征. 这种纤维的平均直径为250 nm. 在纤维形态没有改变的情况下, 吸收和解吸水蒸汽会呈现出颜色的变化.     

对电的粒子性、可分性和惯性认识的思想溯源——为庆祝电子发现100周年而作

从格雷(S．Gray)将电学作为一门独立的学科建立起采,到汤姆逊(J．J.Thomson)发现电子将近两个世纪以来,科学家们一直在探索电与物质的关系,试图弄清楚电是怎样一种实体。物理学走过了一条艰苦、曲折的求索之路:由电的无质性到有质性,由电的连续性到可分性,由电粒子到“电原子”再到“亚原子”,中间还穿插着法拉第(M．Fara-day)关于“绝对电荷”不存在的非本体论思想的影响,最后才发现了电子。人们之所以用了较长时间才将对电的实在的认识推进到“亚原子”的物质层次,发现了电子,并给电磁场输入了惯性,原因主要是在认识电的有质性和可分性上存在种种困难。本文拟对这一认识过程作一简要的综析。     

天体物理和空间物理中辐射磁流体动力学数值模拟研究现状与展望

宇宙中超过99%的重子物质都是等离子体,磁场在其中广泛存在且与等离子体相互作用.另外,辐射也往往对于这些等离子体的动力学起着重要影响.因此,完整描述这些等离子体的基本物理规律依赖于辐射磁流体动力学.由于非线性以及物理上多尺度耦合的特征,数值模拟在求解辐射磁流体动力学方程中起着重要的作用.近年来,由于技术及软硬件的快速发展,数值模拟的作用越来越显著,已经与观测、理论一起,发展成为了3种主要的研究方法.本文综述辐射磁流体动力学的数值模拟在天体物理(包含太阳物理)以及空间物理领域的研究现状,并对未来的发展进行展望.     

PZT-5H导电缺口电致滞后开裂

研究了PZT-5H铁电陶瓷导电缺口发生电致滞后断裂的可能性及其规律. 结果表明, PZT-5H导电缺口发生电致断裂的临界电场E_F = 14.7±3.2 kV/cm. 如外加电场E<E_F, 则在导电缺口前端瞬时产生电致微裂纹, 若保持恒电场E, 电致裂纹将缓慢扩展直至试样发生滞后断裂, 滞后断裂的门槛电场E_DF = 9.9 kV/cm. 如EE_K= 4.9 kV/cm, 则电致裂纹并不瞬时形核, 只有在恒电场下经过一定的孕育期后电致裂纹才形核并扩展一定距离, 但试样也不会发生断裂. 如E<E_DF = 2.4 kV/cm, 即使长时间施加电场, 裂纹也不形核. 导电裂纹的滞后形核和滞后断裂归因于恒电场下从缺口顶端发出的电荷密度随时间而增大, 当外加电场小于电荷发射的门槛电场时不会发生电致裂纹的滞后形核.     

如何在地球表面模拟空间微重力环境或效应:从空间细胞生长对微重力响应谈起

当前,人们对空间微重力环境影响生命、化学、物理等过程的认识仍较为粗浅,在地球表面是否可以且如何模拟空间微重力环境或效应尚不清楚.本文拟从空间细胞生长对微重力响应这一基本问题入手,从力学/物理基本原理出发,讨论什么是重力变化、如何模拟微重力环境或效应、怎样模拟微重力环境所致的生物学响应等问题,以期澄清空间生命科学与空间生物技术、乃至空间生理学与医学研究中的相关基本概念,为地基相关研究提供科学参考.     

电刺激视神经对鲫鱼视杆双极细胞反应的影响

进入视网膜的离中纤维首先是在鸟类得到证实.起源于视峡核(ION)并进入视网膜的离中纤维直接与无长突细胞(AC)形成突触联系.电生理学研究显示,这些纤维的活动能引起大多数神经节细胞(GC)反应性的增强.这可能是因为对GC提供抑制性输入的AC受到离中纤维抑制所致,近年来,许多工作表明,离中纤维存在于大多数动物(包括硬骨鱼类)的视网膜中.电刺激视神经能使AC产生兴奋性突触后电位(EPSP).在硬骨鱼类,离中纤维含     

直流溅射法制备电致变色NiO_x膜

材料在外电场或电流的作用下,发生可逆的色彩变化叫电致变色(Electrochromic)现象.电致变色材料在大面积显示、调光囱户(Smart window)以及信息的(彩色的和连续的)贮存等领域,有很好的应用前景.目前研究的重点是若干过渡金属氧化物及其水合物的电化学变色性(Electrochemichromism),其工作模式是:将这些材料制成覆盖在导电(透明)衬底上的薄膜,并成为电池的一个电极,给电极施加电压后,薄膜两侧同时分别注入(或抽取)电子和离