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。     

填料形状对复合屏蔽材料的影响

根据Schelkunoff屏蔽理论分析了核壳粒子及其组成的复合材料对电磁波的屏蔽机理,利用有效介质理论分析了不同填料形状对其复合材料渗流阈值的影响,结论表明片形填料具有更低的渗流阈值,相同填充浓度条件下片形填料复合材料具有更好的导电性能。定性讨论了填料形状对材料复磁导率的影响规律,通过数值计算验证了片形填料组成的复合屏蔽材料能够兼具高导电导磁特性,屏蔽效能好于球形填料,更加适于电磁兼容工程应用。     

颗粒形状与尺寸对复合材料的电导率的影响

用Maxwell理论和平均极化理论建立了一个导电高分子复合材料的有效电导模型。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。利用这个模型,讨论了渗流阈值与导电颗粒的大小及轴长比的关系。计算了碳纤维-聚脂树脂复合材料的有效电导率,结果表明该理论结果与实验结果符合较好。     

应用DLA模型模拟钢中夹杂物集团凝聚

为探索钢水中大量粒子的凝聚过程,应用分形理论的DLA模型,对粒子集团凝聚行为进行了模拟研究. 结果表明,模拟得到的凝聚体与钢中簇状类型夹杂物的形状相似. 根据分形理论可以认为它们的凝聚过程遵守同一规则. 大量粒子凝聚时先是各自凝聚成小集团,然后再合并成大集团. 形成相等尺寸的粒子集团所需时间不同,初始条件相同形成的粒子集团形状不同. 粒子凝聚速度随其移动步长和粒子浓度增大而加快,夹杂物粒子平均移动步长主要受钢水粘度和粒子尺寸影响. 粒子集团大小分布随凝聚时间和粒子平均移动步长而变化.     

磁场下InAs/InP矩形量子线中的电子结构

在有效质量近似下,利用微扰理论研究了矩形量子线中电子和空穴的基态能量.考虑形成量子线的2种材料晶格常数不同带来的形变势、电子和空穴在材料中的质量失配以及空穴有效质量的各向异性等因素,在矩形长度不变时,计算了电子和空穴的基态能量随磁场以及矩形宽度的变化情况.结果表明,粒子的基态能量随着磁场的增大而增大,随着矩形宽度的增大而减小;磁场增大时,不同尺寸量子线中电子的基态能量随磁场的变化曲线间距减小的趋势比空穴明显得多;在较高磁场下,电子的基态能量随量子线尺寸增大下降的趋势比低磁场时明显,而空穴的这种特征不明显.     

泡沫Al-0.146wt.%Ti合金的制备及耐腐蚀性能研究

采用真空低压渗流铸造法,制备了泡沫A-l0.146wt.%Ti合金.分析了影响渗流法制备泡沫铝合金的主要因素,得到了制备泡沫合金的最佳条件:NaCl填料粒子预热温度300℃,合金液体浇铸温度760℃,填料粒子尺寸1~3mm.不同孔率泡沫A-l0.146wt.%Ti合金的模拟海水全浸实验结果表明:泡沫合金的耐腐蚀性能随着孔率增加显著下降.     

泡沫A1-0．146wt．％Ti合金的制备及耐腐蚀性能研究

采用真空低压渗流铸造法,制备了泡沫A1-0．146wt．％Ti合金．分析了影响渗流法制备泡沫铝合金的主要因素,得到了制备泡沫合金的最佳条件：NaCl填料粒子预热温度300℃,合金液体浇铸温度760℃,填料粒子尺寸1～3mm．不同孔率泡沫AI-O．146wt．％Ti合金的模拟海水全浸实验结果表明：泡沫合金的耐腐蚀性能随着孔率增加显著下降．     

渗流法制备泡沫铝金属材料的工艺参数研究

泡沫铝是一种新型的多孔功能材料。采用液相法中的渗流铸造法制备泡沫铝合金。结果表明,在泡沫铝孔结构的成形中,影响渗流深度和孔均匀性的主要工艺参数为填料粒子尺寸及其与模具的预热温度、铝液的浇注温度和真空度。     

用负压渗流法制备通孔泡沫金属

用负压渗流法和自行研制的填料粒子制备了泡沫金属，通过正交实验研究了影响液态渗流的工艺参数，从传热学和流体力学结合的观点讨论了影响机理。     

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     

裂缝性低渗透气藏垂直裂缝井产能分析

利用椭圆流动模型和质量守恒法,建立并求解了考虑启动压力梯度影响的裂缝性低渗透气藏有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的数学模型。绘制了产能动态曲线,同时分析了启动压力梯度、裂缝导流能力、弹性储能比和窜流系数对产能动态曲线的影响。分析结果表明:裂缝性低渗透气藏有限导流垂直裂缝井产能动态曲线可以划分为裂缝流动阶段、窜流阶段和总的系统径向流动阶段。启动压力梯度越大,产能越低;裂缝导流能力越大,产能越高;弹性储能比越大,产能越高;窜流系数越大,发生窜流的时间越早。这对深入认识裂缝性低渗透气藏有限导流垂直裂缝井的生产动态具有重要意义。     

不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数

根据最小热阻力法和比等效导热系数法对不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数进行预测。采用以颗粒在传热方向上的特征长度为边长的立方体体积与实际颗粒体积之比作为形状因子,对不同颗粒形状等效为立方体时的无量纲相对特征长度进行修正,基于形状因子进一步推导了适用于不同形状颗粒弥散复合材料在中低体积分数情况的等效导热系数通用计算公式。此通用计算公式与实验值及其它模型计算值吻合较好,对于导热增强型复合材料,体积分数一定时,其等效导热系数与颗粒形状因子呈正比,增加颗粒在传热方向上的尺寸能有效提高复合材料的导热性能。     

短碳纤维增强铜基复合材料的制备及其性能的研究

以化学镀和电镀相结合的方式对碳纤维表面进行涂覆铜处理，采用粉末冶金方法制备了短碳纤维无序增强铜基复合材料，并对复合材料的摩擦磨损性能、力学性能以及导热导电性能进行了研究，研究结果表明：化学镀和电镀相结合的方式对碳纤维表面进行涂覆铜处理，使碳纤维与铜基体结合得较好，用冷压、烧结的粉末冶金法制备出的试样性能良好；碳纤维的加入，虽使复合材料的导热率、电导率有所下降，但仍然保持有良好的导热、导电性能，并且使复合材料的硬度、耐磨性和强度有显著提高，同时碳纤维的加入减小了复合材料的摩擦系数。     

Thermal conductivity model of filled polymer composites

Theoretical and empirical models for predicting the thermal conductivity of polymer composites were summarized since the 1920s. The effects of particle shape, filler amount, dispersion state of fillers, and interfacial thermal barrier on the thermal conductivity of filled polymer composites were investigated, and the agreement of experimental data with theoretical models in literatures was discussed. Silica with high thermal conductivity was chosen to mix with polyvinyl-acetate (EVA) copolymer to prepare SiO₂/EVA co-films. Experimental data of the co-films’ thermal conductivity were compared with some classical theoretical and empirical models. The results show that Agari’s model, the mixed model, and the percolation model can predict well the thermal conductivity of SiO₂/EVA co-films.     

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．     

聚乙烯/纳米二硫化钼复合材料电性能

采用熔融共混的方法制得聚乙烯／纳米二硫化钼复合材料，研究该复合材料的电性能及其微观形貌,结果表明，当二硫化钼质量分数大于15％时，体系的电阻明显下降，复合材料的渗滤阀值为15％；二硫化钼均匀分散于聚乙烯基体中，二硫化钼导电颗粒相互接触，形成链状导电网络．     

基于离散元理论的自然崩落法放矿细颗粒渗移过程研究

为探讨自然崩落法放矿过程中废石细颗粒的渗移规律及诱因,利用离散元软件EDEM分别从粗细颗粒数量比、直径比及矿岩含水率三个方面对细颗粒的渗移过程进行模拟,并设置标志颗粒对不同区域的相邻粗细颗粒进行跟踪。研究结果表明：放矿提前贫化率随粗细颗粒数量比的增大不断降低;废石细颗粒渗移速率随粗细颗粒直径比的增大而增大,且受含水率影响显著;相邻位置的细颗粒的渗移速度大于粗颗粒的下降速度。研究结果为进一步探讨矿石损失贫化、确定采场结构参数及优化放矿管理制度提供理论支持。     

回转窑内二元颗粒物料的径向混合

研究了颗粒尺寸差异和密度差异对二元物料在回转窑内混合的影响. 采用离散单元法建立颗粒物料的运动模型,模拟滚落运动模式下二元物料在回转窑内的径向混合过程;通过颗粒接触数定义混合程度评价指数,结合Hong的渗流与凝聚竞争理论分析颗粒体积比σ和密度比η对二元物料混合程度的影响. 结果表明:增大体积比σ会增强渗流作用,增大密度比η会增强凝聚作用,无论渗流或凝聚占据主导作用,均会导致物料在混合过程中产生径向分离,使混合程度降低;对σ与η进行配置后,可以使渗流与凝聚两种机理彼此平衡,达到物料混合均匀的目的;物料的渗流-凝聚平衡曲线中,σ与η呈幂函数关系.