润湿性表征体系及液固界面张力计算的新方法（Ⅰ）

设计了一种在有限液固界面上润湿性的表征体系，建立了在该系统中固相表面张力γsg和液固界面张力γsl的表达式。结果表明，固相表面张力γsg和液固界面张力γsl可以通过液相表面张力γlg和接触角θ求解，γsg=γlg是液相在固相表面完全润湿的临界条件。在此基础上，推导出液相在无限固相表面上液固界面张力γsl的表达式，表明γsl仅仅是液相表面张力γlg和接触角θ的函数；其数值范围为：O≤γsl≤γlg。因此，固相表面张力γsg和液固界面张力γsl均可以通过液相表面张力vlg与接触角θ直接求解。推导出液相在固相表面上粘附功Wn的表达式，该结果与Dupre方程一致。     

双球冠润湿模型及润湿性能表征因子λ

根据反应实际情况建立了反应型双球冠润湿模型.利用能量最低原理,证明了所建模型与Young氏方程的一致性.通过分析,提出了用于表征反应型液固界面润湿性能的λ因子.分析结果表明,利用该因子可直接计算液固和液气二相界面张力差Δσ(Δσ=lσs-lσg)和粘附功ω.通过对模型进行进一步分析表明,利用λ值并结合1θ、2θ角的测定,可较精确地计算出液固界面张力和液气界面张力的大小,这为界面张力的计算提供了理论依据.     

润湿性表征体系及液固界面张力计算的新方法（Ⅱ）

在有限液固界面的润湿性表征及计算方法的基础上，对比了所推出的理论计算解与Y-G—G经验方程及Y-G—G—F—V方程解之间的差异；通过润湿性试验对理论公式进行了计算验证。结果表明，除了θ=0°和θ=180°以外，所研究理论解的计算值始终大干Y—G—G方程和Y—G-G-F-V经验方程解，表明采用Y-G—G方程和Y-G-G-F-V方程计算的固体表面张力数值偏小；发现在无限液固界面润湿体系中，当接触角θ较大时，固体表面张力的变化对接触角的影响敏感，用理论方程对固相表面张力的计算具有很好的一致性，表明所推出公式能够正确反映固体表面张力的性质；而当接触角θ较小时，固体表面张力的增加对接触角的影响逐渐减弱，进入试验的“测不准”区域；接触角小于35°时，固体表面张力的增加对接触角的影响极弱，润湿性试验的误差较大。     

Ag在单晶硅(111)基面上的反应润湿与固液界面能计算

采用滴座法研究Ag在高定向生长单晶硅(111)基面上的高温反应润湿行为及固液界面结构.结果表明,Ag/Si(111)润湿体系在1 200℃高温下的最终润湿角为96.7°,呈现不润湿现象,反应润湿界面有Si原子溶解到液态Ag中,但没有新相生成,Si和Ag仍以单质形式存在,因此Ag(l)/Si(s)界面能保持不变.通过计算得到1 200℃下Ag/Si(111)润湿体系的固体表面能和固液界面能分别为565.6和667.1 mJ.m-2.     

基于MS-P方法的不规则管内流体的分布研究

提出了一种新的基于单角毛细管的模型。在该模型中,当非润湿相注入已经饱和润湿相的毛细管中时,不混溶的两相的分布是由一个特定的阈值压力所确定。利用Young-Laplace方程,推导和分析了不同管内流体间界面的曲率和弯液面的形状;并通过叠加单角毛管模型生成不同多边形毛管模型,研究边的多边形数和流体分布之间的关系,以及等边多边形毛管中润湿相的饱和度。在单角毛细管的基础上,研究了角的位置对于润湿相分布的影响;并分析了流体界面在角的相互影响的五个阶段分布特点。     

正交异性双材料反平面界面端应力奇异性研究

研究了正交异性双材料反平面界面端的应力奇异性问题.借助应力奇异指数λ的特征方程,经过图形对比分析,验证了应力奇异指数λ与双材料参数及双材料楔形角有关,并且利用三角函数的性质和算例,得到了双材料界面端楔形角θ1和θ2以及双材料参数对应力奇异性指数λ的影响规律.     

砂土液化后液-固相变机理的单元试验与模拟

液化后砂土流动是一个涉及液相向固相转化的过程。针对目前常规三轴加载模式在进行松砂液化后性质研究中存在局限性的现状，提出应力与应变控制相结合的加载方法，获取初始液化状态，开展液化后松散土体流态化性质研究。基于试验结果，引入液-固相变参数，耦合流体本构与固体本构关系，建立可统一描述液化后土体应力应变关系的经验模型，实现不同密实度条件下砂土液化后液-固相变转化全过程力学行为的模拟。     

季铵盐类农药残留检测前处理研究

季铵盐类农药易溶于水,不易挥发,极易在环境中大量残留.传统的液液萃取方式难以对复杂基质中的痕量残留净化富集,其前处理方法一直是检测中的难点.近年来,随着固相萃取吸附材料的不断更新与发展,固相萃取法逐渐取代液液萃取法成为检测季铵盐类农药残留主要应用的前处理方法.文中全面地描述各类基质中季铵盐农药的前处理方法,重点分析与论述目前常用于季铵盐类农药检测的几类固相萃取各自性质及优缺点,对这些固相萃取柱在前处理分析方法中涉及的重要方面都做了较全面的分析与论述.     

毛细管压力对凝析气体系相态行为的影响

在低渗透多孔介质中，由于孔隙半径小而不能忽略毛细管压力对油气体系相平衡的影响。针对这一问题。建立了考虑毛细管压力的相平衡计算模型。利用K值多组分模型（KCOM-PVT）软件中的相态模拟计算模块。对一个实际凝析气藏中油气体系的毛细管压力，露点压力和恒组成膨胀过程中反凝析液量进行了模拟计算，论证了毛细管压力对凝析气体系相平衡的影响程度，计算结果表明，润湿性决定毛细管压力对凝析气体系相态行为影响的方式，当润湿角θ为0-π/2时，油气体系的上露点压力上升，恒组成膨胀过程中反凝析液量增加；当润湿角θ为π/2-π时，其变化趋势相反，毛细管半径和界面张力决定毛细管压力对凝析气体系相态行为影响的强弱，只有当毛细管半径低于10^-5cm时，毛细管压力对油气体系相平衡的影响才变得明显。     

电流变机理研究综述Ⅲ─—材料研究的成就、问题与前景

本文全面介绍了电流变材料的发展，包括电流变液、磁流变液和电磁流变液；此外还详细讨论了固相化学性质和添加剂与电流交响应的关系；指出了电流变材料的研究方向。作为这篇评论的结语概括介绍了电流变应用研究的最新成就。     

Effect of magnesium and nickel coatings on the wetting behavior of alumina toughened zirconia by molten Al-Mg alloy

The wettability of alumina toughened zirconia (ZTA) by Al-Mg alloy was investigated using the sessile drop technique. The effects of nickel coating, magnesium content, nitrogen atmosphere, and processing temperature on the contact angle between the molten alloy and the substrate were determined. Likewise, the effect of these factors on the wetting properties was studied. The results showed that the nickel coating on the ceramic substrate caused a significant reduction in solid/liquid surface energy and the contact angle decreased obviously. The presence of magnesium in the molten aluminum alloy in nitrogen atmosphere reduced the contact angle effectively. The presence of magnesium in the alloy must be at a minimum amount of 2wt%–3wt%. Moreover, it was suggested that some chemical reactions in the Al-Mg-N system led to the production of Mg₃N₂ and AlN compositions. These compositions improved the wetting properties of the systems by reducing the surface energy of the molten. It was shown that increasing the temperature is also an effective factor for the enhancement of wetting properties.     

接触角滞后现象的理论分析

通过引入“滞后阻力”的概念,分别用力学方法和热力学方法导出固体表面上液滴平衡时接触角应满足的条件;定性地给出了表面湿润性和前进接触角与后退接触角同表面粗糙度的关系,分析了前进接触角和后退接触角的物理意义;由此给出了接触角滞后现象的一种合理解释．本的研究为汽液相变传热过程中的沸腾核化、临界热负荷、最小热流密度、珠状凝结等现象的深刻认识,开拓了新的思路,传统研究中对粗糙度影响的复杂定量化测量描述也可转化为用接触角单一参数表征和描述的简化方法．因此本的认识对研究沸腾和凝结传热有重要的现实意义．     

聚氨酯改性的分子设计

依循“后排前推法”的构思,进行聚氨酯改性的分子设计,获得良好的效果。用极性聚合物的单体对聚氨酯接枝共聚,而后扩链交联成为互贯聚合物网络,提高了水的湿润能力和均匀传递补膜的作用。液体和固体的界面张力和它们的接触角θ成正比的关系,能更直观地估价液体对固体表面的润湿程度。     

液滴图片数字化引起的超疏表面接触角测量误差模拟研究

液滴在表面上的接触角是衡量表面润湿性能的一个重要指标,近年来在超疏水表面研究领域得到广泛应用。目前接触角测试主要采用座滴法在获取液滴数字图片的基础上对液滴轮廓进行直接测量或拟合得到;数字图片的离散性决定了接触角测试结果具有一定误差这一误差在液滴偏离球冠形状的情况下(例如:超疏水/油表面接触角测量)会变得较为严重。拟采用数值模拟分析方法研究由液滴数字图片决定的超疏水/油表面接触角测量误差随液滴参数和表面性能的变化规律。通过模拟发现,接触角测量误差随着接触角的增大而增大;采用大体积液滴进行测量会带来较大的接触角误差;而密度大或表面张力小的液体带来的误差较太。为实现接触角误差的控制,在采用小体积液滴的同时,可以通过悬滴法进行测试,此时误差可控制在仪器误差限范围之内。     

微重力环境及地基的高温熔体润湿特性

经典材料表面与界面的一些实验现象被重力效应覆盖,影响人们对材料本质物理特性的深入了解.因此,微重力对熔体的润湿行为和固/液界面反应的作用机理研究具有重要的意义.本文综合前人对高温熔体特别是高温锡基合金的润湿行为及与基板间的界面反应特性的研究,通过与微重力条件下相关研究及实验结果对比,总结了卫星微重力环境及地基环境下的高温熔体润湿特性,为以后的空间实验及分析提供理论参考.     

建筑用玻璃与可伐合金润湿规律

为实现建筑用玻璃与可伐合金的可靠激光封接,本文针对影响封接质量的主要因素(温度、时间、粗糙度及氧化层)对两者润湿性能的影响开展了研究.当保温温度由800℃提高至900℃,液态玻璃黏度降低致使其在可伐合金表面的流动性增强,润湿角由69.5°降低至31.1°.在850℃下延长保温时间(5~40 min),液态玻璃在低黏度条件下有充分的时间铺展,润湿角降幅为30%.随着可伐合金表面粗糙度的提高,液态玻璃向四周扩散需要克服的势垒增加,当粗糙度值Ra由0.186μm升至0.563μm时,润湿角由46.9°升至69.5°.由于可伐合金表面氧化层可与液体玻璃发生扩散而形成较强离子键,使得两者润湿性能显著提高,润湿角降低幅度达到23.6%.因此,在实际激光封接过程中,增加保温温度和时间、降低钢板表面粗糙度及钢板预氧化处理将有效地提高玻璃与钢板的润湿性能.     

对液体势能升高的分析

根据在附着层中分子所处的态 ,就液体润湿固体的情况 ,讨论了毛细现象中液体势能升高的原因。通过受力分析 ,推出了毛细管中液体上长的高度公式。     

高速射弹小角度入水弹道特性研究

研究高速射弹小角度入水过程中的空化现象和弹体运动规律.计算采用VOF多相流模型捕捉空泡界面,采用Schnerr and Sauer空化模型模拟空化现象,弹体运动通过6自由度方程与重叠网格技术进行求解.计算分析了弹体小角度入水过程中的弹道特性、空泡的演化规律及射弹的流体动力特性,初步探索了高速射弹的小角度入水时产生的弹跳现象.研究表明:此高速运动的旋转射弹在小角度入水时,弹体轨迹和姿态容易发生很大的变化,空泡形态不对称,弹体大面积沾湿导致弹体受到很大的流体动力和力矩,弹体运动失稳产生弹跳翻转现象.分析表明,弹体小角度入水容易沾湿,沾湿对流体动力及其运动姿态有着极大的影响,弹体的不对称沾湿是超空泡射弹失稳的重要原因.      

插板法测表面张力公式的新证明及讨论

从力平衡的角度，建立固液接触角为零度时插板外液体的物理数学模型，推导证明液体表面形状曲线方程，然后证明固液接触角不为零度时的一般情况，为测量依据公式提供一种新的证明方法，最后，通过讨论得出３点有意义的结论。（１）对于一定的液体，不同材料插板 起液体上升的实际高度不同，但最高固液接触点都落在同一曲线上。（２）可以通过测量直线距离代替接触角的作测，以提高表面张力的精度。（３）由直线距离测量所得表面张力     

超亲水薄膜表面接触角的高精度测量

 作为极端润湿表面的一种,超亲水薄膜表面由于具有自清洁、防雾、防腐蚀等特性,成为现代工业、城市建设等领域的研究重点之一。界定极端润湿表面的一种方法为接触角的测量,因此获得更高精度的接触角对极端润湿表面工程具有重要意义。讨论了在超亲水薄膜表面提高接触角精度的3种算法,包括量高法、圆拟合法及椭圆拟合法,结果显示接触角在接近0°时通过圆拟合算法能够提高计算精度。