C10Zn,C12Zn及二元体系非等温固-固相变动力学

合成了具有层状钙钛矿结构的两种热致相变材料四氯合锌酸癸铵n-(C10-H21NH3)2ZnCl4和四氯合锌酸十二铵n-(C12H25NH3)2ZnC14,并在两种材料的乙醇溶液中结晶出一系列二元混合体系.对纯组分及各个二元体系利用差示扫描量热(DSC)测定了热分析曲线,采用Kissinger和Ozawa两种动力学模型研究了非等温固-固相变动力学,计算了固-固相变过程的活化能和反应级数.两种方法的计算结果相一致.     

贮热材料四氯合金属酸(Ⅱ)二烷基铵固-固相变动力学

热致相变贮热材料四卤合金属酸(Ⅱ)二烷基铵具有层状钙钛矿结构,通过晶型有序-无序转变能可逆地固-固相变贮热. 合成了两种材料四氯合锰酸十二铵n-(C12H25NH3)2MnCl4和四氯合锰酸十四铵n-(C14H29NH3)2MnCl4,并在两种材料的乙醇溶液中结晶出一系列二元混合体系. 对纯组分及各个二元体系利用差示扫描量热(DSC)测定了热分析曲线,采用Kissinger和Ozawa两种动力学模型研究了材料的非等温固-固相变动力学,计算了固-固相变过程的活化能和反应级数. 两种方法的计算结果相一致. 随着C12Mn质量分数的增加,二元体系表观活化能Ea值呈波动变化. CnMn及二元体系的反应级数均接近于1.     

取向多晶Mn_(1.9)Co_(0.1)Sb的磁弹性相变和巨各向异性磁致应变效应

Mn_2Sb基合金磁弹性相变附近具有丰富可调的磁功能性质,再加上其低廉的成本,在很多领域都具有潜在应用,然而合金有关磁致应变的研究和报道仍然非常少.本文利用合金在电弧熔炼过程中,由于快速冷却而产生强烈温度梯度,从而导致晶体生长出现高度择优取向性,制备出取向性的Mn_(1.9)Co_(0.1)Sb多晶合金. X射线衍射和热磁测量都表明合金晶粒沿着特定晶体学方向生长.等温磁化曲线表明合金发生了明显的磁场驱动变磁性相变,且变磁性行为随测量温度的降低越发明显.利用标准的电阻式应变片方法直接测量了其磁致应变效应,获得了测量方向分别平行和垂直于织构方向高达0.246%和-0.11%的巨各向异性磁致应变值.该磁致应变效应主要起源于合金磁场诱导变磁性相变附近各向异性的晶格畸变.     

曝气生物滤池生物膜胞外聚合物提取方法对比研究

以曝气生物滤池生物膜作为研究对象,采用去离子水作为提取液,对比考察了8种方法对生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)提取效率及其组分含量的影响,同时利用紫外可见光(UV-vis)光谱分析不同方法在EPS提取过程中对细胞的破坏程度,确定生物膜EPS提取的最佳方法.结果表明,热提法(60℃)对生物膜紧密结合型胞外聚合物(TB-EPS)提取效率最高,提取量可达132.0mg/g,且对细胞破坏程度最轻,DNA含量约占TB-EPS总量的7.0%,表明热提法是生物膜EPS提取的有效方法.     

PEGCF复合相变材料的制备、表征及热性能

以泡沫碳(CF)为基底,不同分子量的聚乙二醇(PEG)为相变材料,采用物理共混法制备出一系列聚乙二醇/泡沫碳(PEG/CF)复合相变材料,利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附(BET)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对制备的复合相变材料进行了表征分析和热性能研究.结果表明,PEG/CF复合相变材料的定形能力为90%,PEG与CF之间只存在简单的物理吸附作用,并没有发生化学变化生成新物质;PEG4000定形复合相变材料的相变焓最大(168.5J·g~(-1));所有制备的复合相变材料在220℃以下均具有良好的热稳定性.     

Sr_(1.95)Ca_(0.05)NaNb_5O_(15)晶体的介电、热电和热学性质

用差示扫描量热法研究了Sr_(1.95)Ca_(0.05)NaNb_5O_(15)(SCNN)晶体的热学性质,测得其铁电-顺电相变的转变热△Q=3.68×10~3J/mol.DSC分析表明,晶体的铁电。铁弹相变不会引起比热反常.介电和热电测量结果证实了SCNN晶体存在低温铁电-铁电相变,其相变温度在85K以上。     

聚丁二炔(Polydiacetylene)单晶中量子成核和热成核相变过程

本文研究聚丁二炔(Polydiacetylene)中的量子成核和热成核相变过程。在从PDB相向PDA相的相变过程中。会出现一个畴壁;相反,在从PDA相向PDB相的相变过程中,会出现一个反畴壁。我们认为,畴壁的形成是一种涨落的结果;利用统计物理的方法,对两种成核过程进行了详细的讨论,发现在ETCD-PD中,主要是热成核相变;而在ETDU-PD中,主要是量子成核相变,与实验事实符合。图5,参13     

图版

相变和临界现象是一种普遍存在的物理现象,它既发生于人们的日常生活中(例如冰融化成水),又是产生新奇物态的普遍机制(例如高温超导体的形成).通常的相变由热涨落驱动,也称经典相变.量子相变则发生在绝对零温,在外参数变化时由量子涨落驱动.建立在对称性破缺,序参量涨落和重整化群基础上的朗道-金兹堡-威尔逊理论(Landau-Ginzburg-Wilson,LGW)成功解释了经典相变.而通常的量子相变,也可以通过路径积分表示映射到更高维的经典情况,进而纳入LGW的理论框架内.然而,近年来实验上不断发现不能用LGW理论描述的量子临界现象,例如铜氧化物超导体和重费米金属.如何从理论上理解这些现象成为了统计物理学和凝聚态理论中一个重要的研究课题.     

香蕉形共轭液晶小分子的合成

利用Suzuki偶合反应合成了一系列新的香蕉形共轭液晶小分子,通过元素分析、IR、1H-NMR等测试手段对其结构进行了表征.采用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜等方法研究了它们的液晶性和相变温度,发现所合成的香蕉形共轭液晶小分子是双向性热致液晶,其熔点和清亮点均随分子中末端烷氧基碳原子数的增加而降低.     

NiTi合金热循环相变过程热力学参数研究

采用热分析法(DSC)测量了NiTi合金相变热△H~(P→M,R)及△H(M,R→P)随热循环周数n的变化.随着循环周数n的增加,|△H|逐渐下降并达到一稳定数值.利用不同应力σ下热循环相变的电阻测量结果,计算了在不同应力σ下NiTi合金△H(P→M,R)和△G(P→M,R)随循环周数n的变化,并对带载热循环相变过程特点进行了讨论.     

MgCl2·6H2O/MgSO4·7H2O复合相变体系的储热性能研究

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热储存性能的关键问题.以中低温水合盐相变储热材料MgCl2·6H2O(MCH)为主体材料,MgSO4·7H2O(MSH)为调节剂,采用熔融共混法制备MCH和MSH复合相变储热体系,研究了MSH对复合相变体系的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响.结果表...     

尿素-三聚氰胺-甲醛树脂相变微胶囊的制备及性能

以尿素-三聚氰胺-甲醛树脂(UMF)为壁材,石蜡为芯材,通过原位聚合法制备了相变微胶囊,并探讨了尿素含量对相变微胶囊性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)及渗漏率对相变微胶囊进行表征。结果表明,与三聚氰胺-甲醛树脂(MF)相变微胶囊相比,UMF相变微胶囊的表面更光滑,破损率更低,热稳定性能更高。当尿素与三聚氰胺质量比为10%时,相变微胶囊的渗漏率最低。     

周期性环境条件下相变材料对系统热控效果的影响

运行于户外周期性环境条件下的热控系统在工业领域有重要应用价值,降低系统能耗和提高温控效果是其性能改进关键所在.为此,采用实验和仿真手段研究了热控系统围护结构中相变材料(PCM)对系统热控效果的影响.典型气象日研究结果表明,相较于聚苯乙烯,PCM在广州地区能显著降低系统能耗(75.4%)、目标表面温度波动幅度(76.1%)和轴向温差(56.9%),在南京和吐鲁番地区可分别降低目标表面温度波动幅度41.3%和30.6%,但对系统能耗和目标轴向温差无改善;典型气象年结果表明,PCM在广州地区同样表现出热控优势,但热控效果对控温设定点、PCM相变范围和环境温度波动有很强的依赖性,当所选PCM相变范围包含控温设定点且与环境温度波动范围一致时,PCM能最大限度提高热控效果.     

具有2个长度尺度的量子临界现象

正相变和临界现象是一种普遍存在的物理现象,它既发生于人们的日常生活中(例如冰融化成水),又是产生新奇物态的普遍机制(例如高温超导体的形成).通常的相变由热涨落驱动,也称经典相变.量子相变则发生在绝对零温,在外参数变化时由量子涨落驱动.建立在对称性破缺,序参量涨落和重整化群基础上的朗道-金兹堡-威尔逊理论(Landau-Ginzburg-Wilson,LGW)成功解释了经典相变.而通常的量子相变,也可     

具有储能功能的聚氨酯固-固相变材料的研究

以高分子量聚乙二醇(PEG)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)、1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用两步溶液法合成了一种具有固-固相变储能性能的聚氨酯材料,通过差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、广角X射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜(POM)等手段分析了该材料的形态结构和相变行为,并对其储能机理进行了初步探讨。结果表明:该聚氨酯型相变材料具有良好的储热性能,相变焓较大,相变温度适中,热性能稳定,相变过程中不产生液体,其相变实质是聚氨酯软段PEG由结晶固态转变为非晶固态的过程。     

氧化石墨烯/聚乙二醇复合相变材料的研究

采用化学法直接获得亲水氧化石墨烯(GO),并利用超声处理和微波辅助的方法制备氧化石墨烯定型的聚乙二醇(PEG)基复合相变材料(PCMs).氧化石墨烯作为支撑材料加入到聚乙二醇基体材料中来提高其热学性质,同时起到对聚乙二醇定型的效果.在超声处理和微波的辅助下,氧化石墨烯片层被扩展开且整个合成过程简便高效.少量(质量分数约4%)的氧化石墨烯便可使相变材料具有优异的定型效果.差示扫描量热法结果显示这种定型相变材料的焓值为174. 5 J/g,是聚乙二醇相变焓值的95. 6%.热重分析结果表明该相变材料在温度低于350℃时热稳定性突出.同时,本研究还探讨了该复合材料的光热转换性能,结果显示氧化石墨烯的加入显著提高了复合材料的热学性能.     

夏热冬冷地区相变复合墙板适宜构造分析

针对夏热冬冷地区典型热条件下相变复合墙板的适宜构造问题,采用焓法模型,对空调房间中含相变材料层(phase change material, PCM)的常见构造墙板的热性能进行系统的计算分析,得到相变复合墙板热性能影响规律.结果表明：墙板中保温材料层(thermal insulation material, TIM)具备1.0 m²·K·W^-1以上的热阻值是PCM性能发挥的必要条件;热阻主要影响衰减倍数值,而热容对衰减倍数与延迟时间均有显著影响;PCM相变温度的选取尤为重要;TIM尽可能与PCM分层设置,且PCM应处于TIM层的内侧.     

TRIP钢在连续冷却过程中的相变行为

与普通C-Mn不同,热轧生产TRIP钢需要着重考虑合金质量分数、冷却速率和剩余奥氏体碳浓度对相变行为的影响.以Avrami方程为基础,确定了热轧低碳Si-Mn系TRIP钢相变动力学模型参数,并定量地分析了不同w(Si)、变形量和冷却速率对热变形奥氏体相变的影响.应用该模型预测的CCT曲线与实测值符合得较好.计算结果表明,w(Si)或变形量增加都会促进铁素体相变,从而有利于剩余奥氏体中碳质量分数的增加.     

相变储能材料热物性的测定方法

相变储能是利用相变储能材料的特殊性质对能量进行存储,随着全球工业的迅速发展,相变储能材料具有较好的应用前景,其中相变材料的热物理性质对相变材料的筛选具有十分重要的作用。该文综合叙述了差式扫描量热法(DSC)和参比温度曲线法(Thistory)两种常用测定方法的原理以及各种影响因素,同时分析了它们的优缺点,最后对实验采取的具体方法提出了几点建议。     

全过渡族合金Mn_(50)Ni_(50-x-y)Fe_xTi_y的马氏体相变行为研究

本文制备了一系列Mn_(50)Ni_(50-x-y)Fe_xTi_y全过渡族(all-d-metal) Heusler合金的甩带样品,并系统研究了Ti, Fe元素替代对其马氏体相变的影响.相同Fe含量时, Ti含量的升高能够稳定B2母相,从而降低马氏体相变温度.此外,Ti8合金中,马氏体相变温度随Fe含量的升高而下降,这表明Fe取代Ni原子也可以稳定B2结构的母相;同时,随着Fe含量的增加, Ti8合金中部分5M马氏体转变为L10马氏体并降低了热滞,表明L1_0马氏体与母相之间的相变驱动力小于5M马氏体与母相之间的相变驱动力.而当y8时,马氏体相变温度会随着Fe含量的升高而略微上升,这可能是由于Fe原子的无序占位所致.此外, Fe的加入具有铁磁激活的作用,建立了磁有序,使居里温度上升.电阻率测量显示,马氏体相变过程中伴随有显著的电阻变化,其原因是马氏体的显著晶格畸变对电子的散射作用.进一步发现,退火处理可以消除Fe原子无序占位,从而稳定B2母相,使得不同Ti含量的马氏体相变温度均可由高温下降至室温附近.本研究表明, Ti, Fe替代可以在室温附近获得一系列马氏体相变,为进一步的磁热及弹热研究提供了候选材料.