在铝的阳极氧化过程中氧化铝纳米线的生长

在两步法制备多孔阳极氧化铝模板过程中, 观察到氧化铝纳米线的生长. 这种纳米线生长过程不同于通常的化学腐蚀生成过程, 电场和应力的共同作用是导致氧化铝纳米线形成的主要原因, 同时抛光后铝箔表面的纳米压痕也是导致纳米线形成的重要因素.     

超光滑光学表面的磁性类Bingham流体确定性抛光

利用磁性抛光介质在梯度磁场作用下呈现出具有粘塑性的类Bingham流体的特点, 实现了对具有超光滑表面精度要求(表面粗糙度一般低于0.5 nm)的光学元件, 特别是应用于接近衍射极限的短波段光学元件的确定性抛光. 磁流体与被抛光工件间的相对运动导致工件表面抛光区域产生较强的剪切力, 从而去除工件表面材料. 通过控制梯度磁场的敏感参量如磁场强度、磁极间距等获得磁场中类Bingham流体形成柔性抛光带的形状及工作状态的实时响应. 去除函数和去除率曲线反映了磁流体抛光符合经典Preston抛光模型, 并突出体现确定性去除这一特点. 磁流体抛光全过程中去除函数向外周呈稳定的高斯分布状光滑渐变化趋势. 抛光结果表明, 配制成功的初始粘度0.5 Pa·s的标准磁流体抛光液可实现对超光滑光学元件确定性抛光, 弥补传统接触式或压力式光学抛光呈现较大下表面破坏层、去除确定性不高等缺点, 抛光35 min后工件表面粗糙度由最初17.58 nm收敛到0.43 nm.     

高原环境下可碳化固体可燃物表面火蔓延特性研究

为了揭示可碳化固体可燃物在高原地区的火蔓延特性, 实验选取了质地较为均匀的白木为研究对象, 分别在海拔3658 m的拉萨和50 m的合肥进行了一系列实验, 通过测量不同宽度、倾斜角度下白木表面火焰高度、火蔓延速度、火焰温度、试样表面温度等参数, 定量分析了高原环境下可碳化固体表面火蔓延的特性. 结果表明, 在高原低氧浓度和低压力条件下, 火焰高度和表面火蔓延速度都有所降低, 但火焰温度却略有升高; 当试样宽度增大时, 合肥与拉萨的火蔓延相对速度差值越来越小.     

电感耦合等离子体CVD室温制备的纳米Si薄膜场电子发射研究

利用电感耦合等离子体化学气相沉积在室温下制备了Si薄膜,用拉曼谱对样品的结构进行了表征,502 cm^-1附近散射峰的出现说明在样品中形成了纳米结晶相。用原子力显微镜观察样品表面形貌发现,在合适的等离子体条件下制备的样品,其表面由随机均匀排列的高密度Si锥组成,Si锥的高度为30~40 nm,直径约为200 nm。场电子发射测量结果显示样品具有良好的电子发射特性,开启电压为7~10 V/μm。     

水稻5S rDNA和着丝粒顺序RCS2拷贝数的Fiber-FISH测定

用伸展DNA纤维的荧光原位杂交（Fiber-FISH)技术测定了5S rDNA和着丝粒DNA顺序RCS2在水稻广陆矮四号（Oryza sativa ssp indica cv Guangluai No4)基因组中的拷贝数,为了确定拷贝数,需要知道显微镜下一定长度DNA纤维所含碱基对数。为此,测量了两个已知碱基对数DNA序列的伸展纤维在显微镜下的长度。其中供试BAC38D17的插入序列为136kb,基伸展纤维在显微镜下的长度为56．4μm,平均为2．41kb/μm;BAC44B4全长为144.5kb,其伸展纤维的长度为55.7μm,平均为2.60kb/μm.这与Ｗatson-Crick模型中Ｂ－ＤＮＡ的2.97kb/μm十分接近。根据两个样本每微米平均碱基数,即２.51kb/μm的标准,计算出５ＳrDNA的拷贝数约为６８６,着丝粒ＤＮＡ顺序约为２８６－１１２１拷贝。     

蝾螈足垫形貌特征及黏附机制

为探讨东方蝾螈足垫的黏附特性,本文分别进行了蝾螈的黏附实验研究及其足垫的微观形貌分析.黏附实验结果显示:东方蝾螈能够黏附在超过90°的光滑干或湿的玻璃表面上,整体显示出较强的剪切抵抗能力,与蝾螈亚成体相比,蝾螈幼体表现出更强的垂直黏附效率.形貌分析结果显示:蝾螈亚成体的足垫表面存在大量的黏液腺孔,表皮细胞间存在窄裂缝,而蝾螈幼体的足垫表面黏液腺孔稀少,表皮细胞(大小约29?m)排列紧密,细胞被明显的凸起边界(宽度337±82 nm,高度180±55 nm)围绕.蝾螈亚成体和幼体的足垫表皮细胞表面均被一层尖端呈半球形的纳米柱阵列覆盖,纳米柱被小沟槽围绕.纳米柱的数量密度约为60个/?m2,其高度和宽度相当,约为160 nm,对应约1.0的高宽比.纳米压痕测试显示:蝾螈足垫表面较软,其有效弹性模量约为564.8±239.1 k Pa.基于黏附实验及形貌分析结果,文章重点讨论了足垫形貌特征与其相适应的黏附机制.本研究可为新一代仿生水下黏附材料的开发提供新颖的启发.     

若干溶解、腐蚀后固体表面的分数维研究

固体表面溶解、腐蚀时粗糙度变化的研究,对于矿石溶出、金属腐蚀、材料表面处理和化学加工等都有参考价值。近年来,用分数维(fractal)方法研究固体表面沉积时粗糙度的变化已有大量研究工作,而固体表面溶解、腐蚀时粗糙度变化的研究则很少见。本文报道用典型实验和计算机模拟探讨这一问题的初步结果。 1 单晶硅抛光面用NaOH溶液的腐蚀结果     

高强铝合金在不同环境下的应力腐蚀行为

采用预裂纹双悬臂梁试样(DCB试样)在4种不同的实验室模拟腐蚀环境中测试了4种新型铝合金7B04/T741, B95/T2, 2D12/T4和2D70/T6的应力腐蚀敏感性, 并与海南万宁试验站和青岛团岛试验站两个海洋环境下的户外大气试验的结果作对比, 分析了4种实验室模拟环境试验对实际使用环境的模拟加速性, 根据试验中的一些现象, 对DCB试验的方法做了一些讨论. 结果发现, 4种合金都有一定的应力腐蚀敏感性, 但不同的加速试验得到的应力腐蚀敏感性顺序不同, 所采用的4种实验室环境模拟加速试验方法的模拟加速性并没有明显的差异.     

飞秒激光制备仿生疏水微柱阵列应用于液滴操控

仿生功能表面的制备是目前研究的热点,尤其是仿生疏水表面的制备.常用的制备方法包括等离子刻蚀、光刻等,制备过程较为复杂.本文基于飞秒激光微纳加工和模板转印技术,提出了一种制备疏水微柱阵列的简单策略,系统地研究了结构参数、表面化学修饰和润湿性之间的关系.研究发现,直径、间距和高度等结构参数对微柱阵列表面的润湿性影响较大.当微柱间距由400μm增加到600μm时,液滴滑动角从31°增加至76°.当微柱直径从100μm增加到300μm时,液滴滑动角也会相应地从40°增加到80°.微柱阵列的表面黏附性随着结构参数(直径、间距、高度)的改变而发生变化.基于这种特性,我们设计了一种具有不同间距的微柱阵列,用来实现液滴滑动行为的控制,同时还可以实现液滴微反应等应用.这种制备方式不仅操作简便,而且适用性广,在微流体芯片、生物医学和化学微反应等领域具有潜在的应用价值.     

激光喷丸强化技术在镍铝青铜抗海水空蚀中的应用

镍铝青铜合金构件在海水中发生腐蚀和空蚀,表面形变硬化提高构件抗空蚀性能,激光喷丸强化具有在材料表面预置压应力、相变硬化、改善机械化学性能、提高综合抗海水腐蚀、空蚀的能力和作用。     

汶川地震破裂近场震后变形观测及其意义

汶川地震破裂带上的近场震后变形, 是一种震后的蠕滑行为, 而且大部分表现为与同震滑移的方向相反. 地震断层的活动通常划分成震前、同震、震后和震间4个阶段, 反映了一次地震从孕育、发生到结束的整个演化过程, 而不同活动阶段的变形特征反映出不同的应力状态和力学性质. 汶川地震沿龙门山断裂带形成了两条长分别为250和72 km的地表破裂带. 为了了解汶川地震地表破裂带的震后变形特征, 对中央主破裂带上人为破坏较轻的断层崖或断层挠曲崖进行反复测量, 结果显示在19个观测点中, 13个观测点(68%)的断层崖或断层挠曲崖的高度(垂直同震位移)震后降低回落, 平均降低了9.7%; 5个观测点(26%)没有发生变化; 1个观测点(6%)的在震后继续抬升, 抬升了12.8%, 而且该观测点位于中央主破裂带的南西端部. 尽管这种变化中存在着上冲断层盘虚假抬升后压实回落的影响, 但主要是沿汶川地震破裂带发生的震后滑移造成的, 而且大部分震后滑移(68%)与同震滑移的方向相反. 除破裂端部存在同震位移亏损, 弹性能释放不完全外, 其他部位同震位移要么与震间累积达到平衡, 要么过冲产生能量亏损, 揭示了汶川地震的能量可能基本释放完全, 发生7级以上强余震的可能性不大. 此外, 这种震后变形特征还告诉我们, 在进行活动断层构造地貌研究时, 特别是通过断层崖高度(或其他水平位错量)判断断层运动速率和估计古地震事件大小时, 除侵蚀作用产生的误差外, 还需要考虑10%左右来自震后滑移的系统误差.     

激光喷丸强化技术在镍铝青铜抗海水空蚀中的应用

镍铝青铜合金构件在海水中发生腐蚀和空蚀,表面形变硬化提高构件抗空蚀性能,激光喷丸强化具有在材料表面预置压应力、相变硬化、改善机械化学性能、提高综合抗海水腐蚀、空蚀的能力和作用.     

叶轮内孔周向裂纹试验分析

叶轮在调质热处理后，在叶轮内孔处发现有1/3圆周的周向裂纹，应用断口分析、材质检测、显微组织分析、结构状态分析等，对裂纹原因进行试验分析。结果表明，产生裂纹的原因系裂纹原材料纯净度较差，内孔表面又存在由偏析形成的薄弱带在热处理淬火冷却过程中又产生较大的热处理应力而最终导致裂纹产生。     

风沙流中沙粒带电现象的实验测试

通过风洞实验测量,得到当沙粒粒径小于２５０μｍ时,运动沙粒带负电荷;而当直径大于５００μｍ时带正电荷．由此证实了Ｌａｔｈａｍ关于风沙流中粒径较小的沙粒带负电,粒径较大的沙粒带正电的假设．测量结果还表明：每千克运动沙粒所带平均电荷量随沙粒粒径和风速的增大而减小,随高度的上升而增加;风沙流中的电场主要是由运动着的带电沙粒形成的,其方向垂直地面向上,与晴天电场的正方向相反,且其值随风速和高度的增加而增大     

纳米小孔和纳米X光显微术

继扫描隧道显微镜(STM)原子力显微镜(AFM)之后;光学显微术也采用纳米探头(probe)扫探而获得～12nm以至2nm分辨的结果,STM和AFM采用的探头是钨针,光学显微术采用的则是光纤针,用腐蚀可获得极细的尖端(达1nm量级)。这种方式不能用于X光。     

烧结多孔表面分布式阵列射流沸腾

使用50, 100和200μm粒径的铜粉,分别烧结制作了厚度为2倍粒径的多孔结构表面,以新型环保电子冷却液HFE7000为工质,进行了分布式阵列射流沸腾的换热性能实验,并将实验结果与光滑表面进行了对比.结果表明,烧结多孔表面增加了对流换热面积,增强了流体扰动,大大强化了单相段换热性能,且流量越高,强化效果越显著;100和200μm颗粒烧结表面的强化效果接近,且明显好于50μm颗粒烧结表面,表明粒径和厚度对传热性能具有重要影响.在射流沸腾换热过程中,多孔烧结表面提供了更多的气化核心和更大的换热面积,但同时也增加了蒸汽逸出阻力, 100μm颗粒烧结表面强化效果最佳,其最大沸腾换热系数比光滑表面提高了61%.分布式射流是沸腾表面补液的主要途径,由于HFE7000本身表面张力小、亲水性好,多孔表面吸液能力对于临界热流密度(critical heat flux, CHF)的影响较小, 100μm颗粒烧结表面的CHF和光滑表面相比仅提高了17%.尽管如此,烧结多孔表面的核态沸腾偏离点(departure from nucleate boiling, DNB)与CHF之间的热流密度区间显著变大,对实际应用过程有利.     

非细胞体系核重建的原子力显微镜观察

非细胞体系是研究有丝分裂中核重建过程的重要方法. 原子力显微镜以其高分辨成像的功能已成为观察生物体系的有力工具, 但目前原子力显微镜在非细胞体系研究中的应用还未见报道. 提出了一种适用于原子力显微镜观察的空气干燥样品制备方法, 利用原子力显微镜观察了非细胞体系核重建过程, 得到了高分辨、高质量的非细胞体系核重建过程的形貌像, 并且清晰地分辨出直径为100 nm的膜泡和它在接近染色质表面的形态变化. 为进一步了解核膜的重建机理提供了方向.     

热红外成像用于固体撞击瞬态过程监测的实验探索

基于热辐射应力图像分析技术（SPATE）和遥感岩石力学（RSRM）的比较分析,提出了用热红外成像技术（TIR imaging) 进行固体撞击瞬态过程监测的思路,利用高速和高精度的TVS－8100MKII TIR成像系统,对大理石、花岗岩、混凝土、钢板、有机玻璃板和木板共6类固体进行了落球击过程的TIR成像实验,实验发现：（1）撞击瞬间靶元有明显的TIR辐射升温现象;（2）球体大小不变时,升温幅度与落球势能（高度）线性相关;（3）升温幅度与靶元材料及其表面光洁度有关,幅度大小依次为混凝土、未抛光大理石、钢板、木板、抛光花岗岩、抛光大理石和有机玻璃板;（4）脆性材料撞击后TIR辐射逐渐衰减,而塑性材料撞击后有滞后增强现象。可以推断,一旦研究确定了与弹性特征和靶体材料相对应的撞击后有滞后增强现象。可以推断,一旦研究确定了与弹体特征和靶体材料相对应的撞击势能－靶元辐射强度的关系函数与技术参数,就可以基于TIR遥感成像技术实现固体撞击瞬态过程的遥感侦测与反分析。此外,TIR成像技术还对构造地震的前兆机理学研究及其卫星遥感预报有科学意义。     

TiO_2纳米管的阳极氧化法制备及对对氯苯酚的光电降解研究

在含有乙醇的氢氟酸溶液中,用阳极氧化法制备了高度取向的TiO2纳米管阵列,并用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见漫反射(DRS)和荧光光谱(PL)对样品进行表征,探讨了TiO2纳米管阵列的形成机理.结果表明,制备的TiO2纳米管阵列垂直生长于钛基底表面,分布均匀,管径约为90nm,管壁厚约20nm,管长约400～500nm,并且表现出更大的禁带宽度和良好的光致发光特性.此外,使用该纳米管对对氯苯酚的光电催化降解实验表明,光电催化效率明显高于光催化和电化学过程之和,表现出一定的光电协同作用;施加的阳极偏压也存在一个最佳值.     

预蠕变对应力腐蚀的抑制作用

早期工作认为,如预先蠕变足够长时间,则可抑制低碳钢在碳酸盐溶液中的应力腐蚀。对高强度钢,如加载后在干空气(如P_2O_5)中放置10min,则可抑制在水中的应力腐蚀。如果预先蠕变确实能抑制应力腐蚀或大幅度提高其门槛值,则在工业生产中为防止应力腐蚀提供了一个廉价而有效的手段。以前的工作仅是定性报道,本文将定量研究预蠕变对应力腐蚀性能的影响。