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。     

反应型液固界面润湿性的数学表征

用热力学参数构建了润湿角θ与反应型液固界面各相性质及温度的数学关系，简明地将润湿角θ与液固相材料性质之间的内在关系连系在一起，解释了异种材料在钎焊、复合过程中的现象和事实．计算结果与实验值相符     

固液介面微观结构的分析及张力计算

应用密度泛函理论计算了固—液介面的张力．首先讨论了两种广泛应用的密度泛函方案——局域的和非局域的泛函，比较了它们的优点和缺点，从而建立了自己的亥姆霍兹自由能泛函，发挥了局域密度泛函的优点，又减少了它的严重计算繁杂性．我们得到的结果比局域密度泛函方法得到的结果更接近实验结果     

浮选固液界面性质的表征技术研究进展

浮选是发生在固、液、气三相界面的物理化学过程,其界面性质影响矿物颗粒的分选效果,尤以固液界面的影响更为显著。因此,分析浮选药剂与矿物表面的界面作用是强化浮选过程的重要途径。本文综述了耗散型石英晶体微天平、原子力显微镜、表面力仪、和频振动光谱以及分子动力学模拟等表征技术在固液界面性质研究中的应用,从宏观到微观尺度分析浮选药剂与矿物表面的界面作用及空间匹配机制,分析各种表征手段的特点及优势。为深入研究浮选固液界面性质,未来可结合多种先进测试技术,发展多功能表征仪器,从多角度精确解析界面间相互作用及其性质变化。     

钻井液润湿性对固井Ⅰ、Ⅱ界面胶结质量的影响

利用自行设计的HmP岩心滤失简易装置,近似模拟井下条件形成泥拼,并考察不清洗、清洗、清除并清洗3种情况下岩心与水泥装的剪切胶结强度;同时,用金属棒模拟套管进行相应实验。研究表明:钻井液润湿性对固井I、Ⅱ界面胶结强度的影响非常大,与水基钻井液相比,油基钻井液形成的界面胶结强度降低了近15%。因此,在设计前里液时合理使用润湿反转别很有必要。     

界面反应及界面张力对Sn-Zn-Bi焊料润湿性的影响

通过合金化的方式得到了Sn-Zn-Bi三元及Sn-Zn-Bi-Nd四元无铅焊料,采用润湿平衡法测量了其润湿力和润湿时间,并对润湿后的焊料/Cu界面组织进行了分析.结果表明:Bi元素不参与焊料/Cu界面的扩散反应,但能够通过吸附作用降低界面张力,从而提高焊料在Cu基底上的润湿力;Zn元素优先向焊料/Cu界面进行扩散形成Cu5Zn8金属间化合物,且扩散层随焊料中Zn含量的提高而增长,此时固-液界面张力方向发生改变,润湿力提高,但润湿时间延长;Nd元素的作用类似于Bi,既能提高焊料的润湿力,也能够缩短润湿时间,是一种改善Sn-Zn基焊料润湿性的有效元素.     

粒子线径对液-固相界面反应活化能的影响

提出了液-固相界面反应的活化能应包含表面吉布斯自由能γ,得到:E0=Eα+βSmγ　　　　　(I)　　　　k=k0exp(3MβγρRT.1r)　　　　　　　　　(II)t0=ρr3-2α0(3-2α)(4π)α-1k0(III)t1=∫t00ρ(4π)α-1k0r2(α-1)exp(-3MβγρRT.1r)( )采用粒径为147μm锡粒与甲基磺酸反应,其t0为t1的几十倍之多,用实验证明了该假定的正确性。     

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.     

电化学扫描微探针技术在固—液界面表征和修饰中的应用

固－液界面（主要指电化学界面）是进行物理化学过程的重要场所,而界面的微观结构起着十分关键的作用。电化学扫描探针显微镜（ＥＣＳＰＭ）已成为研究固－液界面结构的有力的工具。主要包括电化学扫描隧道显微镜（ＥＣＳＴＭ）、电化学原子力显微镜（ＥＣＡＦＭ）和扫描电化学显微镜（ＳＥＣＭ）。结合实验室近年来的研究工作和最新结果。从方法论的角度讨论ＥＣＳＰＭ特点、固－液体系在ＥＣＳＰＭ表面研究和表面修饰加工中所具有     

Gemini表面活性剂在固液界面的吸附

介绍了一类新型表面活性剂-Gemini表面活性剂，综述了Gemini表面活性剂在固液界面的吸附。     

异质固液界面中多界面态的原子模拟研究

在晶界和固体表面系统中,针对界面“complexion”(或界面相、界面态)转变及其调控相关的研究,近年来呈现出持续增长的关注趋势.与此同时,这些界面相之间的转变问题,在异质固液界面体系中尚未得到足够的关注.使用分子动力学模拟方法预言了处于Pb熔点温度之上,Cu(111)/Pb(L)固液界面体系中存在的多界面相共存的界面状态;观察到4种单原子层的界面状态,即2种界面CuPb层状合金液相以及2种界面预凝固的Pb层状固相,共存于固体Cu和液体Pb之间的双原子界面层内;通过计算界面相在面内共存的各种性质空间分布,模拟出了该体系多界面相共存的力学、热力学和动力学性质的不均匀性和面内各向异性;计算获得的界面态热力学与动力学性质数值显著区别于固相Cu和液相Pb的相应性质.另外,测量得到的Cu(111)/Pb(L)固液界面态共存的“相平衡”条件具有共晶二元合金相图特征,而不是CuPb合金的偏晶相图.故所报道的数据有望为调节异质形核和润湿过程提供新的理论思路.     

液固平衡的计算方法

用热力学原理导出在平衡温度时纯物质在固液两相中的逸度公式，介绍了形成简单低共熔点的系统与形成固溶体系统的液固平衡的计算方法。     

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     

海水中铜离子对氨基酸—粘土体系液——固界面作用的影响

用Ｅ（％）－ＰＨ曲线法实验研究了海水中三元表面络合物的形成和构型。通过海水中金属铜离子对氨基酸－粘土界面作用的Ｅ（％）－ＰＨ曲线影响的研究,发现曲线具有“单向上移”的规律,表明甘氨酸、天冬氨酸－铜离子－高岭土三元体系在实验条件下主要形成型三元表面络 物即＝Ｓ－Ｏ－Ｍ－Ｌ。该系列论文另一部分已研究基酸对金属离子－－粘土体系的影响,证明可形成（Ⅱ）型三元表面络合物即＝Ｓ－Ｏ－Ｌ－Ｍ。据此可以推测（Ⅰ）     

脉冲激光诱导液—固界面反应机理研究

研究了脉冲激光诱导液－固界面反应制备亚稳态材料的反应机理,认为在制备亚稳态化合物的过程中存在以下三个反应过程：（Ⅰ）脉冲激光与液－固界面作用产季大量的蒸发物;（Ⅱ）脉冲激光与蒸发物进上步作用产生等离子体;（Ⅲ）等离子体相互作用以及快速淬灭生成亚稳态材料。     

表面活性剂固-液界面吸附研究的某些新进展

本文综述了离子型表面活性剂以及阳离子与非离子型表面活性剂的混合体系在固—液界面吸附的情况．     

高聚物表面的润湿性实验及表面张力的计算

采用座滴法研究了去离子水等8种测试液体在聚四氟乙烯等6种低能固体表面上的润湿性,用ADSA滴形分析软件的LB-ADSA模式测量了接触角.以新的润湿性理论计算方法为基础,分别计算了6种固体物质的表面张力.结果表明,采用座滴法研究润湿性及固体的表面张力时,表面张力引起的接触角的变化存在着敏感区与非敏感区,当测试液体的表面张力远大于固体材料的表面张力时,表面张力的变化对接触角的影响敏感,用座滴法所计算的固体表面张力数值具有较好的一致性和准确性,因而可以用表面张力较大的纯净液态水作为计算大多数高聚物表面张力的测试液体.实验所获得的固体表面张力数值均大于相关文献给出的计算值,表明目前常用的几种表面张力近似算法存在着计算数值偏小的问题.     

砷酸根的液——固界面交换吸附研究——pH和Ca（Ⅱ）的影响

研究ｐＨ和Ｃａ（Ⅱ）对砷酸根在海水与ＮａＣｌ介质中对水合氧化物和粘土矿物上交换吸附的影响：（１）在酸性条件下和海水及ＮａＣｌ介质中，砷根酸在针铁矿上的交换率Ｅ（％）－ｐＨ曲线呈平顶峰型，在δ－ＭｎＯ呈峰型，在粘土上分别呈双峰型和肩峰型，这是砷酸根存在多种形式与固体表面发生离子／配位子交换以及介质中阴离子竞争交换吸附共同作用的结果。（２）在碱性条件的海水介质中，砷酸根与水合氧化物和粘土矿物的Ｅ（％）