磁流体微观结构的模拟与控制方法研究

考虑磁流体中粒子受力及运动特性, 运用分子动力学模拟方法研究了磁流体的三维微观结构, 计算模拟了磁流体在有、无外加磁场作用下的微观结构, 分析了粒子体积份额、磁偶极子作用势以及外加磁场作用势对磁流体微观结构的影响. 结果表明在无外加磁场作用时, 磁流体中的磁性粒子呈现无序状态, 粒子会聚集成团; 在外加磁场条件下, 磁流体中的磁性粒子沿磁场方向取向形成链状结构, 且随着粒子体积份额的增加、磁偶极子作用势以及外加磁场作用势的增大, 链状结构更为明显.     

定向多壁碳纳米管-M140砂浆复合材料的力学性能

研究了M140砂浆、定向多壁碳纳米管．M140砂浆复合材料的制备及其压缩、弯曲性能和折断面显微结构．使用市售普通材料通过变速搅拌工艺在常温水浴养护下制得M140砂浆，该砂浆强度尺寸效应不明显、后期增长缓慢；对定向多壁碳纳米管（A-MWNTs）的羰基化分散体和水分散体两种分散体增强M140砂浆进行了对比研究．添加0．01％（质量分数）的A-MWNTs后，A-MWNTs羰基化分散体-M140砂浆复合材料的抗折强度、抗压强度分别比相同条件下制得的M140砂浆的增加了5-4％，8．4％．而A—MTWNTs水分散体．M140砂浆复合材料的抗折强度、抗压强度分别比相同条件下制得的M140砂浆的增加了20．7％，15．9％．对A-MWNTs水分散体-M140砂浆复合材料断面显微分析得出碳纳米管与砂浆基体间界面结合适中；增强机理主要是碳纳米管对M140砂浆空隙的显微填料效应和碳纳米管的拔出、脱粘．在本文的研究中碳纳米管的水分散体与砂浆相容性好．     

三维编织复合材料冲击损伤分布的温度和结构效应

三维编织复合材料是通过纤维束编织和基体成型制备得到的复合材料,能以"近净成型"的方式实现材料结构一体化制造复杂外形结构件,减少装配连接数量.该材料已经在航空航天、高速车辆和重要民用设施中得到广泛应用.我们采用高速摄影记录冲击变形过程,用计算机断层扫描(CT)技术和有限元方法表征三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料在多次冲击...     

全氢聚硅氮烷浸渍裂解法制备高性能3D SiO2/Si3N4复合材料

以低黏度、润湿性好、陶瓷产率高的全氢聚硅氮烷为陶瓷先驱体, 通过多次浸渍-固化-裂解工艺制备了高性能三维石英织物增强氮化硅复合材料. 随着裂解温度的提高(从T₁, T₂到TT₃), 复合材料密度逐渐增加, 而弯曲强度先增后减. 在裂解温度T₂时, 先驱体具有较好的陶瓷化程度, 所制备的复合材料弯曲强度高达144.9 MPa, 且介电性能优良. 这些高性能源于较小的石英纤维损伤, 良好的纤维/基体界面微结构和高纯度致密氮化硅基体.     

聚氨酯(PU)改性TDE-85/ MeTHPA体系的固化工艺研究

本实验选用聚醚二元醇（PPG）、甲苯二异氰酸酯（TDI）作为原料,合成了聚醚型聚氨酯预聚体.采用该预聚体、扩链剂、交联剂对TDE-85/甲基四氢邻苯二甲酸酐（MeTHPA）树脂体系进行改性,通过红外光谱和示差扫描量热法（DSC）分析,探讨与确定了聚氨酯改性环氧树脂体系固化工艺条件.研究表明：设计的聚氨酯（PU）改性TDE-85/ MeTHPA树脂体系的合适的固化工艺条件为：120℃/2h＋140℃/2h＋160℃/2h.在该固化工艺制度条件下,PU改性TDE-85/ MeTHPA体系固化反应完全.     

利用有机磁电导分析Rubrene发光器件中三重态激子解离和电子散射过程

为了研究红荧烯(5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene,Rubrene)器件中三重态激子与电荷相互作用的微观过程,制备了基于Rubrene的有机发光二极管,并测量了室温下器件的磁电导(magneto-conductance,MC).实验发现,器件MC曲线的幅值非常小且表现出了奇特的变化:即在0~8 m T的磁场范围内,MC随磁场快速增大;当磁场处于8~100 m T时,MC则表现为下降;但当磁场大于100 m T时,MC则表现为缓慢增加.分析发现,Rubrene器件中除了超精细相互作用外,还有空穴对三重态激子的解离作用和三重态激子对电子的散射作用的共存,且它们都受单重态激子分裂(singlet fission)的影响.利用Lorentzian和non-Lorentzian经验函数可以对MC进行较好拟合,进一步证实了上述观点.三重态激子解离和电子散射共存这一发现不仅有助于对Rubrene器件中电荷与激发态间相互作用机制的认识,在优化器件性能方面也有一定的指导意义.     

21世纪冶金和材料制备学的发展及对策

21世纪中冶金学及材料制备学的发展在于两个方向。其一是信息论冶金学和材料制备学；其二是在若干外加物理场综合作用下的7台金和材料制备过程。前者意在创建冶金学及材料制备学的一个新的高度。所以，由基础研究到过程控制有5个平台包含在此概念之中。关于第二个方向，本文讨论了超强磁场、脉冲电磁场、脉冲电流、超声波、等离子体以及离子选择性高效透过膜的应用可能性。对企业的发展提出了一个建议：应懂得技术储备的重要。     

应用超临界流体技术制备聚苯胺/聚氨酯导电复合材料

采用超临界流体技术和原位聚合法合成了聚苯胺-聚氨酯导电复合材料.本法由超临界流体插嵌技术向聚氨酯基体树脂中引入苯胺单体和后期的氧化掺杂技术组成,扫描电镜、电导率测定和热重TGA实验都显示了导电复合物的合成,并且在低压条件下制备得到的产品具有更高的电导性能.总体上复合材料的电导率在10-4～10-3S/cm范围.     

超小磁场下Rubrene电致发光磁效应的演化

制备了基于5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene(Rubrene)的有机发光二极管,并测量器件在不同偏压与工作温度下电致发光的磁场效应(magneto-electroluminescence,MEL).实验发现:在室温下,MEL曲线在零磁场附近几毫特斯拉范围内为W线型;而当温度降低到75 K左右,该W线型消失,MEL却呈现出一种新的精细结构,即M型的超小场效应,这种演化过程在以前的文献中未见报道.分析表明:室温下MEL的W线型是极化子对(polaron pair,PP)的超精细相互作用和外磁场引起的塞曼作用对载流子自旋共同调控的结果;低温下MEL的M线型与三重态-三重态激子湮灭(triplet-triplet annihilation,TTA)过程相关,可以用零场劈裂与塞曼作用对三重态激子对(triplet pair state,(TT)i)演化过程的共同调控来解释.该发现不仅丰富了有机半导体中的磁现象,而且加深了对有机发光器件中激发态间自旋相互作用的认识.     

火星壳磁场对电离层影响的综述

火星壳磁场对电离层的影响是火星电离层研究的热点之一.本文总结了国际上针对火星壳磁场对电离层影响的研究.早期的火星电离层数据主要来自无线电掩星观测.根据无线电掩星观测结果,火星壳磁场主要影响电离层的电子密度标高和峰值电子密度.强水平磁场可以有效阻止等离子体的垂直扩散,导致顶部电离层电子密度的标高与光化平衡区域相近;而在类似极尖区的强垂直磁场区域,由于等离子体的垂直扩散增强,会导致扩散平衡区域电子密度标高的增加.MGS的无线电掩星观测发现在火星壳磁场比较强的南半球区域电离层主峰值电子密度平均略高于在北半球弱磁场区域的观测结果.MEX首次利用顶部探测雷达对火星电离层进行观测,其观测结果证实电离层主峰值电子密度的异常增加只发生在火星壳磁场中类似极尖区的开放磁场区域,而且峰值电子密度增加的幅度远大于无线电掩星观测的结果.造成在火星壳磁场类似极尖区的开放磁场区域出现电离层主峰值电子密度异常增加的可能机制有两种：一种与能量粒子的注入有关;而另一种与等离子体不稳定性的激发和波动加热有关.目前还无法确定是哪种机制起主要作用.在此基础上,本文提出了火星电离层和等离子体环境需要深入研究的几个问题.