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。     

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。     

基于接触角法计算固体表面张力的研究进展

固体表面张力的测定始终是表面科学和工程领域中的热点问题。综述了Young方程推出以来基于接触角法计算固体表面张力的各种方法,分析了这些方法形成的假设条件及在计算固体表面张力时存在的问题,并介绍了该领域的最新研究成果,比较了不同方法计算固体表面张力的值的特点,最后指出当前研究尚存在的问题。     

液态稀土铸铝合金的表面张力、润湿性和附着功

用卧滴法在650～878℃温域内,测定不同稀土(RE)含量的液态ZAlSi9Mg合金的表面张力及对喷涂料钢模壁的润湿性和附着功。随温度升高,合金的表面张力、接触角和附着功呈降低趋势;添加铝液的表面活性元素稀土,含量小于0.45wt％时,熔体的表面张力、润湿性和附着功明显下降。当稀土含量大于0.45％时,附着功、润湿性稍有降低,但表面张力增加。     

液滴在化学异构表面上侧向弹跳的计算机模拟研究

液滴撞击润湿性不同的表面会产生不同的动态行为,数值模拟是研究该现象的一种有效方法.采用基于化学势的晶格Boltzmann方法,通过调整接触角来改变固体表面的润湿性,对液滴撞击单一接触角的疏水表面以及接触角分布不同的疏水表面所产生的动态行为进行模拟和分析.当给疏水表面施加单一接触角时,液滴的弹跳高度随表面接触角的增大而增...     

铬对改善铜与炭石墨材料润湿性的作用

采用座滴试样比接触面积法研究Ｃｕ－Ｃｒ合金与柔性石墨和炭片的润湿性,Ｃｒ含量愈高,座滴与炭石墨材料的比接触面积愈大,接触角愈小。     

座滴法测量界面张力的数据处理方法与电算程序

本文提出了一种根据座滴的形状参数计算界面张力γ、接触角θ和液滴体积V的计算方法与相应的电子计算机程序。用它计算了Cu_2S的表面张力、接触角、体积和渣-锍间的界面张力。程序运算速度快,便于在微型机上运行。     

远程氧等离子体改性聚四氟乙烯表面润湿性与表面结构的研究

研究了远程氧等离子体改性聚四氟乙烯(PTFE)的表面润湿性与表面结构的关系.用已知表面张力的液体测定接触角,采用Zisman曲线法求得试样的临界表面张力γ_C,利用扩展的Fowkes公式计算试样表面自由能γ_S及其分量γ_S~d(色散力)、γ_S~p(偶极矩力)和γ_S~h(氢键力)的变化,并与远程氧等离子体中活性物种的分布进行相关性分析.结果表明:氧等离子体处理的PTFE表面润湿性是由表面自由能中极性分量(γ_S~p+γ_~h),尤其是氢键力γ_S~h的大小决定的,而与表面能态没有特定关系;氧等离子体场中活性物种混合存在和较纯的高浓度自由基氛围均有利于极性分量(γ_S~p+γ_S~h)的增加,但表面自由能的变化则主要受电子、离子浓度的影响.X射线光电子能谱分析表明,经氧等离子体处理后,PTFE表面C-F键断裂形成的自由基与空气中的氧反应生成C-O和C-O活性基团,氧含量增大,使表面润湿性提高.     

多倍水驱下岩心接触角变化

疏松砂岩在水驱开发过程中,由于水长期冲刷,有的油田驱油效率比初始预测的采收率还要高,而润湿性是影响多倍水驱后油水在岩石孔喉中的微观分布和决定着极限驱油效率的关键因素。但是油层岩石的润湿性很复杂,至今没有令人满意的方法来测量油藏岩石的润湿性,实验室中主要依靠接触角法、吊板法、阿莫特法、自动吸附法等。为了研究多倍水驱条件下水驱倍数和黏土含量对润湿性的影响水平,先进行多驱替倍数水驱油实验,并对不同黏土含量的人造岩心驱替不同倍数后分别切薄片,把薄片置于白油中用上海中晨数字技术公司生产JC2000D3的视频光学接触角测量仪采用座滴法测量不同薄片的接触角,这样即可知道水驱倍数及黏土含量分别对润湿性影响的规律。实验结果表明,多倍水驱下驱替倍数和黏土含量都会影响岩心的润湿性,多倍水驱后水滴在岩心薄片上接触角变小,黏土含量增加,接触角变化幅度增大。因此,长期多倍水驱后润湿性基本上从亲油状态向亲水状态转变,这对储层中油相的运移是有利的。     

含有机溶剂的水滴在不同固体壁面润湿性的分子动力学

采用分子动力学方法对液滴在固体壁面上的润湿行为进行模拟计算,分析了不同含量溶剂的水滴在硅表面和碳表面的润湿行为,以及液滴在硅表面和碳表面的张力和两者之间相互作用能。结果表明:随着液滴中有机溶剂质量分数的增大,液体的表面张力随之减小,液滴与固体壁面之间的相互作用能增加,接触角随之减小;改变固体表面材料也可改变液滴与固体壁面之间的作用能,亲水表面上液滴与固体壁面之间的相互作用能较大,固体表面对液滴的吸引力较强,使得液滴在表面上的接触角减小,液滴在固体表面的润湿性能液滴增强。温度升高导致表面张力减小,但表面张力变化较小,因此接触角几乎不变。     

利用投影的方法求曲面／曲面相交

ＳＳＩ（ｓｕｒｆａｃｅ／ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ）算法主要有２种：几何分割法和数值追踪法,但是在曲面／曲面求交的实体造型中,为了保证系统的稳定性和准确性,需要有一个可靠的,准确的和拓扑一致的求交算法。该文所提出利用投影的方法来计算曲面／曲面相交,能成功解决上面提出的问题。     

髋臼软骨参数化曲面模型

为了提高髋关节模拟研究精度,提出一种基于逆向工程技术建立和验证髋臼软骨参数化曲面模型的新方法.首先通过激光扫描获得髋臼软骨表面完整的几何信息———点云数据;然后通过髋臼三维坐标系的建立与坐标变换,实现髋臼点云坐标的归一化;最后运用优化拟和方法建立了一种新型的髋臼软骨参数化曲面模型,并将这种新模型与传统球面模型进行了解剖匹配度(即模型与真实髋臼软骨面之间平均偏离距离)的统计分析.结果表明,新模型的解剖匹配度显著高于传统的球面模型(P<0.001),尤其在髋臼软骨的臼顶区域新模型较球面模型更具精确的解剖匹配.     

对Bezier曲面和B样条曲面之间过渡曲面构造问题的研究

提出了张量积Bezier曲面和B样条曲面的过渡曲面的算法,并且对于双三次张量积B样条曲面和双三次张量积Bezier曲面给出了计算实例,验证了算法的可行性。     

MEAM在表面能和表面应力中的应用

介绍了一种新的EAM理论,它表述简单,而且已经成功地用于金属的氢脆、点缺陷(杂质和空位)、表面重构、合金的表面偏析和相稳定的特性的研究。模型参数通过拟合结合能、弹性常数、空位形成能等实验值来确定,并给出了晶体表面能和表面应力的计算表达式。     

厚松散表土层条件下的地表移动预计参数

对五沟煤矿1013首采工作面地表移动观测站观测、数据处理和分析,采用线性最小二乘估计和非线性最小二乘估计,求取了静态预计参数、动态预计参数经验公式,得出五沟煤矿厚松散表土层条件下的地表移动与变形规律,为预测未来地表塌陷的范围、损坏等级提供了技术参数,为煤矿的安全生产、"三下"采煤与环境治理提供了科学依据。     

基于蒙皮法的NURBS自由曲面设计

给出了用Ｎｕｒｂｓ截面曲线构造自由曲面的蒙皮法，重点研究了用一条脊线和一线截面线来构造工程上常用自由曲面的Ｎｕｒｂｓ曲面蒙皮法，该方法适合于平面脊线同时有多条截面线的自由曲面生成。     

浅谈平面磨削时的表面粗糙度

分析了较硬材料的最终加工工序磨削对其表面粗糙度的影响。包括人造金刚石砂轮与人造刚玉砂轮所加工的表面粗糙度和支承曲线参数值的对比。     

微重力状态下自由液面构型的Surface Evolver软件计算

以扇柱形贮箱为研究对象,根据微重力状态下液体的毛细现象,基于Surface Evolver软件平台,建立了三维分析模型.利用该模型进行数值模拟,深入研究了微重力状态下扇柱形贮箱内角处自由液面的爬升特性,数值分析结果与实验结果吻合良好,证明了该方法的合理有效性.通过数值分析,详细探讨了接触角及容器中心角对微重力条件下自由液面爬升的影响规律,发现液体与容器壁接触角之和小于90°时,液体会不断爬升;当中心角大于50°时,液体爬升高度变化很小.     

用双三次Coons曲面构造工程曲面的方法

本文从研究角点信息对双三次Coons曲面片的形状及连接的影响入手,提出了用双三次Coons曲面片构造工程曲面时提供角点信息的办法,同时给出了在保证连接达到二阶连续的条件下角点切矢的自动生成方法。