溶液与界面的协同与融合——自组装聚集结构

自聚集作用使体相溶液和界面协同与融合。溶液和界面聚集结构研究是表面活性剂科学研究中最重要的研究内容之一,也是近年来软物质科学研究中的主要内容。本文基于近年来山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室在溶液聚集体构筑、聚集体结构(特别是囊泡相)和性能以及界面自组装结构薄膜研究等方面的研究成果,阐述了胶体与界面(表面活性剂)科学研究中的新观点——自组装聚集结构使溶液和界面协同与融合。     

DTPA胃漂浮囊心缓释片制备与体外释放性能

采用粉末直接压片法制备二乙基三胺五乙酸(DTPA)胃漂浮囊心缓释片,并对其进行体外漂浮性能、释放性能和释药机理研究.结果表明:DTPA胃漂浮囊心缓释片在人工胃液中可以立即起漂,持续漂浮时间长达24 h,其释药过程用Korsmeyer-Peppas(T_lag)模型拟合的拟合度最好;同时,应用Harland方程进行验证,证明该制剂的释药过程主要为扩散和骨架溶蚀共同作用.通过该法制备的胃漂浮囊心缓释片具有起漂时间短、持续漂浮时间长、缓释效果好,漂浮性能不受制剂辅料和制备工艺的影响等优点.     

黄骅坳陷新近系砂质辫状河储层构型——以羊三木油田典型区为例

针对我国东部老油田新近系河流相油藏大部分进入高含水期,剩余油分布复杂的现状,选取典型砂质辫状河沉积区羊三木油田,密闭取心与测井相结合,开展密井网区储层构型刻画。结果显示研究区发育心滩、辫状河道、溢岸沉积和泛滥平原4种4级储层构型单元。心滩内部发育泥砾型和落淤层型2类3级构型界面。泥砾在5级和3级构型界面处均有发育,但厚度不同,当泥砾层厚 0. 3 m时位于5级界面,厚度0. 3 m时一般位于3级界面。解剖了研究区心滩平面结构,指出滩头、滩主体、滩尾和滩翼不同部位的落淤层发育差异。结合岩心、测井及现代沉积,建立了研究区4级和3级储层构型模式。     

双层薄膜中界面交换作用对自旋波能带结构的影响

讨论了界面交换作用的变化对由面心立方晶格(100)构成的铁磁双层薄膜的自旋波能带结构的影响.结果表明,界面交换作用的变化对界面模能量的大小及界面模在二维布里渊区的存在范围影响很大,但不会影响体模能带结构的变化趋势.     

体心立方双层铁磁性薄膜中的自旋波能谱分析

采用界面重参数化方法,研究了体心立方结构的铁磁性材料,在界面为铁磁性耦合情况下,两层薄膜中自旋波的本征模、能带结构、色散关系.同时,重点讨论横向(平行于界面方向)自旋波对纵向(垂直于界面方向)自旋波的影响,与简立方结构的结论作了比较,结果发现:结构的变化在很大程度上影响了各种模的性质.     

囊芯包覆量变化对光热敏微胶囊特性的影响

采用界面聚合技术制备了以囊芯质量为变量的光热敏微胶囊,利用红外光谱及热显影技术对其光聚合及热显影特性进行了检测.红外光谱检测结果表明,光热敏微胶囊中预聚单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)随囊芯包覆质量的增加聚合速度逐渐加快,聚合程度逐渐增大;从热显影结果可以看出随囊芯质量增加显影密度逐渐增大,且曝光前后的密度反差也同时逐渐增大,热显影检测结果与红外检测具有一致性,根据实验结果得到了囊壁与囊芯最佳质量比为1/2.17.     

复乳法制备阻燃剂微胶囊的传质机理

以水溶性阻燃剂甲基膦酸二甲酯（DMMP）作为芯材，以聚乙烯醇（PVA）与戊二醛（GA）反应所得缩醛为壁材，应用W／O／W相中相乳化法制备阻燃剂微胶囊，探讨PVA与GA成囊壁的反应过程．实验结果表明：该乳化方法制备微胶囊属于界面聚合反应，GA扩散到中间相环已烷与外水相PVA的界面上，与PVA发生界面缩醛化反应，包覆内相形成微胶囊．     

面心立方基体内B2结构沉淀相间的界面结构

从面心立方基体的对称性出发，我们确定了该基体内固态沉淀反应所致Ｂ２结构沉淀相之间的界面取向；基于稳定界面结构应具有最低能量的考虑，提出了几种可能的沉淀相间界面结构模型；实验观察表明，Ｎｉ－Ｂｅ合金中沉淀相间界面取向满足对称性要求，β／β界面结构跟自由β相的＜１１０＞｛１１２｝孪晶界面相同，但界面附近存在应变场。     

聚脲体系辣素微胶囊的界面聚合法制备与热降解动力学

在乳液体系中,以聚脲为壁材,以界面聚合法制备了包裹辣素同系物--N-香草基壬酰胺的微胶囊.通过正交实验确定了获得较好包埋率的反应条件:反应温度50℃、乳化值8、乳化转速2000 r/min.红外光谱对照显示囊心与形成壁材的单体间存在键合;吸附等温曲线为标准Ⅰ类曲线,并由此假设微胶囊为紧密堆积形式,以单个扫描速率升温法进行了微胶囊的热降解实验,采用Freeman-Caroll方法与Achar-Brindley-Sharp-Wendworth方法进行了热重数据的处理,求得了动力学参数,回归系数显示这2种处理方法所获得的反应级数一致.     

二维轴对称坐标下基于介质形心和体积的界面重构方法

物质界面的追踪和处理是多介质流场计算的关键内容,本文将基于介质重心和体积的二维平面MOF方法推广到实际问题计算中应用更为广泛的二维轴对称坐标,包括任意多边形旋转后形心的定义及其计算公式,以及界面重构方法的具体实现方式,然后通过界面重构算例及涉及材料断裂、破碎的碎片云问题的计算,说明所述方法具有较强的模拟实际问题的能力.     

考虑岩石交界面方向效应的巴西劈裂试验研究

为了研究硬岩与软岩交界面方向对其破坏形式的影响,对含岩石-水泥砂浆(代替软岩)交界面的组合试样进行了多组加载角度的巴西劈裂试验,获得了不同交界面方向的组合试样的"抗拉"强度,并利用颗粒流程序PFC2D研究了交界面的破坏机理.计算得到的"抗拉"强度随交界面与加载方向夹角的增大而增大.当交界面平行于加载方向时,沿交界面发生劈裂破坏,计算得到的"抗拉"强度可认为是交界面的抗拉强度;当交界面与加载方向不平行时,发生更为复杂的拉―剪复合破坏.此外,为了进一步分析交界面的抗拉强度对破坏形式的影响,采用提高水泥用量和增大交界面粗糙度两种方法增加交界面的抗拉强度,并进行了一系列试验.试验得到了含交界面的巴西劈裂试验的典型破坏模式分布图,对更好地理解硬岩与软岩交界面的破坏形式具有指导意义.     

膨胀土-混凝土界面剪切特性研究及界面系数修正

为对不同含水率下与不同法向应力下的膨胀性土的界面抗剪强度-界面剪切位移曲线进行分析,通过设计室内膨胀土-混凝土界面直剪试验,研究各含水率对膨胀土-混凝土界面各力学性质的影响。结果表明：不同含水率条件下的应力应变曲线均无应变软化现象,基本符合应变硬化模型;含水率的增长,对界面抗剪强度有较为明显的劣化影响,应力应变曲线的峰值也随之愈发滞后;同一含水率的界面抗剪强度与法向应力较好地符合摩尔-库伦强度准则,随着含水率的逐渐增长,界面抗剪强度也呈现递减态势;界面黏聚力先呈增长态势,后呈逐渐减小态势;界面等效剪切模量呈现下降趋势,同时通过微观角度对界面黏聚力和界面内摩擦角引起的界面强度变化规律进行了机理性的分析。界面内摩擦角则随着含水率增加逐渐地呈现反比例函数降低态势,引入界面摩擦系数,进一步细致分析界面摩擦力学性质,同时修正了界面黏聚力和法向应力对界面摩擦带来的较大影响,针对于浅层边坡土体与桩基础的摩擦估算,考虑到法向荷载对于界面摩擦系数影响较为合理。     

降低固-固界面热阻方法研究进展

降低固-固界面热阻法是一种高效且应用广泛的减小器件传热阻力的方法。根据固-固界面状态增加界面的有效接触，可强化界面热传导。首先，概述了固-固界面热阻的产生机理；其次，梳理了界面状态（平面接触和沟槽接触）、粗糙度、界面压力、热界面材料等固-固界面热阻影响因素的作用机制；第三，介绍了降低固-固界面热阻方法的最新进展；最后，分析了降低固-固界面热阻研究存在的问题，并对其研究前景进行了展望，提出未来应从界面结构、压力/平面度、固-固接触材料本身的物性参数、超薄黏合层热界面材料等单独或共同作用的方向上深化降低界面热阻的研究，为其在强化电子散热领域的应用提供理论和实验支持。     

钎焊接头金属间化合物层形貌对扩散浓度和应力的影响

结合实验结果,建立了芯片封装技术中焊点金属间化合物(IMC)界面模型,采用有限元方法计算了模型中Sn钎料与Cu焊盘形成IMC层时Cu原子的扩散过程以及扩散应力大小与分布.结果表明:IMC层与钎料的界面形貌可显著影响Cu原子扩散浓度及应力行为.凹凸界面形貌会严重阻碍Cu原子的扩散,且靠近界面影响更为显著;扇贝形界面模型比...     

剑麻纤维复合基材土岩界面剪切性能试验

为揭示剑麻纤维掺量与界面粗糙度对土-岩界面剪切力学性能的影响规律,采用表面起伏的混凝土模块作为岩面相似材料,进行了一系列的改进室内直剪试验,并结合扫描电镜试验进一步分析了剑麻纤维参与强化界面剪切性能的机理。结果表明:剑麻纤维通过提高黏聚力提高土-混凝土界面间的剪切力学性能；纤维添加量为0.8%的土-混凝土界面黏聚力提高80%~500%,内摩擦角提高10%~20%；界面粗糙度主要通过提高黏聚力增强界面剪切力学性能,6.5 mm粗糙度的界面黏聚力增量为7~15.5.kPa,提高20%~300%；对于素土界面和掺纤维界面,粗糙度对土-混凝土界面间剪切力学性能的强化表现为2种模式,加入纤维的界面黏聚力关于粗糙度的增长关系上,粗糙度的最优值出现在较小区间(0~2.5 mm)。     

三维垂直裂纹在材料界面的扩展及影响因素

 针对三维垂直裂纹扩展到双材料界面时的路径选择问题,建立了双材料三维垂直裂纹在界面扩展的计算模型,提出了三维垂直裂纹在材料界面扩展的3 种方式及判断准则;以线弹簧模型模拟两种材料间的界面胶结情况,得到了裂纹在界面处的剪切位移及剪切应力,结合虚拟裂纹扩展技术计算能量释放率沿裂纹边缘的分布情况,分析了裂纹长度、界面参数及材料弹性模量对裂纹扩展路径的影响。结果表明,随着裂纹长度的增大,界面剪切位移逐渐增大,界面容易发生剪切滑移;随着界面参数的增大,能量释放率减小,同时,剪切位移也随之急剧减小,说明界面参数的增大对阻止裂纹穿透界面及沿界面扩展具有明显作用;当裂纹在较硬材料内时,裂纹容易穿透界面进入较软材料内。     

交流电场对定向凝固及界面溶质分配系数的影响

对交流电场作用下定向凝固组织的研究发现,交流电场对定向凝固组织有细化作用,且随电流的增大,其效果越明显,同时交流电场使凝固界面的溶质含量减小.通过对电场各种作用的分析发现:界面的化学势的减小使界面的稳定性增加;但界面能的增大、活度系数的减小以及界面溶质层内的震荡会使界面变薄,使界面的稳定性减小,从而破坏了胞晶的稳定生长,使柱状胞晶变成细碎的晶体.     

非线性界面动力学影响下颗粒增长的界面稳定性

研究了一个带有非线性温度依赖界面动力学的颗粒生长数学模型,分析颗粒界面的演化及其形态稳定性.利用渐近展开方法,获得颗粒生长的渐近解以及界面扰动的变化率.当界面动力学增加时,界面动力学过冷减小,颗粒增长速度也减小,非线性温度依赖界面动力学使得颗粒界面生长倾向于稳定.与忽略界面动力学的情形比较,非线性界面动力学显著减弱了球颗粒的生长速度.     

冻土温度场计算中热间断面处理的理论分析

建立了冻土温度场计算中经常涉及的三类位置固定的热间断面的温度衔接条件和计算处理方法，间断面在冻土温度场计算中通常被简化成一个厚度趋于零的薄层，导致系统热性能在此发生突变，热参数成为空间位置坐标的奇异子函数．根据间断面介质热传输过程满足的能量守衡定律和三类间断面的传热机制，应用积分原理和中值定理，推出一般条件下热间断面的温度衔接条件．将导出的一般条件下的温度衔接条件应用于三类热间断面，得出具体处理此三类间断面的温度场计算方法．     

马氏体相变界面的孤立子特性

运用Peyrard的一维非线性原子链的孤立子模型,讨论了马氏体相界面的运动.在Sine-Gorden势场下,导出相界面宽度,并求得相界面能量,得出其能量随着界面迁动速率增大而增大,从而表明了相变驱动力大的马氏体生长得快.进一步计算出界面的动量及有效质量.最后讨论了界面在外力及阻尼情况下的运动,得出界面的一般运动方程.