二氧化硅材料的表面润湿性改性研究

本工作中,我们采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、钛酸酯偶联剂Tc-114、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)、十八烷基三氯硅烷(OTS)对氧化硅材料进行表面改性,研究了不同改性剂及其用量对氧化硅材料表面润湿性的影响。表面润湿性采用水滴在表面的接触角(CA)来评价。通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、接触角测量仪对氧化硅材料表面改性的性能进行了表征,结果表明,几种改性剂均能与氧化硅表面的羟基发生反应,成功改性得到不同表面润湿性的氧化硅材料,润湿性从亲水到疏水可控,提高了氧化硅材料应用范围.     

块体金属玻璃微磨削加工的温度场仿真

建立单颗磨粒微磨削的正交切削模型和玻璃金属的本构关系方程,采用有限元工艺仿真系统对块体金属玻璃进行微磨削加工的温度场仿真,从而得到块体金属玻璃在微磨削过程中的温度以及温度变化趋势,进而观察其磨削温度是否达到块体金属玻璃的玻璃转变温度.因此,对玻璃金属磨削加工过程的温度仿真可以有效预测非晶表面是否有晶化现象的发生.改变微磨削加工参数,对块体金属玻璃的各个磨削区的温度变化趋势进行观察.通过仿真实验发现,块体金属玻璃的最高磨削温度发生在磨粒前刀面与磨屑接触的区域,即第二变形区.     

碳纳米管对聚苯乙烯分子运动的影响

利用DSC、流变仪和能量损耗仪等测试仪器,系统研究了碳纳米管加入到聚苯乙烯基体中后对不同长度聚苯乙烯分子链运动的影响.结果表明,碳纳米管加入到聚苯乙烯中后对聚苯乙烯的玻璃转变和液-液转变都产生了影响.碳纳米管的加入引起自由体积的增加只在一个很小的范围内影响了分子链段的运动,当质量分数为0.1%的碳纳米管加入时,链段运动速度增加,玻璃转变温度明显向低温方向移动;而由于范德华力的存在,高分子链会在碳纳米管表面选择吸附,从而使得整链运动时,参与运动的链单元尺寸降低,所以造成了整链运动时链间的耦合降低了.     

气体在玻璃中渗透的数值模拟

为深入理解环境气体对超高真空电子器件玻璃壳体材料的渗透机理,采用巨正则蒙特卡罗法和分子动力学法对玻璃中的气体溶解、扩散两种渗透行为进行了数值模拟研究,基于原子模拟凝聚相优化分子势力场,计算了两种玻璃结构中氧气、氦气、氢气和水蒸气分子的溶解系数,以及氧气和氢气分子在钠钙玻璃中的扩散、渗透系数和扩散运动轨迹。计算结果表明:与玻璃材料亲和力较大的气体分子溶解系数较高;玻璃中金属离子的存在使玻璃中的孔径变小,从而降低了钠钙玻璃中气体分子的溶解系数;环境温度升高和气体压强增加使气体分子在玻璃中的扩散、渗透系数增加;在扩散过程的大部分时间中,气体分子在某一位置做往复振动,偶尔发生一次跳跃,这导致气体分子逐渐远离初始位置;因为玻璃材料能给体积较小的气体分子提供更多的有效扩散通道,所以H_2比O_2有较高的扩散系数。研究结果可为超高真空电子器件的真空失效机制探究、玻璃壳体的材料优选和结构优化提供一定的理论依据。     

基于正交设计的陶瓷透水砖工艺研究

以废玻璃、废陶瓷、粘土和赤泥为主要原料,以木屑为成孔剂制备陶瓷透水砖,分析不同配比对透水砖透水性能的影响.采用4因素3水平正交实验设计探讨了木屑加入量(A)、烧成温度(B)、保温时间(C)及废陶瓷骨料粒度(D)对透水性能的影响.透水系数的极差分析表明,影响透水系数的因素主次为:ABCD,最优实验组合是A3B1C2D2,即木屑掺量为10%,烧结温度为1 000℃,保温时间为1.5 h,骨料粒度为150μm.     

采用分支理论对急冷过程中多定态现象的研究

通过一个简单模型模拟了合金Pd82Si18的急冷过程,分析实验上难以测定的热传输指数对凝固过程中相关参数的影响.结果显示,当冷模温度足够慢地从900K下降到300K时,对应2.0×105～5.0×105W/(m2K)范围内的热传输指数,多定态现象发生.当多定态发生,冷模温度达到一个临界值时,固液界面上会产生剧烈的温度下降.随着该温度的突然下降,在液固界面上很可能会发生玻璃转变.     

玻璃液对玻璃器皿成型的影响因素分析

本文总结了玻璃液对玻璃成型的影响因素,并对各种影响因素进行了重点分析。     

小样本数据的Cu基非晶合金热力学性能软测量

针对Cu基非晶合金材料受时间、条件及制备成本的限制,导致获得的热力学性能数据较少,影响新材料的研发问题.提出一种在小样本数据情况下,仍然具有较好泛化能力的Cu基非晶合金热力学性能软测量方法,为新材料配方的优化提供模型参考.通过注入噪声,提出一种小样本数据的扩充方法,增加样本的多样性.考虑样本分布函数的未知,在准则函数中引入信息论的微分熵,建立最大熵准则的神经网络反向传播理论,获得具有较高泛化能力的数学模型.仿真分析表明:该方法可对三元Cu基非晶合金的小样本数据,建立其热稳定性及玻璃形成能力与材料配方之间的非线性关系,模型精度较高.     

Al熔体与非晶SiO2的扩散反应动力学

利用SiO2玻璃尺寸大的特点,研究了Al与SiO2玻璃反应组织和反应动力学.实验发现,长时间反应可以得到Al/Al2O3复合组织,在Al熔体和Al/Al2O3复合组织间存在扩散过渡层.测定了扩散过渡层和Al/Al2O3复合层的生长动力学.分析了扩散过渡层的动力学规律.讨论了Si对扩散过渡层和复合层形成动力学的影响, 发现Al/Al2O3复合层形成的抛物线动力学特征.     

激光热应力切割玻璃实验与分析

CO２激光器平均输出功率为１００W时,通过聚焦光路在玻璃表面形成圆型的聚焦点。玻璃强烈地吸 收１０畅６μm的激光,激光能量被玻璃表面１５μm厚的吸收层吸收,形成局部的应力纹样分布（设定的切割线）。 介绍了淬火气嘴将冷空气吹到玻璃表面对受热区域进行快速淬火;１００W的激光能量照射玻璃表面,产生高于玻 璃软化的温度;吹气冷却形成应力集中的热应力层,使玻璃从切开的断口沿切割线断开,断口光洁。实验证明, 激光热应力切割玻璃的最佳速度是４００mm桙s。