“工业味精”——表面活化剂

味精,意即鲜味之精华,炒菜做汤加少许味精,就会倍觉鲜美。难道在工业上也有这么一种调味佳品吗?是的。无论是在食品、纺织、医药等轻工业,还是在石油、化工、采矿等重工业,都有一种类似味精的物质,用量微乎其微,但作用神奇,这就是表面活化剂。 默默无闻的“无名英雄” 一般人对表面活化剂这个名字可能感到生疏,其实它几乎无处不在起作用。在日常生活中,我们每天都使用肥皂、牙膏、洗衣粉等日化产     

垂直取向L10 FePt纳米粒子的磁性

用磁控溅射法在加热到700℃的MgO(001)基板上沉积了FePt薄膜. 依靠基板与薄膜间的晶格失配, 形成了磁化易轴垂直于基板平面的L10相(001)织构. 膜厚为5 nm时得到了直径约70 nm的纳米粒子, 4.2 K温度下其矫顽力达105 kOe(1 Oe=79.58 A/m). 膜厚增加到50 nm时, 薄膜由不连续变化为连续, 矫顽力下降了一个数量级. 用微磁学方法对单畴粒子的自发磁化和磁化反转过程进行了模拟. 结果表明, 磁化反转机制是涡旋式的成核, 模拟矫顽力为121 kOe. 这意味着实验获得的矫顽力已经接近理想单晶单磁畴粒子矫顽力的极限.     

断裂系统形成机制：来自物理模拟实验的新启示*

 由于断裂系统的形成大多与大变形构造过程有关,故从小变形岩石力学实验归纳得到的库仑破裂准则及相关的安德森断层模式,并非总能对其形成机制给予合理的解释。物理模拟是一个十分有用的方法,可为我们提供一些新的启示：许多原先认为具有复杂形成机制的断裂系统,其实可以是简单构造变形过程的产物,也无需复杂的动力学机理解释。本文通过一些伸展、挤压和反转这三类常见构造的典型研究实例,以展示物理模拟实验所能带给我们的有关断裂系统形成机制的新启示。     

2003与2002:大幅度冬季温度异常反转事件及其异常大气环流

揭示了2003年与2002年冬季发生于北半球中高纬区以及澳大利亚南部等地大幅度温度异常反转事件(LTAR),在该次事件中欧亚大陆北部和北美大陆同时由2002年初的冬季异常暖事件突转为2003年的异常冷,而北太平洋和澳大利亚南部则由异常冷突转为异常暖,研究了该次事件的异常大气环流背景.发现北太平洋区的异常气旋式环流系统和欧洲北部的异常反气旋式环流系统是关键角色,这两个环流系统都有遥相关波列与之相联系.这样一个气旋式和一个反气旋式异常流型两个系统的耦合就是造成这次大幅度温度异常反转事件的主要原因.与北太平洋的异常环流系统相联系的波列很重要,可以称为北太平洋-西太平洋-澳大利亚异常波列(NPWPA),而且,澳大利亚以南的温度由负到正的异常转变很可能与这个波列以及南半球高纬区的纵向异常波列有关.     

双疏水表面润湿和传热动力学研究

为实现润湿图案化的超疏水表面在航空电子设备散热中的应用,本文对液滴撞击双疏水表面(具有疏水性图案的超疏水基质)的润湿行为和传热特性进行了分析.通过使用高速相机和红外相机,我们获取了液滴铺展和回退阶段的动力学以及表面温度和热流量的相应空间分布.本文研究了液滴撞击超疏水、疏水和双疏水表面上的动态润湿和局部传热的差异.此外,本文还分析了表面温度和撞击高度对液滴撞击过程的影响.结果表明,所有表面在铺展阶段都具有相同的润湿特性和相似的传热行为.表面温度变化并不能对铺展阶段表面润湿特性产生较大的影响,液滴铺展时间与表面温度和撞击高度无关.在回退阶段,表面润湿特性的差异使得三个表面之间的传热特性明显不同.双疏水表面特殊润湿特性使得回退阶段液膜的接触线速度存在跳变现象,形成了许多小液滴,增加了接触面积,同时又兼具了超疏水表面的回弹特性.     

利用Lamb波时间反转法的套筒灌浆连接缺陷位置检测

针对装配式建筑中套筒灌浆连接件缺陷位置难确定的问题,建立套筒灌浆连接结构有限元模型,采用Lamb波研究套筒灌浆连接结构中的传播规律。在确定最佳激励信号的基础上,检测出灌浆料损伤缺陷位置。同时设置无损伤测区与有损伤测区。结果表明,有损伤测区聚焦峰值与无损伤测区聚焦峰值均值相比下降11.70%,说明采用Lamb波时间反转法可实现预埋状态下套筒灌浆连接结构内部缺陷位置的判断。其对套筒灌浆连接缺陷定位是有效的,在结构无损检测领域具有良好的应用前景。     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性,聚丙烯缺少极性官能团,导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯(GFRP)复合材料的界面结合性能,设计并搭建了空气等离子体炬处理装置,通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒,并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度;采用响应曲面法(RSM)分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响,并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时,与对照组相比,改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%,GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%;载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大,处理时间次之,处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm,载气流量为1.7 L/min,处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维,实测的接触角(24.6°)与预测值(25.0°)之间的偏差仅为1.6%。     

不同润湿滞后实验方法的比较

讨论润湿滞后现象的最佳实验方法。为了对比体积法、斜板法以及联用法(体积法与移动针头法相结合),在3块不同粗糙度固体表面上,采用3种方法对强亲水到疏水范围内的液滴进行润湿滞后实验。实验结果表明：当表观接触角θ_ap≤60°时,体积法对液滴施加的垂直外力不会影响实验结果,且具有较好的重复性;而当θ_ap>60°时,垂直外力会改变液滴形状、三相接触线长度及接触模式,不适合对润湿滞后进行测定。在斜板法实验中,由于液滴体积较小,其重力无法克服固-液黏附力与粗糙微结构产生的能量势垒,导致液滴无法在固体表面移动。移动针头法实验结果符合静摩擦力理论,且避免了因垂直外力导致的润湿阻力系数失真,可对θ_ap>60°的润湿滞后现象进行测试。将体积法与移动针头法联用为润湿滞后实验的最佳方法。     

部分润湿多孔介质渗流规律实验研究

利用自主研发的填砂模型压制与渗流实验仪器,制备了5种具有相似物性且不同油湿比例因子的部分润湿填砂模型,对其进行油水相对渗透率与毛细管压力实验,定量研究油湿比例因子对部分润湿多孔介质渗流规律的影响.实验结果表明:束缚水饱和度随油湿比例因子的增加而减小,残余油饱和度则随着油湿比例因子的增加而增加,且驱油效率随之变差;当含水...     

二连盆地反转构造及其与油气的关系

二连盆地在腾二末期由张性应力场转变为压性应力场,为反转构造的形成创造了应力条件。不同凹陷或地区因地质背景不同,受力机制不同,形成的反转构造特征各异。对于二连盆地而言,形成于赛汉中期以前,反转程度较强烈,有主力烃源层阿尔善组地层卷入变形的反转构造,对油气运移和聚集最为有利。