纳米流体传质扩散系数的测定

本文建立光学实验测试系统,测量了不同温度条件下罗丹明B在不同粒子体积份额的纳米流体(Cu-乙二醇和Cu-水)中的质扩散系数。实验结果表明;罗丹明B在纳米流体中的扩散系数大于其在基液中的扩散系数,且扩散系数随着粒子体积份额的增大而增大;当粒子体积份额一定时,扩散系数随着温度的升高而增大。     

电解质对浓悬浮液中胶体颗粒扩散特性的影响

本文利用相位调制光纤低相干动态光散射装置, 研究了不同物质量浓度下电解质 (NaCl及 BaCl₂) 对浓悬浮液中聚苯乙烯胶体颗粒扩散特性的影响. 实验结果表明, 当电解质浓度低于0.01 mol/L 时, 恒温条件下浓悬浮液中聚苯乙烯胶体颗粒扩散系数随电解质离子浓度以及离子化合价的增大而增大, 实验测量得到的扩散系数与Stern模型所得到的扩散系数符合较好. 关键词： 测量 电解质 浓悬浮液 低相干动态光散射     

浓悬浮液中渗透性颗粒的扩散特性研究

本文利用浓悬浮液中渗透性颗粒的短时扩散动力学数值模拟的结论,并结合Cohen-de Schepper近似和Percus-Yevick近似,研究了不同粒径渗透性颗粒的有效扩散系数随体积分数和渗透率的变化关系. 结果表明:对于浓悬浮液中一定粒径的渗透性颗粒,其扩散系数随渗透率的增加而增加,随体积分数的增加而减少;具有相同粒径与流体动力学屏蔽深度比值且波数较大的渗透性颗粒,其粒径对扩散的影响可以忽略. 关键词： 渗透性颗粒 有效扩散系数 体积分数 布朗运动短时区域     

应用MRI研究CO2在癸烷中的扩散

应用核磁共振成像(MRI)技术可视化研究CO₂在癸烷中的扩散,在MRI系统采集图像的同时,应用双室压力衰减法（PVT法）监测压力,通过对MRI图像进行信号强度分析,可得到CO₂的无量纲浓度分布,然后基于菲克定律应用有限体积法可计算得出与扩散距离和扩散时间有关的扩散系数,并可得到任意扩散时间范围内的整体平均扩散系数,MRI方法得出的扩散平衡时间范围内的整体平均扩散系数与PVT法相比较误差为2.7%,并且与相似条件下的前人实验结论具有相同的数量级(10^–9)．根据实验结果得出,扩散系数沿扩散方向下降且随时间以指数形式降低,整体平均扩散系数随扩散时间的增加而减小．     

低相干动态光散射研究浓悬浮液中布朗运动粒子的扩散特性

利用低相干动态光散射方法研究了悬浮液中布朗运动颗粒的扩散特性。利用单散射理论,考虑悬浮液的折射率随分数的变化,通过解析检测到的单散射光的光谱得到不同分数悬浮液中颗粒的有效扩散系数。讨论了三种不同粒径颗粒的有效扩散系数随悬浮液体积分数的变化关系。结果表明,浓悬浮液中布朗运动颗粒的扩散特性受到静态结构因子及颗粒间流体动力学相互作用的影响,随体积分数的增加而减小。在0.01～0.2的体积分数范围内,有效扩散系数测量值与采用Percus-Yevick近似和Cohen-de Schepper近似得到的理论值吻合较好。证明了低相干动态光散射法可用来研究不同体积分数的悬浮液中颗粒的扩散特性。     

局域浓度调控扩散系数的次氯酸-碘离子-丙二酸系统图灵斑图形成中的反常扩散

通过数值模拟及振幅方程解析解方法,从实空间和倒空间分析了受局域浓度扩散系数调控下次氯酸-碘离子-丙二酸反应扩散系统图灵斑图形成的扩散机理.在零扩散系数调节下,斑图形成为典型的菲克扩散;而在负向正向扩散系数调节下,斑图的形成依赖欠扩散和超扩散.图灵系统的浓度稳态振幅对随机初始条件敏感性随局域浓度扩散调控系数k的增大而增加.     

活性浴中非活性棒的扩散动力学模拟研究：非单调尺寸依赖和反常平动-转动耦合

本文采用Langevin动力学模拟二维刚性棒状示踪粒子在活性浴中的扩散动力学,主要关注示踪粒子平动(转动)扩散系数随其棒长和背景粒子的活性强度如何变化. 本文发现示踪粒子在小时间尺度显示出超扩散行为,并在大时间尺度下恢复到正常扩散,同时平动扩散系数和转动扩散系数均随背景粒子的活性强度增加单调增加,但呈现出与棒长的非单调依赖. 在研究棒的平动-转动耦合时发现这种平衡系统中不存在反直觉现象,即棒在一定参数下会表现出负的平动-转动耦合,表明示踪粒子在平行于棒方向上的扩散比在垂直方向上更慢. 这种异常(扩散)行为随背景粒子的活性强度增加具有重入行为,表明背景粒子的活性导致了两种扩散行为存在竞争关系的效应.     

纳米铜团簇扩散性质研究

本文通过分子动力学模拟研究了纳米铜团簇的自扩散性质,结果表明Nc8949铜团簇自扩散系数随温度的升高而增大,在温度为1000 K时纳米铜团簇的扩散系数随团簇半径的倒数基本呈线性增加.同时指出在常温下团簇几乎无扩散行为,而某些文献中关于常温下晶粒扩散分子动力学模拟结果是模拟体系宏观转动造成的虚假现象.?     

磁性流体的非线性声参量B/A的研究

报导了水基和酯基磁性流体的非线性声参量B／A值随浓度和温度的变化关系。实验研究表明，磁性流体的B／A值随磁性颗粒浓度的增大而线性增大；磁性流体的B／A值随温度的升高而线性增大。还对超声波在磁性流体中传播的声速进行了精确测量。     

超声波与电化学协同作用降解硝基苯溶液的实验研究

本文以硝基苯模拟废水为研究对象，探讨了超声波与电化学协同作用降解硝基苯的实验情况。考察了处理时间、处理温度、硝基苯初始浓度、pH值、电解电压等因素对硝基苯降解率的影响。实验结果表明：随着作用时间增加，硝基苯的降解率升高；温度高于40℃时，硝基苯的降解率随温度的升高而降低，低于40℃时，硝基苯的降解率随温度的升高而增大；硝基苯的降解率随电压的升高而增大；酸性条件有利于硝基苯的降解；硝基苯初始浓度越大降解率越高。     

单轴应力场下钨中氦扩散行为的分子动力学模拟研究

本文采用分子动力学方法研究了沿<100>及<111>晶向的单轴应变对钨中单个氦原子扩散的影响。结果表明,应变会使得金属钨材料发生相变,且引起相变的临界应变随温度升高而减小。相变起始的应变在达到抗拉强度的应变附近。计算结果表明,拉应变使得单个氦原子在钨中的扩散系数发生骤降,在不同应变下扩散系数变化平缓。沿<100>晶向氦扩散系数随应变的增大而线性减小,而<111>晶向则出现了震荡变化趋势。研究结果表明,沿<100>晶向应变达到+0.15%时阿纽列斯方程不再适用,而沿<111>晶向应变大+5%阿纽列斯方程仍然适用;沿<111>晶向随应变增加氦扩散激活能减小,说明应变使得单个氦原子在钨中迁移性增强。     

氢气在多层球壳中扩散过程的模拟计算

 从Fick第二定律出发，推导了氢气在多层球壳中，扩散过程的浓度分布表达式，即氢气浓度与扩散时间和扩散距离的关系。每层中，在一定的扩散时间内，一定量的氢气的扩散浓度与扩散深度之间近似为抛物线关系，说明渗透物沿着聚合物链段膨胀的方向进行扩散。在同一位置，一定量氢气的浓度，随着时间的延长而增加，说明渗透物使聚合物链段发生膨胀，自由体积增大，扩散路径增多，扩散系数随着浓度的增加而增大。     

Cd(S,Se)薄膜的结构及退火环境对其电导性能的影响

分析了两种Cd(S,Se)薄膜的结构特征.讨论了薄膜在不同退火环境中的电导率、迁移率和载流子浓度随退火温度的变化规律.结果表明,空气中退火的掺杂烧结膜电导率随退火温度升高而减小,主要由迁移率减小所致;氮气中退火的烧结膜电导率随退火温度升高而增大,主要是由载流子浓度增大引起的.蒸发膜在不同气氛下退火,电导都随温度升高而增大,同时迁移率和载流于浓度都有增加.在光激发下,氮气和空气中退火的掺杂烧结膜表现出相反的温度依赖关系.利用Seto模型计算的结果与实验值基本符合. 关键词：     

CdTe量子点与罗丹明B水溶液体系下的双光子激发荧光共振能量转移

采用时间分辨荧光光谱技术研究了在双光子激发下不同尺寸的量子点与罗丹明B 之间的荧光共振能量转移. 研究结果表明, 在800 nm的双光子激发条件下, 体系间能量转移效率随着供体吸收光谱与受体荧光光谱的光谱重叠程度增加而增加; 理论分析表明, 供体和受体间的Förster半径增加是导致其双光子能量转移效率增大的物理原因. 同时, 研究了罗丹明B浓度对荧光共振能量转移效率的影响. 研究结果表明, 量子点的荧光寿命随着罗丹明B浓度的增加而减小; 量子点与罗丹明B之间的荧光共振能量转移效率随着罗丹明B浓度的增加而增加; 当罗丹明B浓度为3.0×10^-5 mol·L^-1时, 双光子荧光共振能量转移效率为40.1%.     

高温高压下KCl水溶液中离子示踪扩散系数的确定

 离子的扩散系数是定量模拟地球内部质量扩散作用所需要的一个重要参数。在100～500 ℃、0.1～1.2 GPa下实验测量了0.01 mol/L KCl溶液的电导率，获得了KCl的极限摩尔电导率，并利用Nernst-Einstein方程计算出了溶液中K⁺、Cl^-的示踪扩散系数。离子的示踪扩散系数随温度升高而增大，随压力降低而减小。结合扩散作用地球化学模型可以定量分析离子种类在许多地球化学过程中的扩散质量迁移和热液体系中热液蚀变带的演化，对高温高压下水岩相互作用的研究具有重要意义。     

超高压水的分子动力学模拟

 采用平衡分子动力学（EMD）方法,模拟研究了温度范围为243~348 K、压强范围为0.1~400 MPa条件下水的热力学性质、结构和动力学性质,模拟结果与实验值吻合较好。模拟结果表明,随着压强的增大,水分子间的氢键作用增强,扩散系数减小;随着温度的升高,水分子间的氢键作用减弱,有序程度下降,扩散系数增大。但在过冷水中,扩散系数随压强的增大有增加的趋势。     

在破缺媒介中通过偏压增强粒子扩散

研究了偏压控制下的粒子在破缺媒介中的扩散动力学.基于平均首次通过时间理论导出了粒子在偏压破缺势场中的有效扩散系数的近似表达式.结果显示粒子的有效扩散系数被显著地增大,用粒子概率密度分布函数的波包展宽对此机制给出了解释.进一步,本文提出有效动力学温度和有效阻尼相结合的概念,对爱因斯坦扩散关系进行了推广.     

多孔活性自燃金属的光谱辐射特性研究

多孔活性金属材料因为内部存在大量的孔隙，大大地增加了与空气的接触面积，使得其在空气中的燃烧较为猛烈，燃烧温度迅速上升。其燃烧过程属于固体燃烧的范畴，较为复杂。以镁为例，通过建立燃烧模型，来研究多孔活性金属的光谱辐射特性。首先，建立氧气总消耗量与活性金属剩余质量的关系，研究氧气在活性金属孔隙内的扩散浓度关系，通过求解活性金属热平衡方程得到活性金属燃烧过程中温度与时间的关系式，进而得到活性金属的峰值光谱辐射强度表达式；然后，将模型计算的仿真结果与红外热像仪测得的实验结果对比，结果表明，模型的计算结果与实验结果相一致，误差在了10%以内；最后，通过建立的燃烧模型来研究活性金属燃烧规律以及其光谱辐射特性，解决了高空、高速下的活性金属光谱辐射强度难以实验获得的问题，大大减小了实验成本与时间。分别对比不同时间活性金属箔片在1～3，3～5以及8～12 μm波段下的辐射强度，得出活性金属燃烧时的辐射强度主要集中在3～5 μm波段的结论。研究结果表明：自燃金属最大燃烧温度随高度的增加逐渐下降，随气流速度的增加先增加后减小，在速度为30 m·s-1时，温度达到最大；自燃金属的光谱辐射强度在2～6 μm波段达到最大。该模型也可以用来研究其他活性金属的燃烧特性。     

La2-xSrxCuO4体系正常态的低温反常输运与载流子的局域化

对La2-xSrxCuO4系列(x=0.06～0.20)样品的电阻率和霍尔系数等输运特性进行了系统研究.电阻率随温度变化的实验结果表明,对低掺杂样品,在正常态区域(T＞Tc),随Sr掺杂量的增加,各样品在低温区超导转变温度附近均发生了金属-绝缘体转变,且转变温度TMl随掺杂量的增加逐渐降低;对于最佳掺杂样品,其金属-绝缘体转变行为变得非常不明显,到x=0.18时完全消失.对正常态样品的霍尔系数而言,随温度的降低逐渐增大,且随Sr掺杂量的增加显示减小.表明载流子浓度随掺杂量的增加而增加.在低掺杂时,接近Tc的温区内霍尔系数RH迅速增大,随着掺杂量的增加Tc附近霍尔系数的增大变缓.霍尔系数在Tc附近的增大,表明低温区载流子浓度减少.电阻率和霍尔系数在低温区电输运的这种反常行为可从载流子的局域化角度给予初步解释.     

两种短链醇与叔丁醇的互扩散系数

叔丁醇作为一种优良的助溶剂,被广泛应用于生物柴油的生产过程中。本文利用数字全息干涉法测量了乙醇、正丙醇与叔丁醇的互扩散系数,实验测量的质量分数范围为0.1到0.9(间隔0.1),温度范围为303.15K到323.15K。实验结果显示:对于本文所研究的体系,混合物的互扩散系数随着温度的升高而增大;在相同的温度条件下,混合物的互扩散系数与溶液的浓度近似呈正比例关系;在相同的温度和浓度条件下,乙醇与叔丁醇的互扩散系数大于正丙醇和叔丁醇的互扩散系数。本文还提出了一个可以精确回归实验数据的关联式。