提升教学魅力,打造一门好课——《材料表面与界面》教学改革探索

《材料表面与界面》为高分子材料与工程专业复合材料方向的限选课。本课程对于学生奠定学科基础、培养学生对复合材料方向的兴趣具有重要的先导作用。笔者以"提升教学魅力,打造一门好课"为改革目标,充分贯彻了"教学内容是教学魅力的根本,教学方法与教学手段是将教学内容高效转化为教学魅力的催化剂"这一指导思想,从教学内容与教学方式两方面进行改革。从教学反馈看,这些改革措施能够改善教学效果,提高学生学习效率,得到了学生的认可。     

强冲击加载条件下的钨合金的界面研究

借助定量金相、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等微观分析手段对钨质量分数为９３％的钨合金在１５～５０ＧＰａ冲击压力下微观结构响应性态进行了考察，发现了一些钨合金所特有的现象，即钨颗粒与粘结相交界处出现成分迁移，新相析出；并结合断口分析，探讨了钨合金在冲击作用下发生断裂的微观特征与韧脆转化间的关系及其物理本质。     

羟基取代烷基苯磺酸盐界面扩张粘弹性质

研究了2-羟基-3,5-二癸基苯磺酸钠(C10C10OHphSO3Na)表面和正癸烷-水界面上的扩张粘弹性质, 考察了平衡时间对界面性质的影响. 研究结果表明, 羟基取代烷基苯磺酸钠具有十分特异的界面性质, 其扩张模量比一般表面活性剂大一个数量级, 达到平衡的时间较长, 形成的界面膜弹性较大. 界面张力弛豫测定结果表明, 平衡时界面上存在特征时间长达103 s的慢过程. 上述实验结果可能是由于羟基间形成氢键造成的.     

锑化镓的光助微刻蚀及其表面氧化物的研究

用电化学和光电化学方法研究锑化镓表面的腐蚀以及锑化镓表面氧化膜的生成和溶解，锑化镓电极在一定电势下生成的氧化膜，用俄歇能谱证明，其主要成分为难溶的氧化锑，此氧化膜的存在抑制了锑化镓的进一步腐蚀，同时亦使锑化镓的半导体光电化学性能大为减弱，通过激光微刻蚀及电子显微镜的观察，在刻蚀剂中添加酒石酸，柠檬酸和氢氟酸等试剂，可使刻蚀形得改善，实验研究了锑化镓的平带电势的测定。     

碳氟链与碳氢链表面活性剂在固液界面上的吸附

全氟辛酸及其钠盐和十二烷基硫酸钠在R972上的吸附等温线均为S型或LS型，指示固液界面吸附过程中有表面疏水缔合物生成．碳氟表面活性剂的饱和吸附量显著高于碳氢表面活性剂的饱和吸附量．加电解质于液相使各体系吸附量上升．对于碳氟表面活性剂，甚至引起吸附等温线类型变化．例如，不加电解质时全氟辛酸在R972上的吸附等温线为S型，而加入HCl（c＝0．05mol·dm－3）使吸附等混线变成LS型．全氟辛酸比全氟辛酸钠在R972上的吸附更强．几种表面活性剂在R972上的吸附均随温度升高而减少。应用两阶段吸附模型及通用吸附等温线公式可以很好地解释所得实验结果．     

萃取体系二相界面荷电物质传输的电化学研究 I: 邻菲咯啉体系中Ni(II)、Co(II)相转移的电化学性质

用线性电流扫描极谱、恒电流单阶跃计时电位法及等电流双阶跃计时电位法, 研究了Ni(II)、Co(II)-邻菲咯啉(phen)体系在1,2-二氯乙烷(DCE)/水界面相转移的电化学行为。同时, 研究了相转移过程的机理。结果表明, 电解前, Phen与Ni(II)或Co(II)同时在水相时, Ni(II)、Co(II)行为类同; 若电解前Phen在有机相时, Ni(II)、Co(II)的行为截然不同, 原因在于两者与Phen配位反应的动力学的差异。     

破乳剂对油水界面膜作用机理研究

研究了破乳剂存在下油膜寿命、油膜薄化速率以及油水界面性质与破乳效果的关系.结果表明,破乳剂使油水界面弹性降低,导致油水界面强度减弱,界面膜寿命变短,界面膜厚度变薄.当膜厚度变薄到一临界值时,膜破裂,导致破乳脱水.同种破乳剂,随着其浓度的增加,界面弹性降低.当浓度超过某一值时,界面弹性值基本不变.不同种破乳剂,界面弹性降低幅度越大,其破乳效果越好.界面弹性值可以很好解释破乳剂的脱水率变化规律.     

Ga^3＋的新萃取体系的界面特性和胶团化作用研究

研究了Ｇａ~（３＋）协萃体系（Ｇａ~（３＋）－Ｄ_２ＥＨＰＡ－Ｈ_２ＭＰＡ－正十二烷－Ｈ_２ＳＯ_４）的界面吸附和胶团形成热力学，发现该萃取体系中［Ｈ_２ＭＰＡ］影响Ｄ_２ＥＨＰＡ和Ｈ_２ＭＰＡ的界面吸附性质。在中、高［Ｈ_２ＭＰＡ］范围内Ｄ_２ＥＨＰＡ与Ｈ_２ＭＰＡ的界面吸附行为相反，Ｄ_２ＥＨＰＡ的存在也影响Ｈ_２ＭＰＡ的界面吸附行为。研究了界面张力与各因素关系的数学模型，并获得某些胶团形成和界面吸附特性的物化参数。     

COCl2…NH3和COCl2…H2S体系的理论研究

在MP2水平上,用aug-cc-pVTZ基组对COC l2…NH3和COC l2…H2S体系进行几何优化和频率计算,同时使用Counterpoise技术进行BSSE校正,分别得到4个COC l2…NH3和2个COC l2…H2S无虚频的稳定结构:N(S)…C连接的构型(Ⅰ,Ⅱ,Ⅴ)和N(S)…C—lC直线型连接的构型(Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ).第一类构型比第二类构型相互作用能更大、更稳定.在得到的6个稳定络合物中,络合物Ⅰ是最稳定的.     

粘度法研究高分子溶液行为的实验改进(Ⅱ)

高分子在粘度计毛细管管壁上的吸附不仅会导致毛细管有效管径减小，而且可以导致毛细管界面性质发生显著改变，具体表现为测定高分子溶液流过时间t之前和之后纯溶剂的流过时间t0和t0′与高分子溶液流过时间t对浓度作图外推到浓度为零时的值t0^*并不一致。不同温度时聚乙烯吡咯烷酮（PVP）水溶液粘度测定结果表明，当吸附讷发子显著改变了毛细管界面性质时，需要将高分子溶液粘度测定方法由t/t0′改为t/t0^*。经过改进的粘度测定方法不仅更加普适合理，而且更加简单有效。