Experimental study of evaporation of sessile water droplet on PDMS surfaces

Evaporation of sessile water droplet on polydimethylsiloxane （PDMS） surfaces with three different curing ratios （5：1, 10：1, and 20：1） was experimentally investigated in this paper. We show that the constant contact radius （CCR） evaporation on surface with high curing ratio lasts longer than that with low curing ratio. We also measured Young＇s moduli of PDMS films by using atomic force microscopy （AFM） and simulated surface deformation of PDMS films induced by sessile water droplet. With increasing curing ratio of PDMS film, Young＇s modulus of PDMS film is getting lower, and then there will be larger surface deformation and more elastic stored energy. Since such energy acts as a barrier to keep the three-phase contact line pinned, thus it will result in longer CCR evaporation on PDMS surface with higher curing ratio.     

大直径SHPB实验中的高温加载技术及其应用

为研究材料的高温动态力学行为,提出一套由自主设计的温控系统和100 mm SHPB装置组成的高温SHPB实验系统,采用ANSYS软件对界面热传导及其对实验结果的影响进行了计算分析,论证了该实验技术的可靠性,并对混凝土的高温动态力学性能进行了研究。结果表明:在大直径合金钢材质SHPB装置上对混凝土等热惰性材料进行高温冲击实验,冷接触时间临界值为1.00 s,本文中提出的高温加载技术可将冷接触时间控制在0.50 s以内,实验技术可靠;同一加载速率下,随着温度从常温升到1 000 ℃,高温混凝土的动态应力应变曲线呈现出塑性变化趋势,动态抗压强度先提高后降低,动态峰值应变则不断增大。     

Molecular dynamics studies on spreading of nanofluids promoted by nanoparticle adsorption on solid surface

Spreading of nanofluids on solid substrate was studied via molecular dynamics simulations. Simulation models for two immiscible fluids (oil and water based nanofluids) confined in a slit between two planar solid walls were set up. The influence of the volume concentration of the nanoparticles on the three-phase contact line motion was investigated. We found that the larger volume concentration results in more visible nanoparticle adsorption on solid surface. This effect further induces an advancing displacement of the contact line compared with the meniscus profiles in low concentration case and that with the absence of nanoparticles. These findings are consistent with the previous experimental and theoretical results and provide the atomic-scale understanding on nanofluid spreading.     

盘-销摩擦系统摩擦接触力测试与特性分析

测量分析动态摩擦接触力是研究摩擦振动与噪声发生机理的关键.本文中建立了盘-销系统摩擦尖叫试验台架,成功再现了摩擦尖叫.采用三向力传感器对有无摩擦尖叫条件下的动态摩擦接触力进行了测量,并利用小波信号分解、概率密度函数、功率谱密度函数、时频分析等方法进行了分析和讨论.研究发现:在发生摩擦尖叫时,动态摩擦力和法向力发生高频波动,是系统噪声的激励源;无摩擦尖叫时的摩擦力和法向力的动态分量为典型的白噪声随机过程,呈非高斯分布;有摩擦尖叫时的摩擦力和法向力为窄带高频类谐波信号,摩擦力呈非高斯分布,而法向力近似为高斯分布;模态耦合是导致盘-销系统发生动态接触力高频波动以及摩擦尖叫的原因.     

纸基食品接触材料中4-肉桂苯酚和水杨酸对叔丁基苯酯向干性食品模拟物TenaxTA的迁移

以纸基食品接触材料中的4-肉桂苯酚(CP)和水杨酸对叔丁基苯酯(TBS)为模拟迁移物,对其向干性食品模拟物Tenax TA中的迁移规律采用超高效液相色谱结合荧光检测(UPLC-FLR)方法进行了研究。在不同温度下对CP和TBS的迁移动力学进行了考察,并对其在封闭环境和敞开环境下的迁移率进行对比研究。通过设计不同质量的Tenax TA接触直径为3.5 cm圆片样品的迁移试验,探索了迁移试验中合适的模拟物质量/接触材料面积比条件。系列试验结果表明,迁移物迁移时间越长,迁移温度越高,相应的迁移率就越高;在高的迁移温度下,迁移物在Tenax TA上的解吸会导致迁移率的下降;在封闭条件下CP和TBS的迁移率要高于敞开条件下的迁移率;迁移试验中,4.16 g/dm²的模拟物质量/接触材料面积比是利用干性食品模拟物进行食品接触材料暴露评估的合适的迁移试验条件。密闭条件下市售的8种食品接触材料干性食品模拟物迁移实验研究表明,TBS存在于用于包装坚果类食品的包装纸中,含量为15.54 mg/kg。     

Fabrication of Ti ohmic contact to n-type 6H-SiC without high-temperature annealing

The effect of surface morphology of 6H-SiC substrate on the ohmic contact properties of Ti/6H-SiC structure is studied. The H-terminated surface on Si-face 6H-SiC is obtained by both dipping SiC into HF acid solution for 15 s and thermal heating SiC in hydrogen atmosphere at 1100 C for 10 min, while the H-terminated surface on C-face 6H-SiC could be obtained only by the latter method. Ti is deposited on Si-face and C-face SiC substrates with H-terminated surfaces and ohmic contact is obtained without high-temperature annealing.     

等温淬火球墨铸铁的滚动接触磨损性能研究

将2种等温淬火球墨铸铁(Austempered Ductile Iron, ADI)和合金钢车轮材料分别与合金钢钢轨材料匹配,研究各摩擦副的滚动接触磨损性能.结果表明:与合金钢车轮材料相比,2种ADI材料的磨损性能均有大幅度的改善.硬度低、石墨球直径小且密度大的ADI材料自润滑效果好,相对应的摩擦副抗磨损性能最好;硬度高、石墨球直径大且密度小的ADI材料自润滑效果较差,相对应的摩擦副抗磨损性能居中;合金钢车轮材料不具备自润滑能力,相对应的摩擦副抗磨损性能最差.     

磨损增强型超疏水材料的制备及性能研究

通过在有机硅烷中掺杂微纳米级尺度的SiO2颗粒,利用硅烷的水解和聚合成功地制备了1种具有优异耐磨性能和稳定性的超疏水材料.通过该方法所制备的超疏水材料不仅具有良好的耐磨性,而且其超疏水性能可在一定条件下通过表面的磨损得到增强或恢复.该超疏水材料在较苛刻的环境下仍能保持良好的化学稳定性.扫描电镜分析表明贯穿于整个材料且构成材料厚度的微纳米聚合物复合层是赋予该超疏水材料耐磨损性能的主要原因.     

平面棱柱铰内考虑摩擦效应的接触分析

研究了多体系统中平面棱柱铰内的摩擦接触分析。在忽略铰内的碰撞效应的前提下,根据接触力系与约束反力的等效关系,以及各个角点接触力自身满足的互补关系,得到了接触力系关于摩擦力的线性互补方程。结合库仑摩擦定律,确定了铰内角点处的接触反力以及摩擦合力;另外,由接触力曲线可以得到铰内的接触形式,以及各个接触形式发生改变的时刻。通过ADAMS算例验证,这些接触形式转换的时刻就是铰内发生碰撞的时刻,为高效率地研究铰内碰撞提供了可能。     

合金含量对高速车轮材料滚动接触磨损性能的影响

将2种含碳量相同合金含量不同的高速车轮材料分别与钢轨材料匹配,利用滚动接触摩擦磨损试验机测试了各摩擦副的摩擦系数和磨损率,比较研究了组织、硬度和加工硬化等因素对车轮材料滚动接触磨损性能的影响.结果表明：在传统的高速车轮材料中适当地增加Si、Mn的含量,降低Cr的含量可以提高车轮材料的抗磨损性能;硬度高的车轮材料未必耐磨,组织差异对车轮材料的抗磨损性能影响显著;表面裂纹易萌生于高度变形的先共析铁素体组织;加工硬化引起的硬度增加对材料的抗磨损性能影响不大.