粗糙表面滑动轴承非牛顿介质润滑的计算

分析了轴承润滑中非牛顿介质的流变特性以及轴承表面形貌对润滑效果的影响,推导出了修正的雷诺方程,在方程中用差分粘度和第一正应力差函数表征非牛顿介质的流变特性,采用流量因子表征表面形貌的作用.结果表明:差分粘度的变化是影响润滑结果的主要因素,它取决于不同介质的动态参数和剪切频率范围,非牛顿介质润滑的承载力并非总高于或低于牛顿介质;在动载荷条件下,第一正应力差效应使油膜压力明显增大;影响流量因子的2个因素为表面形貌的粗糙度和纹理,但其作用远小于非牛顿介质流变特性的影响.     

聚酯织物表面耐用超疏水涂层的制备及在油水分离中的应用

使用在含有甲基MQ(M:单官能团Si-O单元R₃SiO_1/2, Q:四官能团Si-O单元SiO₂)硅树脂与疏水SiO₂的二甲苯溶液中浸渍的方法,在聚酯织物表面制备了耐用超疏水涂层。经过处理后,微米级聚酯纤维表面被紧密的疏水纳米颗粒包裹,通过这种方法降低了纤维的表面能。聚酯织物展现出良好的超疏水特性,与水滴的静态接触角为156°,滚动角为5°。得到的超疏水聚酯织物在机械磨损、酸碱环境及紫外线照射条件下,表现出了良好的稳定性。此外,用超疏水聚酯织物作为过滤材料得到的油水分离效率达99%以上。该方法为大面积工业制备超疏水织物提供了新的思路。     

WO3改性CeO2-TiO2催化剂的低温NH3-NO/NO2 SCR活性和机理研究

在铈钛基NH3-SCR催化材料中,改性元素对催化材料的酸性位和氧化还原性能的影响较大.本文采用过量浸渍法分别制备了CeO2-TiO2(CeTi)和CeO2/WO3-TiO2(CeWTi)催化剂,研究了CeWTi催化材料结构、酸性位及氧化还原性能对NH3-NO/NO2 SCR反应性能的影响.结果发现,CeTi和CeWTi样品均有较优异的NH3-NO/NO2 SCR催化性能,后者略高.WO3的加入增加了催化材料的表面酸性,对其氧化还原性能影响不大.通过对反应中间物种NH4NO3的研究,发现NH4NO3的分解主要与氧化还原性能相关,而NO还原NH4NO3的反应需要氧化还原能力和酸性位共同作用,即在氧化还原性能差异不大的条件下,酸性对该反应起到重要作用.而该反应也是NH3-NO/NO2 SCR的限速步骤,这是CeWTi催化材料活性高于CeTi催化材料的原因.同时,为了获得NH3-NO/NO2 SCR反应的高活性,NO2:NO比例宜为1:1.然而现实情况中,预氧化催化材料的氧化活性、NOx浓度、温度等变量使得准确控制NO2的比例较难,因此,深入了解NO2浓度对NH3–NO/NO2 SCR反应的影响至关重要.本文探讨NO2:NO的比例、O2浓度等对NH3-NO/NO2 SCR反应性能的影响;并研究了不同NO2含量条件下NH3-NO/NO2 SCR反应网络.通过分析CeWTi材料上NH3-NO/NO2 SCR反应网络可知,当NO与NO2比例为1:1时,NH3-SCR催化活性最高,并以快速SCR形式进行;当NO与NO2比例为1:1消耗完全之后,剩余的NO或NO2各自独立以标准或慢速SCR进行,不影响其本来的反应活性.催化材料的标准SCR、快速SCR和慢速SCR均取决于材料表面酸度和氧化还原性能,但快速SCR和慢速SCR对材料这两方面性能的要求相对较低.同时O2并不参与快速和慢速SCR,而NO2可以取代O2作为SCR反应中主要的氧化剂,氧化Ce4+为Ce3+,甚至比O2和NO再氧化活性位的能力更强,保持催化材料的高催化活性.低温条件时,慢速SCR和快速SCR反应均在材料表面生成硝酸铵中间物种,但由于慢速SCR气氛中缺乏NO将硝酸铵还原,进而引发快速SCR反应,因此材料表面快速SCR的NOx转化率要高于慢速SCR反应;高温条件下,由于硝酸铵容易热分解,导致硝酸铵的抑制效应不太明显.NH4NO3分解是NO2含量升高后N2O的形成的主要途径.     

氢、氧终端掺硼金刚石薄膜的电子结构

利用氢微波等离子体溅射和浓酸中沸煮方法分别制备了氢、氧终端掺硼金刚石薄膜.借助X射线光电子能谱及接触角检测对两种终端薄膜表面进行了分析，通过扫描探针显微镜研究了针尖和样品间的扫描隧道谱.结果表明，氢终端掺硼金刚石表面能带向上弯曲，在高于价带顶位置存在浅受主能级；氧终端表面能带向下弯曲，带隙较宽，带隙中不存在表面态.对两种终端金刚石薄膜的导电机理进行了讨论.     

Experimental investigation on underwater drag reduction using partial cavitation

For underwater drag reduction, one promising idea is to form a continuous gas or discrete bubbly layer at the submerged surface. Owing to the lower viscosity of gas than of water, this could considerably reduce underwater drag by achieving slippage at the liquid–gas interface. This paper presents an experimental investigation on underwater drag reduction using partial cavitation. Dense hydrophobic micro-grooved structures sustain gas in the valleys, which can be considered as defects that weaken the strength of the water body. Therefore, partial cavities are easily formed at lower flow speeds, and the dense cavities connect to form a lubricating gas layer at the solid–liquid interface. The results indicate that the proposed method achieves drag reduction without any additional energy or gas-providing devices, which should stimulate the development of underwater vehicles.     

粗糙峰微接触及其对润滑的影响

根据椭圆弹塑性接触模型,提出了流量因子影响模型,给出了几个该模型的应用计算实例．计算结果表明,该模型与粗糙表面的实际润滑状况有较好的一致性．通过算例分析,发现粗糙峰弹塑性变形对流量因子的影响主要决定于表面综合属性、弹性和塑性变形量．     

不同密度氢吸附金刚石(100)表面的微观结构

利用基于广义梯度近似的密度泛函理论,计算了金刚石(100)表面不同氢吸附密度的平衡态几何结构和态密度.结果表明对于2×1构型,在平行和垂直表面两个方向上发生弛豫,而1×1构型仅在垂直表面方向上发生弛豫.另外,清洁2×1,2×1 ∶0.5H和1×1 ∶1.5H表面,带隙中存在空表面态;而对于1×1 ∶2H和2×1 ∶H两种表面结构,空表面态上移进入导带,带隙中不存在表面态.结合电荷密度分布,探讨了金刚石(100)不同构型和氢吸附密度表面的表面态诱发机理. 关键词： 氢吸附 金刚石 弛豫 表面态     

氢、氧终端掺硼金刚石薄膜的电子结构

利用氢微波等离子体溅射和浓酸中沸煮方法分别制备了氢、氧终端掺硼金刚石薄膜.借助X射线光电子能谱及接触角检测对两种终端薄膜表面进行了分析,通过扫描探针显微镜研究了针尖和样品间的扫描隧道谱.结果表明,氢终端掺硼金刚石表面能带向上弯曲,在高于价带顶位置存在浅受主能级;氧终端表面能带向下弯曲,带隙较宽,带隙中不存在表面态.对两种终端金刚石薄膜的导电机理进行了讨论. 关键词： 氢终端 氧终端 掺硼金刚石薄膜 电子结构     

小型水洞拐角导流片的数值设计

拐角是回流式水洞的重要组成部分,对实验段流场的品质有着重要的影响。本文针对某小型高速水洞中的第四拐角,利用RNGk-ε湍流模型,对比模拟了导流片对拐角流场的影响。针对一种等厚圆弧形导流片的长度、布置等进行了对比计算。结果表明导流片的安装对提高流场均匀性、降低湍动能和减弱二次流等具有非常大的意义,其中半径/边长比为0.2、间距/弦长为0.15~0.25的导流片效果最为明显;文中两种非等间距的导流片分布方式以及-4°和+4°攻角的情形对流场影响较小。     

Electronic properties of hydrogen- and oxygen-terminateddiamond surfaces exposed to the air

<正>The electronic properties of hydrogen- and oxygen-terminated diamond surfaces exposed to the air are investigated by scanning probe microscopy(SPM).The results indicate that for the hydrogen-terminated diamond surface a shallow acceptor above the valence-band-maximum(VBM) appears in the band gap.However,the oxygen-terminated diamond film exhibits a high resistivity with a wide band gap.Based on the density-functional-theory,the densities of states, corresponding to molecular adsorbate in hydrogenated and oxygenated diamond(100) surfaces,are studied.The results show that the shallow acceptor in the band gap for the hydrogen-terminated diamond film can be attributed to the interaction between the surface C-H bonding orbitals and the adsorbate molecules,while for the oxygen-terminated diamond film,the interaction between the surface C-O bonding orbitals and the adsorbate molecules can induce occupied states in the valence-band.