SiO2纳米颗粒与聚氧乙烯对Pickering乳液的协同稳定作用简

研究了聚氧乙烯(PEO)与SiO2纳米颗粒对水/二甲苯体系Pickering乳液的协同稳定作用. 实验发现,PEO的存在减小了乳液液滴的平均直径,抑制了乳液的相反转,有效阻止了乳液的熟化,使乳液具有更好的稳定性. 进一步对纳米颗粒膜的流变性质进行研究,结果表明,PEO高分子促进了纳米颗粒形成更大尺寸的聚集结构,提高了其在界面上的吸附性,增强了颗粒膜的力学性能,在较小颗粒用量条件下使得Gibbs稳定性判据得到满足.     

SiO2纳米颗粒单层膜流变特性的双Wilhelmy片法研究

本文采用两个互相垂直的Wilhelmy片对不同润湿性的SiO₂纳米颗粒单层膜的表面压和黏弹性进行了研究, 并利用Brewster角显微镜(BAM)对单层膜的形貌演变进行了观测. 实验发现, 当水面完全被颗粒覆盖时, 单层膜的表面压具有明显的各向异性, 中等润湿性(34%SiOH)的颗粒膜其表面压各向异性最大. 压缩模量E和剪切模量G均在中等润湿性时出现最大值. 这些结果表明, 单层膜的流变性能与泡沫的稳定性密切相关. 疏水性最强(20%SiOH)的颗粒膜具 关键词： 纳米颗粒 单层膜 表面压 流变     

水/空气界面纳米颗粒单层膜流变特性的 锥体压入法研究

本文提出了利用锥体压入法研究水/空气界面上SiO₂纳米颗粒单层膜流变特性的新方法. 通过锥体的压入和上升使单层膜产生应变, 实时测定锥体压入-上升循环过程中表面压的变化. 实验表明, 表面压的尖锐变化是由单层膜受到的拉伸应变导致的. 表面压变化的幅度d∏ 和弛豫时间τ 显著依赖于颗粒在界面的吸附能, 因而随颗粒润湿性而发生明显变化. d∏ 和τ 分别与单层膜的弹性和黏性相关. 这些结果表明, 该方法有可能为深入研究纳米颗粒单层膜的流变性质提供新的途径.     

八重准周期排列的短沟槽结构减阻机理分析

设计构建了一排和三排阵列的八重准周期短条纹沟槽减阻结构,以及作为对比研究的无序和周期结构,并采用雷诺Navier-Stokes方程和RANGκ-ε湍流模型,系统计算了这些结构表面的湍流边界层状态和总应力,模拟结果显示:八重准周期沟槽结构相对于周期和无序结构具有更优的减阻效应,且为三排阵列时的减阻效果明显优于单排阵列,这一结果得到了减阻实验的验证,通过分析比较不同结构的流体边界层特性发现,八重准周期结构可有效抑制附面层的涡强度,减小湍流耗散速率,保持流体条纹相的稳定性,结合二维光栅的夫琅禾费衍射波模型分析表明,八重准周期结构可减弱衍射谱在大角度方向上的谱强度,揭示出该结构抑制流体相干扰动波扩展的物理机制,并与流场分析结果相符合。     

微液滴在超疏水表面的受迫振动及其接触线的固着-移动转变

利用高速摄影技术对超疏水表面液滴振动的动态行为进行观测,研究液滴在不同频率下的振动特性. 实验发现,液滴的共振频率满足Rayleigh方程,微液滴在超疏水表面具有自由液滴的振动性质. 在80–200 Hz的驱动频率范围内,接触线出现了明显的固着-移动现象,液滴的振动频率是驱动频率的一半,液滴振动时的形变较大. 当驱动频率大于200 Hz时,接触线基本固着,液滴的振动频率近似等于驱动频率,液滴共振时的形态边缘始终有节点存在. 分析表明,液滴对外界驱动的不同响应与接触线的振荡行为和变形程度密切相关 关键词： 超疏水表面 受迫振动 共振 接触线     

含盐胶体液滴的蒸发图案形成机理

研究了聚四氟乙烯(PTFE)胶粒与NaCl混合液滴的蒸发过程及其图案形成机理. 结果表明, PTFE颗粒对接触线具有强烈的钉扎作用, 胶体液滴蒸发伴有显著的“咖啡环”效应. 由于液滴中心液相区表面张力法向分力的作用, 使得凝胶区存在辐射状应力, 进而产生从液滴边缘向中心的辐射状裂纹, 裂纹数量随胶粒的体积分数增大而减少. NaCl与PTFE胶粒的混合液滴出现了复杂多样的蒸发图案. 盐的加入抑制了向外的毛细补偿流, 从而有利于获得宏观上厚度均匀的沉积膜. NaCl与PTFE胶粒耦合形成了凹凸不平的枝晶状形貌, 这可能是释放蒸发应力的结果.     

一维周期与准周期排列沟槽结构的流体减阻特性研究

本文设计了具有相同平均沟槽密度的三种排列类型的一维沟槽结构: 密排列、周期间隔排列和两种准周期间隔排列, 并采用数值模拟和实验验证相结合的方法研究了一维沟槽结构在不同排列下的流体减阻特性. 模拟计算分析流场特征和总阻力, 发现相对于密排列和周期间隔排列的沟槽结构, 准周期间隔排列具有更好的减阻特性, 并且这一结果得到减阻实验的验证. 通过流场分布特性进一步分析沟槽结构的减阻机理. 机理分析发现高速流在经一维准周期结构的扰动波调制后形成了准周期间隔排列的速度条纹相, 这有效地抑制了大涡在流向和展向上的形成, 从而实现较大幅度的减阻. 同时对比分析沟槽排列结构调制展向涡和流向涡各自对流动减阻的贡献, 结果表明, 调制流向涡对减阻的作用更大. 关键词： 流体减阻 沟槽结构 准周期     

SiO_2纳米颗粒与聚氧乙烯对Pickering乳液的协同稳定作用

研究了聚氧乙烯(PEO)与SiO2纳米颗粒对水/二甲苯体系Pickering乳液的协同稳定作用.实验发现,PEO的存在减小了乳液液滴的平均直径,抑制了乳液的相反转,有效阻止了乳液的熟化,使乳液具有更好的稳定性.进一步对纳米颗粒膜的流变性质进行研究,结果表明,PEO高分子促进了纳米颗粒形成更大尺寸的聚集结构,提高了其在界面上的吸附性,增强了颗粒膜的力学性能,在较小颗粒用量条件下使得Gibbs稳定性判据得到满足.     

深过冷三元Ni-Cu-Co合金的快速枝晶生长

研究了深过冷条件下三元Ni₈₀Cu₁₀Co₁₀合金的快速枝晶生长, 采用电磁悬浮无容器处理方法获得了335 K(0.2T_L)的最大过冷度. X射线衍射分析与差示扫描量热分析均表明,凝固组织为α-Ni单相固溶体. 随过冷度增大, 凝固组织显著细化, 并且当过冷度达110 K时，凝固组织的形态由粗大形枝晶转变为等轴晶. 深过冷条件下溶质截留效应增强, 使得微观偏析程度减小. 对不同过冷度下合金枝晶的生长速度进 关键词： 深过冷 枝晶生长 快速凝固 溶质截留