膨体聚四氟乙烯微孔滤膜孔结构的扫描电镜图像解析

由拉伸法制得的膨体聚四氟乙烯(e PTFE)微孔滤膜,其孔结构与其他高分子材质膜截然不同.运用扫描电镜(SEM)图像解析方法描述纤维化的PTFE分子和相互连接的PTFE积聚分子结点,膜的孔性能分别以数字量化的参数: LF、WF、LN、WN、AN表示.测试结果与一般微孔滤膜常用泡压滤速法测定表示孔性能的表观密度和孔隙率有对应关系,说明SEM图像解析可作为表征e PTFE膜孔结构的方法之一.此外,图像解析还可显示原料PTFE分子量和机械操作中的拉伸比对生产的e PTFE膜孔结构的影响.     

100-keV质子在聚碳酸酯微孔膜中传输的动态演化过程

本工作测量了100 keV质子穿过倾角为+1°的聚碳酸酯(PC)纳米微孔膜后, 出射粒子电荷态、位置的分布以及相对穿透率随时间的演化. 实验发现, 100 keV(E/q约为100 kV)质子穿过绝缘纳米微孔的物理机理与keV能区的导向过程有根本的不同. 在实验测量初期, 微孔内部无电荷沉积, 质子主要通过在微孔内表面以下的多次随机二体碰撞过程为主要传输机理; 而当充放电平衡后, 微孔内部有明显的电荷斑, 主要传输机理为电荷斑辅助的表面以上(或近表面)的镜面散射行为. 这一物理图像使质子穿过微孔的物理认识更加深入和完整, 也将促进百千电子伏质子微束的应用.     

毛发的形态结构及其拉伸性能

比较4类毛发的形态结构,测量7种毛发的直径、伸长率及杨氏弹性模量.实验表明鳞片状毛发具有优良的拉伸性能,毛发的不同形态结构在很大程度上影响其拉伸性能.     

梯度密度皮层不对称BCA膜的形态结构及其透气性的研究

本文报道了用干／湿相转换方法制得了具有梯度密皮层的不对称ＢＡＣ膜。从膜截面的扫描电镜观察和气体渗透性测定，证明不同形态结构的膜及其气体渗透性能是与由ＢＣＡ聚合物、溶剂及不同致孔剂组成的铸膜液有关；并发现以紧密而孔径小的闭口空胞组成的过渡层对不对称膜的气体分离有利。这样有效地摆脱了气体分离膜在渗透性与选择性之间相互依存的关系。     

20 keV质子在聚碳酸酯微孔膜中传输的动态演化过程

测量了20 ke V质子穿过倾斜角为+1?的聚碳酸酯微孔膜后,出射粒子的位置分布、相对穿透率以及电荷纯度随时间的演化.实验发现,能量电荷比E/q≈10~1k V的质子穿过绝缘纳米微孔的物理机理与E/q≈10~0k V和E/q≈10~2k V区域离子有显著不同.对于E/q≈10~1k V的质子穿过绝缘纳米微孔,存在一段相当长的导向建立之前(导向前)的过程,在该时期内出射质子及氢原子的特性和导向建立后的特性有很大差异.在导向前的演化过程中,我们可以观察到出射质子的峰位逐渐向孔轴向附近转移;出射氢原子由束流方向的尖峰以及孔轴向的主峰构成,峰位角保持基本不变且尖峰逐渐消失.这一过程的主要机理为微孔内表面以下的多次随机二体碰撞和近表面镜面反射两种传输方式逐步向电荷斑约束下的"导向效应"过渡的过程.对E/q≈10~1k V区间离子"导向前过程"的完整观测,使得对低能向中能过渡区间离子穿过绝缘微孔膜物理机制和图像有更深入和完整的认识,有助于约10 ke V离子微束的精确控制和应用.     

Al_2O_3微孔膜对60keV O~+离子的“导向”效应

在不同入射角度条件下,研究了60keV的O+离子入射孔径分别为50nm和30nm,厚度为10μmAl2O3微孔膜的角分布.实验结果表明离子透射微孔膜时发生了导向效应,随着入射角度的增大,透射于孔径大的微孔膜离子计数下降比较快,透射于孔径小的微孔膜离子计数下降比较缓慢.建立了一个初步的理论模型,对以上现象给出了较好的解释.     

30 keV He~(2+)在不同倾斜角度的聚碳酸酯微孔膜中的传输过程

本文测量了30 keV的He~(2+)入射倾斜角度分别为-0.5~?,-1~?,-1.5~?和-2.5~?的聚碳酸酯纳米微孔膜后,出射粒子角度分布、电荷态分布以及相对穿透率随时间的演化.当微孔膜倾斜角度在-0.5~?,-1~?和-1.5~?时,出射的He~(2+)离子始终保持在入射束流方向,出射的He~0原子出射方向由微孔孔道方向逐渐转移到入射束流方向,在实验过程中观测到明显的电荷交换,这一现象与之前发现的导向效应不同,微孔内部沉积的电荷斑和微孔内表面原子的短程集体散射作用,克服入射离子的横向动量,使入射离子在微孔内表面以上以类似镜面掠射的方式出射,并发生时间演化效应,主要传输机制为电荷斑辅助的表面以上的类似镜面掠射行为.而当倾斜角度在-2.5~?时,出射的He~(2+)离子始终保持在入射束流方向,出射的He~0原子始终保持在微孔孔道方向,沉积的电荷斑很难克服入射离子的横向动量,没有时间演化效应,主要传输机制为微孔内表面以下的多次随机非弹性碰撞过程.这一物理图像使中能离子入射不同倾斜角度的微孔膜物理认识更加深入和完整.     

同步辐射SAXS技术在TATB含能材料微孔结构研究中的初步应用

TATB含能材料的微结构对该材料的感度等有明显的影响,因而对于材料的安全性有着特别重要的意义.小角X射线散射(SAXS)技术是一种分析物质微观结构的重要手段,应用SAXS分析技术可以获取材料中几纳米到几百纳米尺度范围的亚微结构信息.利用同步辐射作为X射线源对TATB钝感炸药进行了小角散射实验测量,获得了SAXS测量谱.对实验谱数据进行处理,可得到样品材料的颗粒分布及内部微孔大小等微结构参数.     

C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜)热处理的形态及结构分析

用直流辉光溅射＋真空镀膜法制备了一种新型结构的硅基纳米发光材料－C（膜）／Si（SiO2)(纳米微粒）／C（膜）夹层膜,并对其进行了退火处理,用TEM,SEM,XRD和XPS对其进行了形态结构分析,TEM观察表明：Si(SiO2)纳米微粒基本呈球形,粒径在30nm左右,SEM观察表明：夹层膜样品总厚度约为50um ,膜表面比较平整,致密,400度退火后,样品表面变得凹凸不平,出现孔状结构;650度退火后,样品表面最平整,致密且颗粒均匀,XRD分析表明：制备出的夹层膜主要由SiO2和Si 组成,在C原子的还原作用和氧气的化作用的共同作用下,SiO2和Si含量随加热温度的升高而呈现交替变化;400度时,C的还原作用占主导地位,SiO2几乎全部被还原成了Si,此时Si含量最高;400－650度时,氧化作用占主导地位,Si又被氧化成SiO2,Si 含量降低,SiO含量逐渐上升,在650度达到最高,XS分析表明：在加热过程中,C原子逐渐扩散进入Si(SiO2)_微粒层,在650度与Si反应生成了新的SiC。     

膜蒸馏系统中热容腔结构参数优化的试验研究

旋转入流方式冲刷膜面的膜组件结构是可以调节的,本文应用正交试验设计方法进行试验设计,通过PⅣ试验确定了最佳结构参数。为了考察对膜面的冲刷效果,计算得到流场平面上每一个点的切向速度和径向速度。分析表明,在结构一定时,随着流量的增加,切向速度增大,有效冲刷面积增大,可以更好地破坏温度极化和浓度极化。从试验结果中选择了切向速度均值较大的29~35组,在鸭嘴体入口速度0.303 m/s时,非常直观地分析出第32组是最优结构。结论为膜组件结构的优化和系统效率的提高提供了依据。     

超分散剂在莠去津颗粒表面吸附的XPS和SEM分析

用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)研究了聚羧酸型梳状共聚物超分散剂吸附于莠去津颗粒样品表面的电子状态,计算了吸附厚度。结果表明,吸附分散剂后,莠去津颗粒界面的N(1s)和Cl(2p)谱峰强度明显减弱,Cl(2s)几乎消失,C(1s),O(1s)和Na(1s)谱峰强度则明显增强,这主要是分散剂中C,O和Na的贡献,且吸附分散剂后能在莠去津颗粒界面形成良好的吸附保护膜,其厚度约为24 nm。用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)研究了样品表面形貌,研究发现吸附分散剂后莠去津颗粒变小、分布有序,使莠去津在水中能够获得稳定的悬浮性能。本文研究结果为莠去津环保剂型悬浮剂的应用提供了重要信息。     

基于SEM与XPS对焦炉上升管内壁结焦炭层织构的研究

以焦炉上升管内壁结焦炭层为研究对象,采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）研究各结焦炭层的微观形貌、元素组成及键合状态,分析结焦炭层织构形成及演化规律。SEM研究表明,焦炉上升管内壁各结焦炭层形貌呈现较大的差异性,1#结焦炭层呈现0.1～1.0 μm颗粒化炭颗粒松散堆叠的多孔结构, 2#和3#结焦炭层呈现粒径为 1.0～3.0 μm 的炭颗粒堆积形貌且致密性有所提高,4#结焦炭层呈现大量花纹状致密结构。以上现象可说明结焦炭层的形成过程为：首先由荒煤气中多环芳烃形成0.1～1.0 μm的颗粒状初级炭层,颗粒状初级炭层在荒煤气粉尘中金属元素（如Fe）的催化作用下相互反应,形成更为致密的1.0～3.0 μm的中级炭层结构,中级炭层在高温条件下进一步形成致密的终级炭层结构。XPS分析表明,1#-4#结焦炭层含C量分别为91.78%,91.95%,92.74%和94.01%,含O量分别为5.58%,5.42%,4.39%和2.86%,C/O比分别为16.45,16.96,21.12和32.87,说明在炭层结构变化的同时,炭层中含氧基团在高温及粉尘中金属元素（如Fe）作用下发生脱除反应,使得炭层中宏观C/O比逐渐升高。在此基础上,通过对C元素键合状态分峰发现,1#-4#结焦炭层中C-C/C-H结构含量分别为80.42%,78.00%,75.50%和81.29%,C-O/C-N结构含量分别为10.22%,11.93%,13.54%和9.35%,C═O/C═N结构含量分别为9.36%,10.07%,10.96%和9.36%。O元素键合状态分峰发现,1#-4#结焦炭层中═O结构含量分别为20.40%,22.21%,19.93%,18.36%,-O-结构含量分别为24.60%,27.80%,31.35%,37.82%,O₂/H₂O结构含量分别为55.00%,49.99%,48.72%和43.82%。以上现象说明结焦炭层上发生如下化学变化：初级炭层中多孔结构会吸附荒煤气中的氧气（O₂）和水分子（H₂O）在高温条件下对炭层进行氧化。脱除反应和氧化反应使得炭层中O元素在微观键合状态发生明显改变,最终使得炭层中O₂/H₂O和═O结构含量降低,-O-结构含量升高。以上研究揭示了荒煤气上升管结焦炭层织构形成及演化机制,为解决焦炉荒煤气上升管内壁结焦问题,提高换热器效能,降低焦化企业能耗提供了实验基础和理论依据。     

基于XRD和SEM的含碳微细粒金矿氧化焙烧机理研究

含碳微细粒金矿是世界难处理金矿主要类型,且储量巨大,矿石中的有机碳、石墨碳能吸附溶液中的金氰络合物,因而含碳金矿在浸出之前需进行预处理。氧化焙烧是应用时间最长、可靠性和适应性最好的预处理工艺,已经成功的用于生产实践。针对传统氧化焙烧法存在生产成本高,收尘系统复杂等不足,近年来国内外学者在焙烧工艺和设备方面进行了大量的研究工作,取得了丰硕的研究成果,为氧化焙烧技术的发展注入了新的活力。但关于焙烧理论方面的研究较少,研究方法也比较单一,尤其是对于焙烧过程的相关理论研究比较薄弱,这在一定程度上影响了氧化焙烧技术的发展。焙烧时间是影响焙烧效果的关键因素,决定化学反应进度及物相变化程度。在不同时间条件下(焙烧温度650 ℃),对含碳微细粒金矿石进行焙烧-浸出试验,首次采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和孔结构分析等手段对含碳金矿及焙砂进行分析表征,进而揭示氧化焙烧过程中碳质物的氧化、矿石晶体结构变化、物相变化等对金浸出效果的影响机理。工艺矿物学研究表明： 矿石中主要矿物有石英、白云石、方解石、绢云母、高岭石、黄铁矿和石墨等;矿石中自然金粒度微细,以5～10 μm粒级为主,部分微粒自然金被石英、碳质组成的碎屑包裹;碳质(有机碳和石墨碳)含量高、粒度细,且与脉石矿物紧密共生。焙烧-浸出试验结果表明： 原矿直接浸出时,金浸出率仅为12.50%,碳质的“劫金”作用显著;随着焙烧时间的增加,金的浸出率先逐渐增大后变化平稳,焙烧时间为2 h时,金浸出率最高;当焙烧时间为1 h 时,绢云母发生了脱羟基变化,高岭石分解生成蒙脱石,黄铁矿氧化为赤铁矿,碳质(有机碳和石墨碳)氧化且产生CO₂,但未完全氧化,此时焙砂中石英的d₁₀₀和d₁₀₁值以及平均孔径较小,不利于浸出剂的扩散,导致金浸出率仅为58.09%;当焙烧时间为1.5 h 时,白云石开始分解,碳质已完全燃烧,产生的CO₂使微孔数量增多,有利于浸出剂的扩散,此时金浸出率增加到73.34%;当焙烧时间为2 h时,白云石分解较完全,焙砂中有MgO生成,此时焙砂中石英的d₁₀₁值达到最大值(4.255 03 nm),焙砂松散密度变大且孔容和平均孔径达到最大值,分别为0.009 954 cm3·g-1和6.640 80 nm,焙砂中产生的微孔最多,增加了浸出剂的扩散通道,有利于金的浸出,金浸出率也达到了最大值(91.28%);当焙烧时间为3 h时,焙砂表面生成Ca₂SiO₄和CaSO₄等在高温时易形成低熔点物质,发生微弱的烧结现象,导致颗粒内部的微孔被填充、闭合,微孔减少,孔容和平均孔径降低,内部结构变得致密,不利于浸出剂的扩散,同时造成金的浸出率下降。     

共聚聚醚酯酰胺的多重转变及其相态结构

以自行合成的N ,N’ 双 (对甲酯基苯甲酰 )丁二胺 (T4T)为硬段 ,市售平均分子质量为 10 0 0的聚氧丁撑(PTMO10 0 0 )和 1,5 戊二醇 (PDO)的混合体系为软段 ,制备出了PTMO10 0 0 /PDO不同摩尔比的一系列共聚聚醚酯酰胺(T4T PTMO10 0 0 /PDO) .应用H1 NMR分析了单体T4T的化学组成及纯度 ,用差示扫描量热法 (DSC)、动态力学分析(DMA)研究了共聚物的熔融转变及玻璃化转变 ,发现当PDO含量超过 40 %摩尔分数时 ,共聚物显示出两个玻璃化转变和两个熔融转变 ,并且两个玻璃化转变温度均不随组成的改变而变化 ,而熔点则随PDO含量的增加而逐渐提高 .由此认为 ,共聚物中存在两个完全分离的无定形相区和两个具有不同结晶结构的结晶相区 .另外 ,推断有一些PDO链以邻近折叠 (adjacentre entry)的形态位于结晶相的边缘     

家猫针毛的形态研究和X射线能谱元素分析

本文对家猫针毛的形态结构进行了扫描电镜（ＳＥＭ）观察,并且利用Ｘ射线能谱仪（ＥＤＡＸ）分别为鳞片层、皮质层和髓质层进行了元素分析。结果表明：家猫针毛具有特殊的形态结构,针毛纤维各层间所含元素有明显区别。可为家猫针毛的性能研究及鉴别提供依据。     

Pattern Structure of Deterministic Displacement in Random Porous Media with Dispersion Effect

A new model-model of random porous mediz degradation via several fluid displacing,freezing,and thawing cycles is introduced and investigated in this paper.The fluid transport is based on the deterministic method with dispersion effect.The result shows that the topology and the geometry of the porous media have a strong effect on displacement processes.The cluster size of viscous fingering (VF) pattern in percolation cluster increases with the increase of iteration parameter n.When iteration parameter n≥10,VF pattern does not change with n.We find that the displacement fluid forms trapping regions in random porous media with dispersion effect.And the trapping regions will expand with the increasing of the iteration parameter n.When r (throat size)→1 and n≥5,the peak value of the distribution Nmat(r) increases as n increases,where Nmat(r) is the normalized distribution of throat sizes after different displacement-damages but before freezing.The peak value of the distribution Ninv(r) reaches a maximum when n≥10 and r=1,where Ninv(r) is the normalized distribution of the size of invaded throat.This result is different from invasion percolation.It is found that the sweep efficiency E increases along with the increasing of iteration parameter n and decreases with the network size L,and E has a minimum as L increases to the maximum size of lattice.The VF pattern in percolation cluster has one frozen zone and one active zone.     

Preparation of Symmetric Network PVDF Membranes for Protein Adsorption via Vapor-Induced Phase Separation

Symmetric network poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membranes without a dense skin layer were prepared by vapor-induced phase separation from a PVDF/N,N-dimethylacetamide (DMAc)/water system. The effects of evaporation atmosphere, temperature, and humidity during the preparation of the membranes on their morphologies were investigated by scanning electron microscope (SEM). With low temperature and high humidity, the polymer crystallization mechanism dominated the membrane formation process, and the casting solution formed membranes with symmetric morphologies in the vapor phase containing 0.79% DMAc. The effect of additives on the membrane structure and performance was also investigated. The results of adsorption experiments showed that the binding capacity of bovine serum albumin (BSA) increased with the appearance of a circular network morphology and the decrease of mean pore size of the membrane. With the addition of LiCl to the casting solution, the obtained membrane can adsorb BSA up to 150 μg/cm². Proteins on sodium dodecyl sulfate (SDS) polyacrylamide gel electrophoresis gels were successfully electro-blotted onto these PVDF membranes. Compared with commercial membranes, the PVDF membranes prepared in this work were more suitable for protein blotting.     

随机四参数法生成多孔介质及渗流模拟

本文基于多孔介质内流动的广泛应用背景,模拟了多孔介质渗流.采用随机四参数生长法生成了多孔介质模型,并对模型中的微小固相进行了过滤处理,将随机四参数生长法生成的多孔介质结合格子玻尔兹曼方法D2Q9模型模拟了压力驱动的多孔介质中的渗流.通过将模拟结果与著名的CK理论公式的计算结果进行比较,发现在孔隙率高时误差较小(cp=0...     

基于高光谱图像的玉米种子特征提取与识别

玉米种子的形态特征是玉米品种识别的重要因素之一.采用高光谱成像系统获取9个品种共432粒玉米种子的高光谱反射图像,对图像进行校正和预处理,提取每个样本在563.6~911.4 nm共55个波段范围内的形状特征.分别利用单波段、多波段和全波段下的玉米种子形状特征结合偏最小二乘判别法进行模型分类.结果显示,全波段范围内训练集和测试集的平均正确识别率达到98.31%和93.98%,均优于多波段和单波段的正确识别率.研究表明,该方法能充分利用高光谱图像中可见光和近红外区域的有效特征信息,较准确地鉴别玉米品种,为玉米品种的自动识别领域提供了一种新方法.