垂直入射弹性波在压电体单侧接触界面上的传播特性

弹性波与压电材料接触界面的相互作用问题是工程应用中常见而复杂的问题,入射波足够强会引起界面出现滑移和分离,但滑移和分离的边界未知,边界条件具有非线性特性。通过Fourier分析,将混合边值问题的求解转化为非线性代数方程,利用软件通过迭代修正的方法进行了求解;给出3种状态边界的求解,分析入射波强度、外加应力及电场对界面状态的影响,并对高频谐波的特性进行分析,通过实例对理论推导进行验证,结果显示:入射波强度、外加荷载和电场的大小及摩擦因数均会影响到界面,通过改变这些条件可以控制界面状态,另外检测高频谐波的信号也可以反映界面状态。     

新型萘/苝酰亚胺取代丁二炔衍生物的合成及拓扑聚合

经5步反应制备了萘/苝酰亚胺取代的端炔和碘炔单体, 通过Sonagashira偶联反应合成了2个新型对称丁二炔单体浅黄色粉末2-[4-(4-{4-[7-(庚-3-基)-1,3,6,8-四氧亚基-1,2,3,6,7,8-六氢异喹啉并[6,5,4-def]异喹啉-2-基]苯基}丁-1,3-二炔基)苯基]-7-(辛-4-基)-1,2,3,6,7,8-六氢异喹啉并[6,5,4-def]异喹啉-1,3,6,8-四酮(diNDI)和暗红色粉末2-[4-(4-{4-[1,3,8,10-四氧亚基-9-(二十三烷-12-基)-1,2,3,8,9,10-六氢异喹啉并[6',5',4':9,1,2]蒽并[6,5,10-def]异喹啉-2-基]苯基}丁-1,3-二炔基)苯基]-9-(二十三烷-12-基)-1,2,3,8,9,10-六氢异喹啉并[6',5',4':9,1,2]蒽并 [6,5,10-def]异喹啉-1,3,8,10-四酮(diPDI), 产率分别达60%和70%. 由于NDI和PDI基元的强吸电子作用, diNDI和diPDI表现较低的最低未占分子轨道(LUMO)能级, 分别为?3.80和?3.70 eV. 单晶数据表明, 萘酰亚胺基元的分子间氢键及π-π作用对diNDI分子堆积结构起主导作用, diNDI呈层状堆积模式. 由差示扫描量热(DSC)实验结果可知, diNDI丁二炔经加热可发生固态聚合. 加热条件下diNDI的紫外-可见吸收光谱及原位拉曼光谱特征峰以及在波长532 nm激光强度为10%的辐照条件下原位拉曼光谱特征峰的变化均表明diNDI微纳晶发生了非常规的1,4-加成聚合, 并且新生成的共轭主链是无序的, 同时发现激光辐照条件下更易促进聚合反应.     

智能手机陀螺仪传感器测量转动惯量研究

利用智能手机中的微机电陀螺仪传感器采集刚性物体绕定轴转动的角速度,辅以AndroSensor手机软件进行实时记录,并利用Matlab对数据进行处理,从而精确地计算出刚体的转动惯量。本方法测量的数据与传统的光电门实验方法相比精度更高,更接近理论计算结果,且实验无需复杂的仪器支持,方便快捷,而且可以很方便地扩展到非规则刚体转动惯量的测量。本方法为刚体转动惯量的测量提供一个新的选择,为充分利用智能手机中的各种传感器参与传统物理实验提供一个新思路。     

关注学生核心素养 体验创新科学实验——以“流体压强”实验改进为例

以初中物理“流体压强”为例,利用改进的“液体压强与流速演示器”“气体压强与流速演示器”以及“探究飞机升力演示仪”呈现更加鲜明的实验现象,同时结合自制“流速演示仪”从直观现象入手,打破了以往教学的局限性,让学生亲历探究过程,体验有利于培养核心素养的创新科学实验,有效地落实了国家提出的核心素养发展要求.     

弹性波作用下压电体摩擦接触界面滑移特性分析

弹性波与压电体摩擦接触界面相互作用会引起界面滑移或分离,滑移和分离位置的分布与外加压力、剪力、电场及入射波的条件有关。应用Fourier分析及matlab软件给出了滑移范围的解,给出了粘着、滑移或分离的判定条件,通过算例分析了滑移和分离出现的影响因素和条件,为工程应用提供了理论依据。     

各向异性压电介质摩擦接触界面波动特性分析

应用Fourier(傅立叶)分析及奇异积分方程技术研究了弹性波与一般压电介质单侧接触界面的相互作用问题.以界面只产生滑移不分离的情况为例,分析了问题的求解思路和过程,给出了弹性波引起界面滑移或分离的条件.以六角晶系极化碳酸钡陶瓷材料和三角晶系石英材料为例,分析了不同材料摩擦接触界面对弹性波入射的不同反应,给出了不同的入射角及不同的外加压力和电场对界面的影响特性.界面产生滑移和分离时,问题的边界条件具有非线性,导致高频谐波出现,以石英材料为例分析了高频成分随外加条件的变化特性.     

垂直入射弹性波在一般各向异性压电材料单侧接触界面上的传播

弹性波垂直于压电材料摩擦接触界面入射会引起界面局部滑移或分离,导致问题具有边界非线性。应用傅里叶分析技术将问题的求解转化为一组代数方程,通过迭代-修正的方法确定粘着、滑移、分离区的分布位置,给出了各种状态产生的条件及规律。由于边界非线性导致波形畸变并诱发高频谐波,对某些各向异性压电材料,在某些条件下单一入射波遇到界面产生再极化,导致耦合P波及SV波产生,文中给出了高频谐波解及波形极化的产生条件。外加荷载和外加电场通过机电耦合效应对界面产生影响,通过实例分析,给出了外加作用力和电场对一般各向异性材料的影响规律,并分析了因为材料常数不同而引起的影响规律的不同。     

基于CTAC改性活性炭膜包用于水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附去除及其再生性研究

使用多孔聚丙烯膜包覆阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）改性活性炭,制成CTAC改性活性炭聚丙烯信封式膜包,用于吸附去除水中的Cr(Ⅵ),并考察了膜包材料的再生性。采用扫描电镜和红外光谱表征分别对CTAC改性活性炭进行了形貌和结构表征,考察了CTAC改性后国药粉末活性炭膜包在海水、湖水、自来水3种实际水样中的去除效果,去除率为88.5%～97.5%,相对标准偏差为0.25%～1.9%。采用NaOH溶液解吸,膜包在3次重复利用后,对Cr(Ⅵ)的平均去除率可达91.2%,在5次重复利用后,对Cr(Ⅵ)的平均去除率可达65.4%,仍有较好的去除效果。该CTAC改性结合膜包的方法有望为含铬废水治理提供普适性的吸附材料和方法。