多元金属熔体黏度预报几何模型及分析比较

提出了三种基于热力学通用几何模型预报多元金属熔体黏度的数学模型. 推导了各预报模型的黏度计算公式. 用Ag-Au-Cu三元金属熔体黏度的实验数据对三种模型进行了验证和比较, 分析了各模型的优缺点、适用范围和基本要求, 讨论并推导了各模型在特定条件下的扩展应用. 在此基础上预报了Cu-Ag-Sn三元金属熔体的黏度, 各模型的预报结果基本一致, 实验测定了Cu-Ag-Sn的部分黏度值, 结果与预报值吻合较好.     

感应加热制备太阳能级铸造准单晶硅熔体流动行为研究

用专业晶体生长软件(CG-Sim)对制备太阳能级准单晶硅用真空感应铸锭炉的热场结构以及在熔炼过程中硅熔体的流动行为进行了研究.结果表明,熔体中电磁力是熔体流动的驱动力之一,并且感应线圈与熔体高度的比值(k)对熔体内电磁力的大小和分布具有很大的影响,当k值为1.2时,熔体内形成一个上下贯通的涡流,有利于杂质的挥发.同时,当感应线圈频率在3000～5000 Hz范围时,熔体对流强度较低,可以增加坩埚-熔体边界层的厚度,降低熔体中的氧含量.     

三硼酸铋晶体及其高温熔体结构的拉曼光谱研究

测量了BiB3O6晶体从常温到熔融态的拉曼光谱,考察了其温致结构变化和预测了熔体的结构基元。同时,采用量子化学从头计算和密度泛函理论对拉曼光谱进行了计算和结构分析。结果表明,随着温度的升高,对包含阳离子Bi的外部晶格和[BO3]3-硼氧三角形基团结构的温致结构影响有限,却有效地削弱了[BO4]5-硼氧四面体基团结构,其松弛度增加,稳定性变差,并在熔体结构中彻底消失。研究表明BiB3O6熔体主要以硼氧六元环[B6O12]6-的形式存在,阳离子Bi起电荷平衡作用,其氧配位数为3,有别于晶体中的6。     

高分子熔体和浓溶液流变性能的研究

基于多重缠结网络结构模型和高分子链上缠结点在流动中可进行动态解缠和再缠结的多重蠕动机理,用统计力学和动力学相结合的方法,分别计算出了缠结链组的末端距分布函数;处于缠结状态下高分子链构象统计分布函数;受力下聚合物熔体粘弹性形变自由能和解除外力下高分子挤出体可回复性粘弹性形变自由能,提出了高分子挤出体可回复形变的粘弹性分子理论。推导出的高分子熔体的回忆函数、简单剪切流下的本构方程和物料函数,并采用一种新的方法测定出物料的四种参数： η0、 GN0、 n′和 a。对于高分子挤出体,可回复性粘弹性形变由快速弹性形变和慢速粘弹性形变两者组成,当把两种形变量的复合结构参数－分子链的反式构象分数引入两种形变自由能表达式后,就从理论上得到了可回复形变量同挤出胀大比间的定量表达式,从而建立起一个具有分子链结构参数的新的挤出胀大比方程,可回复形变量同挤出条件（温度、挤出速率和量以及口模长径比不同的挤出机）和树脂结构特征（分子量及分布）的关系式以及在特殊情形下的简化表达式,并用几种高分子熔融体系的挤出胀大比和可回复性形变量的实验数据对理论进行验证,理论方程同实验数据较好的符合。     

磁场直拉硅原理的微观解释

本文从电磁相互作用基本原理出发,研究锗熔体在垂直磁场中粘度的变化、液态汞在水平磁场中粘度的变化和粘度随磁场强度变化的机理,将研究结果拓展到磁场直拉硅的生产中,根据直拉硅和磁场直拉硅生产过程中,硅熔体中硅原子或原子团的带电状态和运动状态,提出了磁场直拉硅原理的微观解释,外加磁场改变了带电硅粒子(带电的硅原子或原子团)的热对流状态,抑制了熔体中的热起伏,稳定了结晶前沿处熔体的流动状态,为晶体生长提供了稳定的条件.     

ZnCl＿2－尿素熔体的电化学研究

研究了温度、浓度对ＺｎＣｌ２－尿素熔体电导的影响,ＺｎＣｌ２－ＮａＣｌ－尿素熔体的电导率（１２５℃）可达３０ｍｓ·ｃｍ－１以上．用循环伏安曲线、恒电位电解及断电后的电位－时间曲线,研究尿素熔体中Ｚｎ２＋的电还原和锌在钛、铜电极上的电沉积．Ｚｎ２＋的电还原为一步可逆过程,锌沉积在铜电极上会形成ＣｕＺｎ５合金．Ｚｎ２＋在熔体中扩散系数为１．３×１０－６ｃｍ２·ｓ－１（１２５℃）     

聚乳酸成型加工过程中的熔体粘弹特性和结晶行为调控

聚乳酸(PLA)是目前合成生物可降解高分子材料中应用量最大的品种,可望逐渐部分取代聚烯烃而更广泛应用于各个领域。但PLA树脂结构决定的松弛特性导致其加工过程特殊的黏弹特性,使其熔体强度低、成型工艺特性不稳定并进而导致产品尺寸和性能不稳定。此外,PLA极低的结晶速率,使其在挤出和注射成型等较高冷却速率的实际加工条件下呈无定型态,进一步影响了其加工和使用性能。这些问题已成为PLA更大规模商品化应用的瓶颈。本文从通过调控PLA熔体加工过程的黏弹特性而提高其可加工性出发,综述近年来本课题组在PLA成型加工过程中熔体粘弹特性和结晶行为(结晶速率和结晶结构)调控方面的研究进展。     

受限状态聚合物熔体的分子动力学模拟

用粗粒化的分子动力学(MD)模拟方法从分子层次研究了受限于粗糙壁内的聚合物熔体的动力学性质. 结果表明, 对于链长较短的受限聚合物熔体体系, 随着膜厚的增加, 体系内部高分子链的松弛时间逐渐减少; 然而对于链长较长的受限体系, 聚合物链的松弛时间随着膜厚的增加先减少后增加. 推测这种由于链长的变化所引起的动力学性质的差异源自受限熔体内聚合物链聚集状态的改变, 并且通过考察交叠参数对这种改变进行了分析. 结果表明, 在膜厚增加的过程中, 决定受限状态高分子长链松弛机理的因素逐渐从受限效应转变成为链间的缠结效应.