莫来石的低温合成与结构研究

通过在高岭土中引入质量分数为1%～5%的钒以后,在700℃左右的较低温度下观察到莫来石相的生成,并结合酸、碱抽提反应过程制得较纯的莫来石.进一步研究了低温莫来石点阵参数的测定方法,发现低温钒-莫来石的晶胞体积比常规的高温莫来石大,表明钒进入了莫来石的骨架结构.另外,低温莫来石的形成动力学可表述为钒-高岭石低温共熔体迁移过程.     

四硼酸铅晶体生长及特性研究

本文采用熔体法生长出四硼酸铅透明大单晶,最大尺寸为54mm×46mm×10mm.对它的结晶学特性进行了研究,晶体形态为沿a-c晶面延伸的厚板状;晶体的质量与生长时引晶方向有关,当(010)晶面平行于液面时,晶体生长均匀,缺陷减少.该晶体的莫氏硬度为8～8.5,化学性能稳定.晶体生长时无挥发物产生,因而减少其对环境的污染.本文测试了PbB4O7晶体的熔点、透光性、热扩散物理性质,并首次定性测试了它的非线性光学性能,其倍频信号强度与KDP相当.     

The effect of two-dimensional of a crystal interface in shear flow on the stability a supercooled melt

A model is developed based on the time-related thermal diffusion equations to investigate the effects of twodimensional shear flow on the stability of a crystal interface in the supercooled melt of a pure substance. Similar to the three-dimensional shear flow as described in our previous paper, the two-dimensional shear flow can also be found to reduce the growth rate of perturbation amplitude. However, compared with the case of the Laplace equation for a steady-state thermal diffusion field, due to the existence of time partial derivatives of the temperature fields in the diffusion equation the absolute value of the gradients of the temperature fields increases, therefore destabilizing the interface. The circular interface is more unstable than in the case of Laplace equation without time partial derivatives. The critical stability radius of the crystal interface increases with shearing rate increasing. The stability effect of shear flow decreases remarkably with the increase of melt undercooling.     

外加磁场对熔融半导体CZ法拉晶过程中流动场影响的数值计算

数值分析结果表明,外加磁场可以改变熔融半导体中的流型,几千高斯的磁场可以显著地减小熔体的流动,但对温度场影响不大。     

变阻流区厚度的T型模具流道设计方法

热塑性塑料片材或流涎膜常用T型模具挤出成型,采用等歧管半径和等阻流区厚度的流道结构时,通常采用增加歧管半径或减小阻流区厚度的方法提高熔体出口流率沿流道宽度方向的均匀性,前者有利于降低挤出压力,但熔体停留时间显著增加,而后者有利于降低熔体停留时间,但挤出压力急剧增大。基于对流道中熔体流动的分析,采用沿流道宽度方向减小歧管半径的结构减小熔体停留时间,沿流道宽度方向增加阻流区厚度的结构降低挤出压力,在满足沿流道宽度方向熔体出口流率均匀的条件下,利用流变学理论推导了阻流区厚度沿流道宽度方向变化的微分方程,对该方程进行数值求解并拟合可得到阻流区厚度。与等歧管半径和等阻流区厚度的流道相比,变歧管半径和变阻流区厚度的流道可以显著降低挤出压力和熔体停留时间。同时,通过对歧管尺寸和形状的设计,在不显著增加挤出压力的情况下能够显著降低熔体停留时间,而通过阻流区长度和厚度的设计,在不增加熔体停留时间的情况下调整挤出压力以适应不同的成型要求。     

Numerical Modelling of Velocity and Temperature Distributions of the Buoyancy Convection Effect in KNbO3 Melt

Numerical Modelling of velocity and temperature fields in high-temperature KNbO3 melt of a loop-shaped Pt wire heater is carried out by using the commercial computational code ANSYS for the mathematical solution of the governing equations.Based on the experimental boundary conditions and the Boussinesq approximation,the numerical modelling of a steady and two-dimensional model is applied to study the process under consideration of the buoyancy-driven convection condition.The result is compared with the previous experimental and theoretical data obtained in our laboratory,and the former is in agreement with the latter.Thus a theoretical guide for reasonable growth conditions is provided by studying in depth the real fluid flow effects in the crystal growth from the melt.     

Na_2Si_2O_5·xFe_2O_3玻璃和熔体的Raman光谱研究

通过溶胶 凝胶法制取了Na2Si2O5·xFe2O3(x=1,3,5%)玻璃,其玻璃和熔体的Raman谱图表明随铁含量的增加920cm-1谱峰明显增强,而1000cm-1附近则出现一个小的尖峰。讨论了引起这些谱峰变化的原因。     

聚碳酸酯熔体在氮气环境中的增黏效应及其机理研究

双酚A型聚碳酸酯(PC)在高温加工过程中容易降解, 表现为黄变和黏度逐渐下降. 本文研究结果表明, 某些PC在N₂气保护下有可能出现熔体增黏效应. 借助动态流变实验研究了7种PC的熔体增黏行为, 利用高效液相色谱(HPLC)和核磁共振波谱(NMR)分析了分子结构演变规律. 结果表明, 与光气法PC熔体黏度先下降后缓慢上升不同, 酯交换法PC熔体随着检测时间的延长黏度上升, 熔体强度增大, 出现更严重的剪切变稀现象. 分子结构表征证实, 在无氧条件下PC分子链发生了支化或交联反应, 形成了高分子量凝胶物. 酯交换法PC在高温下的凝胶化速度比光气法PC高, 导致低频区出现较高的剪切黏度. 我们推测, 端羟基含量可能是造成不同PC凝胶化差异的主要因素.     

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。     

基于相形态的微孔发泡PP/POE共混物泡孔结构调控

采用挤出共混制备3种不同相形态的厚壁聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)共混物样品,并对样品在110℃发泡温度下进行高压釜发泡.利用共混物相形态以及两相黏弹性和超临界二氧化碳溶解度的差异,有效地调控厚壁样品内泡孔的形状、分布和尺寸等,获得了3种典型的泡孔结构.分散相呈椭球状液滴的80/20 PP/POE共混物发泡后泡孔呈椭球状,且两者具有相同数量级的平均直径和密度;分散相呈长纤维状的80/20共混物发泡后泡孔呈长孔状,两者的平均直径较为接近.呈部分共连续相结构的60/40共混物发泡后形成了具有较高连通度的开孔结构.进一步地,通过改变发泡温度,获得了更接近共混物中液滴状分散相平均直径和密度的近似球状的泡孔以及具有更高连通度的开孔结构.