Metastable Phase Separation and Concomitant Solute Redistribution of Liquid Fe-Cu-Sn Ternary Alloy

Liquid Fe-Cu-Sn ternary alloys with lower Sn contents are usually assumed to display a peritectic-type solidification process under equilibrium condition. Here we show that liquid Fe47.5Cu47.5Sn5 ternary alloy exhibits a metastable immiscibility gap in the undercooling range of 51-329 K （0.19TL）. Macroscopic phase separation occurs once undercooling exceeds 196 K and causes the formation of a floating Fe-rich zone and a descending Cu-rich zone. Solute redistribution induces the depletion of Sn concentration in the Fe-rich zone and its enrichment in the Cu-rich zone. The primary Fe phase grows dendritically and its growth velocity increases with undercooling until the appearance of notable macrosegregation, but will decrease if undercooling further increases beyond 236 K. The microsegregation degrees of both solutes in Fe and Cu phases vary only slightly with undercooling.     

电流变液态光栅实验研究

利用电流变液在电场作用下可以形成周期性链状结构的性质，在实验上制作了电流变液态光栅。搭建了产生均匀、细小激光光束的光路装置，调制了均匀、浓度适当的电流变液，并以此为材料在电场作用下形成了电流变液态光栅。利用电流变液态光栅，观察到了标准的光栅衍射现象。测量了电流变液态光栅的光栅常数、衍射条纹间距等实验数据，分析处理，总结了数据。为了验证流体光栅的物理性质，进一步做了液态光栅和传统固态光栅的对比实验，发现两者的对比度十分良好。     

液态金属原位引发制备半互穿网络水凝胶构建低污染电化学传感界面

复杂组分在传感界面的非特异性吸附会严重影响传感器的灵敏度与准确度。虽然构建致密的亲水性抗污涂层能够抑制表面非特异性吸附,但是其绝缘性又会显著增大传感界面阻抗,严重削弱响应电流。因此,如何兼顾传感界面抗污性与导电性,构建灵敏的传感基底是电化学免疫传感器目前急需解决的关键问题。为此,利用镓化铟液态金属（Liquid Metal, LM）原位引发乙烯基吡咯烷酮（N-vinylprrolidone, NVP）聚合,同时利用壳聚糖（Chitosan, CS）与聚乙烯基吡咯烷酮（poly（N-vinylprrolidone）, pNVP）之间强烈的氢键结合作用,再分步交联成功获得一种半互穿网络水凝胶传感界面,并以此构建电化学免疫传感器。研究表明,所构建的传感器能够对胃动素实现灵敏检测,线性范围为10 pg/mL~10 μg/mL,检测限为6.91 pg/mL（S/N=3）,并且在5%的血清样品中检测结果不受影响。此外,所构建的免疫传感器也显示出优异的重复性、稳定性和选择性。以上结果成功证明了基于液态金属纳米复合凝胶作为电化学传感基底的可行性,也为其它电化学免疫传感器的构建提供重要的借鉴意义。     

不同冷速对金属铜Cu凝固过程中微观团簇结构演变影响的模拟研究

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen（Q-SC）多体势对由5万个液态金属铜（Cu）原子构成的系统在三个不同冷却速率下的凝固过程中微观团簇结构转变的影响进行了模拟研究．运用双体分布函数、Honeycutt-Andersen（HA）键型指数法、原子团类型指数法（CTIM-2）和可视化分析等方法,对凝固过程中微观团簇结构的演变特性进行了分析研究.结果发现：由非晶体向晶体转变的临界速度约为1.0×1013K/s,在此冷速下系统形成非晶体和晶体以一定比例并存的混合结构;在冷速为1.0×1014K/s冷却时系统形成以1551、1541、1532、1431键型为主的非晶体结构,非晶转化温度约为673K;在以4.0×1012K/s速度冷却时,系统从673K就开始结晶,并形成以1421和1422二种键型或由这二种键型构成的面心立方（FCC）（12 0 0 0 12 0）和六角立方（HCP）（12 0 0 0 6 6）基本原子团为主的晶体结构,尤其是由1421键型构成的面心立方（12 0 0 0 12 0）基本原子团在晶体生长和微观团簇结构形成过程中占主导地位. 同时发现,冷速对金属Cu系统中的FCC结构和HCP结构的相对比例有显著的影响,冷速越低,FCC基本原子团以及由其构成的团簇结构越多。     

CuSn合金熔体结构转变及其动力学行为探索

迄今为止,人们对合金在液相线之上的熔体结构转变过程的认识仍不清晰. 本文运用电阻法、DSC热分析等实验手段,对CuSn60wt%二元合金熔体在升温及保温条件下的结构转变动力学过程进行了研究,并通过相变动力学理论探讨了转变过程的特征与微观物理机制. 分析表明：合金熔体中温度诱导的结构转变过程符合“形核-长大”类型,其动力学过程为自动催化转变模式,其中液相中新结构原子团簇的“形核率”为转变速率的主导控制因素.     

从液态阳光人工光合成淀粉

人工光合成是利用太阳能等可再生能源通过连续催化反应将水和二氧化碳转化为液态燃料的过程,是减少二氧化碳排放、实现绿色低碳发展的一种重要方法.人工光合成的目标产物不仅包括二氧化碳转化与利用得到的能源小分子,还包括淀粉和蛋白质等生物基大分子.在自然光合作用中,高等植物、绿藻和蓝细菌首先利用太阳能将水氧化放出氧气并产生还原型辅...     

非均匀磁场中自由表面液态射流的MHD稳定性分析

基于在液态金属实验回路上的实验,对非均匀磁场中液态金属射流的MHD稳定性进行了研究,建立了一个描述射流性能的简化模型。由此简化模型所得的结果与从实验获得的结果相比较表明,它们相当吻合,并发现在此液态金属射流中存在一个固有稳定性区域。     

绝缘壁通道上裂纹电极的MHD电位研究

本研究是在开展模拟涂层裂纹或未裂纹时的MHD压降实验研究时间时测量的裂纹电极间的MHD电位变化情况。实验段见文献（1）中的图1所示结构。用ΔV14、ΔV24分别表示余裂纹电极D1和D2与参考电极D4间实验测得的电位差,此外只选出具有一定代表性的电极间的电位差随雷诺数Re的关系曲线,即Re-Δ14和Re-ΔV24的实验曲线,其结果见图1－3所示。     

铁跟硫反应演示实验的一点改进

高一化学课本中,铁跟硫反应演示实验：把铁粉和硫粉的混合物装入试管,用铁夹把试管固定在铁架台上,试管口略向下倾斜,用酒精灯加热铁、硫混合物。