液态金属汞在硅片表面的润湿行为研究

针对常温下的液体在固体表面的润湿行为研究。以液态金属汞为研究对象,采用真空等离子体刻蚀工艺制备不同表面形貌的硅片,研究不同硅片的润湿行为,并探究了液滴体积对润湿性的影响。利用金相电子显微镜、白光干涉三维形貌仪以及接触角测量仪分别对不同硅片的表面形貌、表面粗糙度以及润湿行为进行了测量与表征。结果表明:当液滴体积相同时,随硅片表面粗糙度Sa增大,接触角增大;当液滴体积为1μL,表面粗糙度为257.01μm时,测得静态接触角达到最大,为158.3°;而在同一形貌的硅片表面,当液滴体积由1增加到4μL时,硅片表面的接触角呈现逐渐减小的趋势,在致密的网状结构硅片表面,接触角减小的幅度最大,达到11.6°。为今后研究汞在不用材料表面的润湿行为具有一定的参考意义。     

液态金属汞在硅片表面的润湿行为研究北大核心CSCD

针对常温下的液体在固体表面的润湿行为研究。以液态金属汞为研究对象,采用真空等离子体刻蚀工艺制备不同表面形貌的硅片,研究不同硅片的润湿行为,并探究了液滴体积对润湿性的影响。利用金相电子显微镜、白光干涉三维形貌仪以及接触角测量仪分别对不同硅片的表面形貌、表面粗糙度以及润湿行为进行了测量与表征。结果表明:当液滴体积相同时,随硅片表面粗糙度Sa增大,接触角增大;当液滴体积为1μL,表面粗糙度为257.01μm时,测得静态接触角达到最大,为158.3°;而在同一形貌的硅片表面,当液滴体积由1增加到4μL时,硅片表面的接触角呈现逐渐减小的趋势,在致密的网状结构硅片表面,接触角减小的幅度最大,达到11.6°。为今后研究汞在不用材料表面的润湿行为具有一定的参考意义。     

烧结Al-Mg多孔介质的动态润湿特性研究

多孔介质的动态润湿特性是一个极具价值和挑战的研究命题,其包含表面铺展和内部渗透两方面。为更好地了解多孔介质的动态润湿特性,通过烧结制备了不同比例铝镁混合多孔介质,在此多孔介质上进行了液滴动态润湿可视化实验,并通过量纲分析法研究了表面铺展特征及铺展中直径与时间的关系。结果表明：铝镁多孔介质无论是否经过腐蚀,介质上的液滴铺展直径和时间都遵从幂函数规律,但依据烧结所用铝粉粒径不同和镁粉比例不同,氢氧化钠腐蚀作用对铺展过程产生两种相反影响。同时发现,当We数和Oh数较小时,液滴在铝镁混合多孔介质上存在二次铺展。第一次铺展时间较长,铺展后期存在短时间停滞现象,然后开始第二次铺展。第二次铺展时间较短,铺展速度有所减小。铺展完毕后,液滴开始收缩,直径减小。通过量纲分析发现液滴达到最大无量纲铺展直径的条件是惯性力为零而非毛细力与表面张力平衡,因此由经典的Lucas-Washburn’s方程得到的最大无量纲铺展直径与无量纲时间的关联式与实验结果偏差较大。经分析得到了更为符合实验规律的关联式：D～Kt^1/3。     

金属多孔介质泡沫自然对流换热实验研究

本文对饱和水-泡沫铜多孔介质在方腔内的自然对流换热进行了实验研究。讨论了孔隙率、孔隙密度及倾斜角度对多孔介质自然对流换热的影响。结果表明:自然对流换热随着孔隙率增大而减小。当孔隙率一定时,随着孔隙密度的增大,自然对流换热减小。Nu数随着加热功率的增大而增大,随着腔体倾斜角度的增大而减小。根据相似理论建立了以孔隙率、孔隙密度、倾斜角度为影响变量的换热准则关联式,且误差小于±7.5%。     

参数估计法测定多孔介质热湿迁移特性的实验研究

设计了基于参数估计法测定多孔介质热湿迁移特性的实验测试装置，在多孔介质局部含湿量和温度的实验测试数据基础上的波动通过参数估计算法得到了砂土的热湿迁移特必数据，此外，还对参数估计算法中的几个问题进行了分析探讨。     

多孔金属介质的力学性能及其参数依赖性研究

采用万能材料试验机(MTS)和扫描电子显微镜(SEM)对几种典型多孔泡沫铜的准静态力学特性及其微观特征进行研究。结果表明,材料的压缩过程为典型的三阶段形式:弹性段、平台段和密实段;其力学性能不但依赖相对密度,而且受平均孔径的影响。材料力学性能的孔径依赖性主要是由其结构的各向异性所致。     

泡沫型多孔介质中非达西流动特性的研究

本文通过将泡沫材料复杂结构进行几何简化，形成立方框架结构，利用简化的等效单元流道，提出一种数理模型，它既考虑固体网架表面对流体的摩擦阻力作用，也考虑网架迎着流向的迎风阻力（形状阻力），得到了在多孔介质中非达西流的压力降与流速的关系式。并用简化的框架结构导出了预估泡沫材料渗透率ｋ和Ｆ－Ｗ关系式中流速平方项的系数Ｆ。另外，还通过专用的实验装置测定了四种不同孔径泡沫陶瓷的ｋ和Ｆ。结果表明，根据所给模型理论预测的结果与实验值一致性较好，在泡沫型多孔材料的应用中能够提供流动特性的相关数据。     

用半液态膏状物抛光不易接近的金属零件表面

德国柏林方和菲研究所与科恩威塞姆的微型科技公司联合开发出一种工业用技术，用这项技术可以对用其他技术无法达到的零件部位进行抛光和清洗。以含有氧化铝、碳化硅、碳化硼或金刚砂之类的研磨剂的液体高分子聚合物用作研磨介质。研磨剂的粒度及密度依工件的类型而定。混有研磨剂的悬浮液在适当压力下强力通过工件，从特定部位磨削材料。     

纳米炭纤维的表面润湿行为

采用动态渗透法研究了不同结构的纳米炭纤维(Carbonnanofibers,CNF)表面润湿性以及在不同溶剂中润湿性的变化和表面改性对其润湿性的影响。结果表明,生长条件如催化剂组成、碳源等对CNF的表面性质有显著影响,并最终决定其在溶剂中的润湿能力。以Fe/γ-Al2O3为催化剂,以C2H4为碳源得到的CNF在水中的润湿性能最差;而以Ni/γ-Al2O3为催化剂,CO为碳源得到的CNF在环己烷中的润湿性能最好。CNF在不同溶剂中的相对接触角测定表明CNF是一种表面非极性较强的材料。设CNF在润湿性能最好的环己烷中的接触角为0°,则CNF在水,丙酮,乙醇中的相对接触角分别为81.6°,45.2°,24.8°。不同的表面改性手段可对CNF的表面性质进行调变以控制其在不同溶剂中的润湿行为。在浓硝酸中液相氧化可提高其对水溶液和环己烷的润湿性能;在氩气中的高温热处理可提高其对水溶液的润湿性能,但降低了对环己烷的润湿能力;而在过氧化氢溶液中的处理则同时降低了对水溶液以及环己烷的润湿能力。     

铝熔体在多孔介质中的渗流过程

在流体流动相似原理的基础上，提出了铝熔体在多孔介质间隙（简称多孔介质）中渗流模拟的原理和方法．设计建造了用于铝液和模拟液在外加压力下进行单向渗流的两套试验装置模拟试验揭示渗流时铝液在多孔介质中渗流的若干规律实践表明理论模型与试验吻合良好．     

液态金属在陶瓷上铺展时的前驱膜现象

本文采用 Sn 基活性钎料首次在金属-陶瓷润湿系统中发现了润湿前驱膜现象。仔细研究表明,这种前驱膜的形成与活性钎料中活性元素种类、陶瓷材料、第三组元种类及润湿温度有关。扫描电镜观察发现,前驱膜由一层连续的活性元素构成的反应膜和这层表面膜上停驻的细小而分离的 Sn 岛所组成。     

液态金属离子源在航天器电位主动控制的应用

航天器在轨运行期间太阳光照条件下,受光电子发射影响,航天器光照表面的电位达到正的数十伏。航天器表面带电现象会对其在轨安全稳定运行和空间等离子体探测数据的准确性造成严重影响。带正电航天器周围电场中离子和电子的速率和空间分布被扭曲,等离子体电子在鞘层加速,光照产生的光电子被吸引进入传感器,在低能量下引起高计数率,而且加速仪器微通道板的老化,使低密度等离子体的测量变得异常困难。因此,必须对航天器的电位进行主动控制。液态金属离子源电位主动控制器已在许多航天器上得到广泛的应用,通过主要介绍国外关于液态金属离子源电位主动控制器在航天器上的应用,为自主研制电位主动控制器满足空间科学探测的需求提供参考,也为军事和应用卫星在轨可靠运行提供防护方法。     

铜表面涂敷环氧绝缘漆在LHe中传热研究

对大面积高纯铜５０ｍｉｎＸ１０ｍｍ×４ｍｍ试样,表面涂敷环氧绝缘漆,在一个大气压饱和ＬＨｅ中进行传热性能研究。同光滑铜试样传热比较,测量液氦核沸腾临界热通量（ｑｃＨＦ）、膜沸腾最小热通量（ｑＭＨＦ）、导热系数及其随散热角度变化。实验表明钢表面涂敷环氧绝缘漆后,其核沸腾临界热通量、膜沸腾最小热通量都增加,导热系数减小近１／３,且试样不论水平放置、垂直放置其核沸腾曲线都向右偏移。     

锌合金的液态模锻强化

利用ＳＥＭ，ＴＥＭ，ＸＲＤ及能谱分析研究了铸态和液态模锻ＺＡ１２，ＺＡ２７合金的显微组织，结构表明液态模锻不仅使晶粒细化，还具有固 化和弥散强韧化效应，富铝α相中Ｃｕ增多，断口形貌转变为韧性断口。     

多孔陶瓷薄膜表面形貌研究

用原子力显微镜（ＡＦＭ）观察Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２及Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２复合陶瓷薄膜的表面形貌,Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析表明,Ａｌ２Ｏ３薄膜的上为γ－Ａｌ２Ｏ３;Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２薄由γ－Ａｌ２Ｏ３和非晶诚ＳｉＯ２组成;而Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２薄膜的相成分为Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ａｌ４Ｔｉ２ＳｉＯ１２和非晶态ＳｉＯ２,各相的含量随化学成分变化而变化,ＡＦＭ观察结果表明     

表面改性和复合工艺对金属纤维/聚合物复合材料性能的影响

以不锈钢纤维为导电填料,分别与ABS和PP复合,制得了电磁屏蔽用导电高分子复合材料。考察了表面改性和复合工艺对金属纤维／聚合物复合材料性能的影响。结果表明,用不同表面处理剂处理不锈钢纤维后,随纤维表面张力增加,复合材料的电阻率增加。使用母料法工艺可以有效地改善金属纤维在聚合物基体中的分散,从而提高复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能。     

考虑内部构件影响的超大型冷却塔内压系数研究

对具有不同内部构件的超大型双曲冷却塔的内表面平均风压进行了CFD数值模拟。在计算流体动力学软件基础上进行二次开发,通过采用施加源项的方法,实现了对超大型冷却塔空塔及有十字挡板、填料及雨区阻力时的内表面平均风压分布的模拟;研究了冷却塔内部各主要构件对冷却塔内压的影响,得到了各工况下塔内外的绕流特性以及不同高度截面的内表面平均压力系数,并从机理上分析了内压曲线分布特性;研究结果与规范及试验结果吻合良好,指出了我国规范对内表面压力系数的取值不完善之处,得到了内压的建议取值,为超大型冷却塔的设计提供参考依据     

活性端基液体橡胶增韧不饱和聚酯的研究

合成了丙烯酸酯封端和马来酸封端两种活性端基液体橡胶，。并且用于不饱和聚酯的增韧。探讨了这种液体橡胶的分子量，加入量，端基种类，ＵＰ种类等因素与增韧效果的关系。通过扫描电镜，ＤＳＣ，抽提分析及力学性能测试研究了增韧ＵＰ的结构与性能的关系，并在此基础上探讨了活性端基液     

NUMERICAL SOLUTION OF TRANSIENT,FREE SURFACE PROBLEMS IN POROUS MEDIA

The focus of this paper is the development of numerical schemes for tracking the moving fluid surface during the filling of a porous medium (e.g., polymer injection into a porous mold cavity). Performing a mass balance calculation on an arbitrarily deforming control volume, leads to a general governing filling equation. From this equation, a general, fully time implicit, numerical scheme based on a finite volume space discretization is derived. Two numerical schemes are developed: (1) a fully deforming grid scheme, which explicitly tracks the location of the filling front, and (2) a fixed grid scheme, that employs an auxiliary variable to locate the front. The validity of the two schemes is demonstrated by solving a variety of one- and two-dimensional problems; both approaches provide predictions with similar accuracy and agree well with available analytical solutions.     

分级屈服型金属阻尼器抗震性能研究

提出一种由两个不同尺寸的环形金属阻尼器套在一起形成的分级屈服型金属阻尼器。采用低周往复加载试验对其抗震性能进行了全面研究,揭示该阻尼器的分阶段屈服耗能机理与破坏机制,研究其滞回耗能性能、强度和刚度退化性能以及抗疲劳性能。试验结果表明,该阻尼器不仅有效实现分级屈服耗能,而且变形能力强、滞回环饱满稳定、抗疲劳性能优良。通过参数化有限元分析回归得到环形金属阻尼器的初始刚度修正系数,并提出计算分级屈服型阻尼器三折线骨架曲线性能点的计算公式,通过该计算公式获得的骨架曲线与试验结果吻合较好。同时,也可由阻尼器的性能需求确定其几何尺寸。该文的研究成果初步为该新型分级屈服型金属阻尼器在工程中的应用奠定了基础。