PAA与PBTCA对CaCO3显微结构的影响

利用扫描电镜(ＳＥＭ)和原子力显微镜(ＡＦＭ)研究了分散剂ＰＡＡ与ＰＢＴＣＡ对ＣａＣＯ _３显微结构的影响．结果表明,与ＰＡＡ相比,ＰＢＴＣＡ对ＣａＣＯ_３的沉积形貌具有更大的影响．ＳＥＭ表明,在两种分散剂的存在下,沉积物的形貌皆发生了变化,随着阻滞影响增大,沉积物晶型畸变程度随之严重,沉积物形貌的分维值也随之增大．ＸＲＤ分析表明,随着阻滞影响增大,ＣａＣＯ_３晶相中球霰石的含量增大．在分散剂存在下,热力学上属亚稳态的文石和球霰石从动力学上被稳定住了．ＡＦＭ研究表明,随着阻滞影响增大,ＣａＣＯ_３晶体表面上台阶间距变大．同时,发现了ＣａＣＯ_３晶体表面台阶的聚并现象并进行了讨论．     

球霰石碳酸钙微球的合成及其机理

以碳酸钠(Na2CO3)和氯化钙(CaCl2)为原料,采用聚丙烯酸(PAA)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为有机添加剂,合成出高球霰石含量的碳酸钙微球。分别对样品的形貌和晶型进行了表征,通过研究反应过程中PAA和SDBS浓度对碳酸钙微球形貌和晶型的影响,对其形成机理进行了详细的探讨。研究结果表明:反应过程中PAA和SDBS会影响碳酸钙的聚集行为和形貌晶型,以此提出了一种鲜有报道的球霰石碳酸钙微球的形成机理;并且当PAA浓度为1.0g/L、SDBS浓度为2.5mmol/L时可获得粒径范围为5~8μm的高球霰石含量的碳酸钙微球。     

核壳型载药微球的制备及其释药性能研究

以聚苯乙烯磺酸钠(PSS)掺杂CaCO3微球为模板,利用逐层(LBL)自组装技术将聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和锂藻土(Laponite)组装到微球表面,得到了核壳型载药微球。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、zeta-电位分析仪、X射线衍射分析仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)以及紫外-可见分光光度计(UV)等对微球形貌、结构和载药释药性能进行表征。实验结果表明,CaCO3微球合成过程中,PSS不仅调控了CaCO3的形状,也改变了CaCO3晶型,即由方解石晶型转变为球霰石晶型;在负载布洛芬(IBU)的CaCO3微球表面,通过层层自组装法得到核壳型载药微球。去除模板CaCO3后的微囊结构表明聚电解质和粘土成功地组装在微球表面;壳层中的聚电解质能够有效地延缓药物的释放,而锂藻土对药物的释放具有阻隔作用,能进一步延长药物的释放时间。     

有机／无机层状类钙钛矿（C12H25NH3）2PbI4晶体及薄膜的制备与结构表征

介绍了有机／无机类钙钛矿（C12H25NH3）2PbI4的晶体和薄膜的制备，并采用了XRD、SEM、AFM和PL表征材料的结构、形貌及光学特性等。XRD实验表明制备的（C12H25NH3）2PbI4晶体结晶度高。探索旋涂法制备工艺参数对薄膜结构的影响．在薄膜XRD中几乎只能观察到（0021）晶面的衍射峰．表明有机／无机类钙钛矿层沿平行与基片方向择优生长，SEM和AFM表明薄膜致密性较好，表面粗糙度较小。     

醇钙法和醇-水二元溶剂法制备亚稳态球霰石相CaCO3

提出了醇钙法概念, 并采用该方法制备了亚稳态球霰石相CaCO₃, 即利用CaCl₂溶解于乙醇形成的络合物与Na₂CO₃水溶液之间的反应制备球霰石相CaCO₃。主要研究了陈化时间和反应温度对产物晶相组成和颗粒形貌的影响, 并与相同条件下传统醇-水二元溶剂法制备CaCO₃进行了对比。X射线衍射(XRD)表征结果表明, 两种制备方法得到的产物中球霰石相的含量均随反应时间的延长和反应温度的升高而降低, 但是醇钙法得到的球霰石的含量远大于醇-水二元溶剂法, 且醇钙法得到的球霰石的稳定性也远优于醇-水二元溶剂法。SEM观察结果表明, 两种制备方法得到的产物中的球霰石和方解石颗粒均为其典型形貌, 即球状和菱方状。     

PMMA光子晶体及PMMA/TiO2光子晶体的制备及表征

用无皂乳液聚合法,制备单分散的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球,并使其在重力和表面张力作用下自组装成PMMA光子晶体。用SEM研究其表面形貌,并对其进行光学性质的研究。此外还制备了PMMA／TiO2光子晶体,用AFM表征了其形貌,XRD表征了混合体系的TiO2的晶型。经光学性质研究表明,TiO2纳米粒子提高了光子晶体的折射率比,光子带隙红移。     

N-琥珀酰基-O-羟丙基磺酸壳聚糖仿生合成球霰石碳酸钙

制备了N-琥珀酰基-O-羟丙基磺酸壳聚糖(SA-HPSCS),用FTIR、1H NMR等测试手段对其表征,并以其为有机基质仿生合成碳酸钙,对照比较在纯水体系和SA-HPSCS体系下合成的碳酸钙的晶型和形貌,并考察体系的pH值对SA-HPSCS仿生合成碳酸钙的影响,探讨其作用机理。结果表明,在纯水体系中形成单一的方解石晶体,而在SA-HPSCS体系中形成以球霰石为主的碳酸钙晶体。在pH=6时,SA-HPSCS体系中形成的球霰石含量达95.8%;随着pH由6上升到10,球霰石含量由95.8%下降到75.2%,尺寸由6-12μm下降到2-6μm。这些结果说明,SA-HPSCS对碳酸钙有良好的调控作用,形成尺寸不一、形貌差异、晶相含量可控的碳酸钙晶体。其调控作用受体系pH值的影响。     

SAS/AMPS/IA共聚物中官能团对碳酸钙的协同阻垢作用

以衣康酸(IA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,通过自由基溶液共聚合法,合成均聚物PIA、PSAS、PAMPS以及SAS/AMPS/IA三元共聚物.红外光谱、凝胶渗透色谱分析显示,三元共聚物中含有羧基、磺酸基、酰胺基官能团.静态阻垢法表明:均聚物、共混物及不同单体配比的SAS/AMPS/IA共聚物对CaCO3的阻垢效果有明显差异,共聚物中单体对阻垢效果影响程度的排序为:IA>AMPS>SAS.对CaCO3垢样进行SEM、XRD分析:加入PSAS、PAMPS的CaCO3晶体结晶颗粒减小,晶胞出现条状纹理;加入PIA、SAS/AMPS/IA的CaCO3晶体碎散,棱角消失,XRD图谱显示方解石特征峰的峰高显著降低,CaCO3晶体由方解石逐步转变为球霰石.晶体破坏程度的排序为:SAS/AMPS/IA>PIA>PAMPS>PSAS.对加入均聚物及共聚物SAS/AMPS/IA的CaCO3晶体表面进行Zeta电位测试,根据静电排斥能分析表明,羧基主要吸附于Ca2+表面,而磺酸基所带的负电荷增加了垢体表面的电势能,增大颗粒间静电斥力从而使CaCO3晶体分散稳定,并破坏方解石晶体的形成,两种官能团的协同作用使得SAS/AMPS/IA对碳酸钙晶体的破坏程度增大.而均聚物PIA、PSAS、PAMPS因不存在多官能团间的协同作用,它们的阻垢效果明显低于共聚物SAS/AMPS/IA的阻垢效果.     

有机/无机层状类钙钛矿(C12 H25 NH3)2 PbI4晶体及薄膜的制备与结构表征

介绍了有机/无机类钙钛矿(C12H25NH3)2PbI4的晶体和薄膜的制备,并采用了XRD、SEM、AFM和PL表征材料的结构、形貌及光学特性等.XRD实验表明制备的(C12 H25NH3)2PbI4晶体结晶度高.探索旋涂法制备工艺参数对薄膜结构的影响,在薄膜XRD中几乎只能观察到(0021)晶面的衍射峰,表明有机/无机类钙钛矿层沿平行与基片方向择优生长,SEM和AFM表明薄膜致密性较好,表面粗糙度较小.     

咪唑-1-乙酸改性壳聚糖仿生合成碳酸钙

以咪唑-1-乙酸改性壳聚糖(IACS)为生物模板仿合成碳酸钙,探讨了体系pH值和陈化时间等因素对碳酸钙的晶型和形貌的影响,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线粉末衍射分析仪(XRD)、傅里叶红外光谱分析仪(FT-IR)对所合成的碳酸钙进行表征。结果表明,在纯水体系中所合成单一的立方体方解石晶型,而在组氨酸、咪唑-1-乙酸、咪唑-1-乙酸改性壳聚糖单独体系中则还有球状球霰石晶体呈现。在投加咪唑-1-乙酸改性壳聚糖有机基质体系中,当pH值从6.00升至9.00时,仿生合成球状球霰石的含量从75.9%缓慢降至54.6%;而缩小陈化时间,则有利于形成球霰石晶体。因此,利用IACS有机基质可以有效调控碳酸钙的晶型和形貌,也为仿生合成其它生物矿物提供借鉴。     

单轴多级循环加载岩石声发射分形特性试验研究

通过对三种岩石试样进行单轴循环加载试验,获得岩石试样加载过程中声发射事件率、能量率和空间位置分布数据。运用相空间重构理论直接从时间序列上通过G-P算法求得事件率和能量率关联分维,根据柱覆盖法求解得到声发射事件源空间分布关联分维。研究结果表明,声发射事件率、能量率和空间分布都具有分形特性,且声发射源空间分布分形特性最为显著。相空间的选取对关联维数有一定影响,相空间取值为4时能够较好地计算关联维数。将不同加卸载循环声发射源空间分布的变化趋势和声发射源空间分布关联维数变化趋势进行对比发现,声发射关联维数能够很好地反映岩石内部损伤破坏的发展。在等压加卸载条件下,声发射源空间分布关联维数显著突增。随着加卸载循环应力的增加,关联维数总体呈下降趋势,在达到较高应力时,关联维数则在较小区间内波动或下降趋势变得极其缓慢。该特点可以作为矿山地压微震监测预警的参考依据。     

Effect of Ascorbic Acid Additions on the Mechanism Underlying the Growth of Nanostructured PbSe Films via Hydrochemical Deposition

The effect of ascorbic acid additions on the growth mechanism of thin PbSe films produced by hydrochemical deposition has been studied by atomic force microscopy (AFM). A fractal analysis of AFM images of the lead selenide films has shown that their formation follows the “cluster–particle” aggregation mechanism. The fractal dimension assessed by the box-counting method is 2.26 at an average grain size of ~150 nm. From the transmission spectra of the films grown at deposition times from 20 to 120 min, we have evaluated their optical band gap, which has been shown to decrease from 0.595 to 0.53 eV with increasing deposition time. These values are attributable to the manifestation of quantum size effects in the grown PbSe films.     

基于分形论的深冷翅片管气化器结霜数值模拟

利用分形理论DLA模型,建立翅片管气化器深冷表面霜层生长模型,通过控制程序循环次数模拟了深冷表面霜层生长不同阶段。结合实验观测到的深冷表面霜层生长过程,从分形维数和霜层密度两个方面验证数值模拟的合理性。结果表明,结霜初期随着初始霜枝晶上不断长出分枝晶,霜层密度随厚度的增大而减小,且深冷表面上霜层分形维数较一般冷表面分形维数大,说明深冷表面霜的生长更加复杂,充满空间的能力更大。这对进一步理解空温式深冷翅片管气化器表面结霜机理,探索有效除霜方法,提高气化器换热特性有重要意义。     

不同因素影响下混凝土立柱爆破效果的模型试验研究

钢筋混凝土建（构）筑物爆破拆除过程中,混凝土立柱最终的破碎效果不仅与炸药单耗、孔网参数等有关,还与立柱的受力状态有关。为研究截面应力和单位面积炸药量对不同强度混凝土立柱破碎效果的影响,利用自主研制的力学试验系统进行了15组爆破试验,从碎块筛分和分形维数两方面分析爆破效果。结果表明:对于相同强度的试件,截面应力一定时,随着单位面积炸药量的增加,分形维数整体上不断递增;但单位面积炸药量超过0.18 kg/m²后,增势有所放缓,截面应力为2 MPa和4 MPa的立柱趋势变化最为明显。单位面积炸药量一定时,随着截面应力的增加,碎块分形维数不断增大,当单位面积炸药量小于0.15 kg/m²时,0~2 MPa之间的截面应力增加会对分形维数有一定的抑制作用;当单位面积炸药量大于0.15 kg/m²时,截面应力的增加对分形维数起到促进作用。可为拆除爆破中的参数设计及优化提供理论依据,达到了控制爆破危害、改善爆破效果的目的。     

氢致裂纹慢扩展区断裂表面的分维研究

用垂直剖面法测量了一种含氢高强度钢在静弯矩作用下由裂纹慢扩展形成的断裂表面不同部位的分维 D,发现 D 随断裂表面塑性成分的增加而增加。在平面应变条件下,裂纹慢扩展形成断裂表面的过程是一个增维过程,当分维达到某一临界值时,裂纹失稳扩展。     

GeSb2Te4薄膜表面形貌及力学性能的分形表征

以不同溅射功率在Si（111）基底上制备了GeSb2Te4薄膜。用原子力显微镜和X射线衍射仪以及高度相关函数法分析了薄膜生长表面形貌的分形维，并用纳米硬度计研究了薄膜表面的力学性能。结果表明，随着溅射功率增大，薄膜表面质量提高，分形维增大，且硬度和弹性上升；但超过一定值后，薄膜表面质量又会降低，分形维也随之减小，硬度和弹性下降。并指出借助分形维数可以优化溅射工艺参数，并能够较好地表征薄膜表面力学性能。     

异步轧制Pb-Ca-Sn-Al合金晶界节点分形分析

为了确定晶界节点分形维数是否存在,以低碳钢冷轧薄板标样为研究对象,在MATLAB软件平台上自行开发了晶界分形维数计算程序,采用标准分形图形-koch曲线检验了自开发分形程序的准确性,利用该程序计算了3种标准下(不同晶粒延伸度)不同晶粒度级别的金相图片晶界节点分形维数,并研究了不同工艺条件下Pb-Ca-Sn-Al合金晶界节点的分形维数.结果表明:自开发的分形计算程序准确;晶界节点的分形维数存在;不同工艺条件Pb-Ca-Sn-Al合金晶界节点的分形维数与工艺参数之间存在定量联系.在一定范围内,随着压下率、异速比、退火温度的增加,晶界节点的分形维数随之增加;随退火时间的增加,Pb-Ca-Sn-Al合金晶界节点分形维数先上升后下降;退火张力增加,晶界节点分形维数下降.     

Universality and Specificity of Fractal Dimension of Fractured Surfaces in Materials

1. IntroductionSince Mandelbrot et al.11] showed .that fracturedsurfaCes are fractals in nature and that the fractaldimension of fractured surfaCes correlates well withthe toughness of ~erials. Many authors have doneexperimellts on this probleml2,3]. Now, it is generally accepted that the fractured surface is a fractalwith self-affine property if the applied stress is ModeI loading. Several years later, Bouchaud et al.14] reported thst the rouglmess index of the fractured surfaces would be …