数值模拟氢气在GO/BIIR纳米复合材料中的渗透行为

使用Materials Studio软件的Amorphous Cell模块,分别构建了GO含量分别为0.0,2.4%,4.0%和7.7%(质量分数)的GO/BIIR纳米复合材料晶胞模型。采用分子动力学和巨正则蒙特卡洛的方法模拟计算了H_2在GO/BIIR纳米复合材料中的溶解系数和扩散系数,结合自由体积理论讨了H_2在GO/BIIR内渗透系数不同的原因。通过提取H_2分子在复合材料中的运动轨迹,更直观的描述了其扩散行为。结果表明,H_2在添加2.4%(质量分数)GO的纳米复合材料模型中渗透系数比纯BIIR模型降低约64.6%;但当GO含量达7.7%(质量分数)时,渗透系数仅降低约33.5%。这为制备气体阻隔的高分子复合材料提供了一定理论基础,同时,有助于从微观上阐释H_2分子在不同GO含量GO/BIIR复合材料中渗透的差异性。     

气体分子在聚氯代对二甲苯中渗透行为的数值模拟

用数值模拟方法对气体分子在聚氯代对二甲苯(Parylene C)中的溶解、扩散和渗透行为进行了研究。构建了含300个对二甲苯单元的聚氯代对二甲苯分子链模型,经结构优化处理,获得了具有一定有序性,密度、玻璃化转变温度与实验数据接近的聚合物分子链结构模型。计算了该聚合物中的自由体积,结果表明Parylene C聚合物具有很小的自由体积,不易形成分子渗透的有效通道,这是其具有高气体阻隔性能的重要原因。结合分子动力学(MD)和巨正则蒙特卡洛方法(GCMC),计算获得了几种气体分子在Parylene C中的扩散系数、溶解系数和渗透系数,发现相比H2、He、O2、N2等分子,H2O分子更易被Parylene C聚合物吸附溶解。分子动力学模型说明在Parylene C聚合物中,气体扩散和渗透符合跳跃机理。     

超高压下以EVOH为基体的改性材料的模拟研究

目的从微观结构层面上对材料改性研究提供理论支持。方法以EVOH为基体,与PP,HDPE进行改性共混,形成EVOH/PP,EVOH/HDPE共混体系,在此基础上运用Materials Studio 5.0计算机分子模拟软件构建超高压下包装材料的分子动力学模型,利用Discover Analysis和Amorphous Cell Analysis分别分析计算氧气分子在EVOH,EVOH/PP,EVOH/HDPE混合晶胞中的浓度分布以及各分子的内聚能密度(CED)。结果氧气分子在改性共混材料中扩散能力明显减弱,在1.2~1.4 nm处,EVOH(800 MPa下)中出现2个点划线峰,而EVOH/PP(800 MPa下)中仅出现1个点划线峰、EVOH/HDPE(800 MPa下)中仅出现1个虚线峰;超高压处理使EVOH,EVOH/HDPE,EVOH/PP的CED随压力增大而增加,EVOH/HDPE由276.2 J/m3(0.1 MPa)增至340.344 J/m3(800 MPa),EVOH/PP由70.8 J/m3(0.1MPa)增至240.5 J/m3(800 MPa),且EVOH/HDPE、EVOH/PP材料的CED均低于EVOH。结论超高压处理能够影响所选包装材料的微观结构,进而影响材料的阻隔和力学性能。     

油蒸汽流泵的抽速表达式

通常将油扩散泵和扩散喷射泵(油增压泵),统称为油蒸汽流泵。其工作原理与涡轮分子泵相似。在涡轮分子泵中。由高速旋转的叶片带走气体分子,以完成抽气过程。而在油蒸汽流泵中,抽气过程是由各级喷嘴吹出的高速蒸汽射流,把被抽气体(空气)分子携带到前级压力端。实践证明,无论是涡轮分子泵、油扩散泵或扩散喷射泵,在其相应压力范围内,都具有平滑的抽速特性曲线。 多年来各国学者已对油蒸汽流泵的抽气过程,进行过深刻的分析和讨论。最近德国学者M.Wutz更从气体动力学的角度来探讨油扩散泵的机理,提出了泵的何氏系数的计算表达式。国内许多专家…     

聚醚共聚酰胺膜的制备与分离性能

以橡胶态聚醚共聚酰胺(Pebax1074)嵌段共聚物为膜材料,采用流延法制备亲水性无缺陷的Pebax1074均质膜.由于Pebax1074嵌段高分子中的聚环氧乙烷(PEO)链段对CO2分子的亲和性,Pebax1074膜对CO2/非极性气体分离体系有较高的分离性能.CO2渗透系数由于增塑作用随膜两侧压差的增大而显著增大,且温度越低增塑作用越大;而N2、CH4和H2等非极性气体的渗透系数由于流体静力学压力效应随膜两侧压差增大略有减小,温度越高流体静力学压力效应越弱.N2、CH4、H2和CO2在Pebax1074膜中的渗透系数均可用Arrhenius方程描述,且随着压力的升高,CO2的渗透活化能下降,而N2、CH4和H2非极性气体的渗透活化能升高.     

纯铁及结构钢快速气体渗氮工艺及机理研究

研究了纯铁及38CrMoAlA钢分别在500℃、0~0.4MPa压力和510℃、0~0.5MPa压力条件下的氨气渗氮行为。提高渗氮压力可显著加速气体渗氮动力学过程,纯铁在500℃和0.4 MPa下气体渗氮处理5h后渗氮层厚度(1160μm)可同比达到常规渗氮层厚度(205μm)的5倍以上,而38CrMoAlA钢经510℃和0.5 MPa压力下渗氮5h后的渗氮层厚度(400μm)几乎与常规渗氮50h所得硬化层厚度(440μm)相当。同时,纯铁及38CrMoAlA钢渗氮层中ε-Fe2-3N与γ′-Fe4N的相比例、氮势及表层硬度均随压力的提高呈现先增加后降低的变化趋势。提出了一种合金结构钢表面高强高韧渗氮层快速复合制备工艺(增压渗氮+冷轧)。与一段式常规渗氮及增压渗氮工艺相比,复合工艺处理表层硬度及韧性均较优良,尤其高剪切应力磨损条件下复合处理表层的耐磨性能最优,在20~600℃热循环处理10~300次条件下复合处理表层的耐热疲劳性能最佳。研究了42CrMo钢在既定的渗氮周期内(6h)以NH3为介质,530℃及不同压力循环次数条件下的气体渗氮行为。在渗氮温度和总时间相同条件下,循环压力气体渗氮样品化合物层随压力循环次数的增加逐渐减薄,渗氮层整体厚度随压力循环次数的增加逐渐增加,同时渗氮表层韧性随压力循环次数的增加逐渐增强。     

富铝Fe-Al粉末的热压烧结工艺及组织研究

以富铝Fe-Al粉末为原料采用热压烧结工艺制备了铁-铝合金试样,运用X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)对试样在不同烧结压力和温度条件下形成的金属间化合物成分进行了分析,通过扫描电镜(SEM)研究了不同烧结产物的组织形貌。结果表明,10 MPa压力下固态扩散生成Fe2Al5的临界温度为550℃,随着压力提高到20 MPa,该温度下转而生成FeAl3;烧结过程中随着压力升高富铝化合物会对铁单质形成包裹,成为扩散阻隔层;为了保持铁铝烧结体的含能特性,烧结温度和压力应分别控制在600℃和10 MPa。研究成果为热压烧结富铝Fe-Al粉末提供了理论依据及加工工艺参考。     

氧氮在沸石分子筛和焦炭分子筛中扩散性能的测定和研究

本文根据气体在固体颗粒表面扩散的费克第二定律,在一套金属恒温吸附装置中,使气相保持恒容和压力逐渐降低,从而求得吸附动力学过程中压力随时间变化的单一关系。并由此得出以实验数据定的(Po－P)/(Po－P∞)~t1/2曲线图。还根据该曲线的初始段斜率求得扩散参数D/γo2值。最后,利用该法测得了氧氮在4A分子筛、5A分子筛和焦炭分子筛中的扩散参数。探讨和鉴别了沸石分子筛和焦炭分子筛在吸附分离氧氮过程中的不同机理。图4表2参考文献3。     

高强度高气体阻隔性羧甲基纤维素钠/蒙脱土复合材料制备及性能研究

将蒙脱土(MMT)填充到羧甲基纤维素钠(CMC)中制得CMC/MMT复合膜,研究MMT用量对CMC/MMT复合膜的力学性能和气体阻隔性能的影响,用扫描电镜和透射电镜进行结构分析。结果表明,添加适量的MMT可以显著提高CMC/MMT复合膜的力学性能和气体阻隔性能。当MMT添加量为10%(wt,质量分数)时,CMC/MMT复合膜的拉伸强度由105MPa提高到375MPa,水蒸汽透过系数为2.079×10~(-6)g·cm/m~2·s·Pa,透氧系数为1.65×10~(-15)cm~3·cm/cm~2·s·Pa。此外,由于MMT具有耐火性,CMC/MMT复合膜具有良好的阻燃性。     

溴化工艺对溴化丁基橡胶溴含量及凝胶含量的影响

以胶乳法制备溴化丁基橡胶(BIIR),研究了溴化工艺(溴化剂用量、溴化温度和体系p H值)对BIIR产物溴含量及凝胶含量的影响,并考察了产物的溶解性能。结果表明,丁基胶乳中丁基橡胶(IIR)分子链在少量溴化剂存在时就可以发生交联,溴化产物溴含量均在3%以下。溴化剂用量2.5 m L、溴化温度50℃、p H值为7时BIIR溴含量和凝胶含量分别为2.66%和54.6%。BIIR在有机溶剂中的溶解能力从大到小为:氯仿环己酮四氢呋喃苯酚丙酮甲苯;在同一溶剂中BIIR溶解性能则随着溴含量的增加而增大。