导读:本文包含了润湿机制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:SiO_(2f),SiO_2复合材料,酚醛树脂,碳热还原反应,润湿
润湿机制论文文献综述
曹雨[1]（2019）在《SiO_(2f)/SiO_2复合材料表面碳热还原反应及润湿性提高机制研究》一文中研究指出SiO_(2f)/SiO_2复合材料是一种以二氧化硅纤维为增强体的陶瓷基复合材料,具有优异的承载性能、耐热冲击性能以及透波性能,因此被应用于制造导弹天线罩。但是,导弹天线罩的形状较为复杂,二氧化硅复合材料直接成型难度较大,因此在实际应用中常需要与金属弹体进行钎焊连接。但是,由于原始SiO_(2f)/SiO_2复合材料表面较为复杂的结构以及SiO_2较高的化学稳定性,导致钎料在复合材料表面难以润湿,因而无法形成性能可靠的钎焊接头。本课题开发了一种树脂碳层表面改性的方法,通过碳热还原反应实现了SiO_(2f)/SiO_2复合材料表面结构的调控,最终一方面实现了AgCuTi钎料对SiO_(2f)/SiO_2复合材料良好的润湿与铺展,更重要的是大幅增强了AgCuTi钎料与SiO_(2f)/SiO_2复合材料的冶金结合,提高了SiO_(2f)/SiO_2复合材料钎焊接头的可靠性。本文首先采用有机物热解法在SiO_(2f)/SiO_2复合材料表面制备了树脂碳层,重点研究了碳化温度、保温时间、酚醛树脂浓度对树脂碳层形貌、成分及厚度的影响。通过优化工艺参数获得了形貌及质量较为良好的非晶树脂碳层,厚度约为4μm。以该树脂碳层改性的复合材料为母材,通过调节气氛种类实现了SiO_(2f)/SiO_2复合材料表面相结构的调节。制备了表面结构为SiO_2/SiC/大量C、SiO_2/SiC/少量碳、SiO_2/SiC共3种不同的改性后的SiO_(2f)/SiO_2复合材料。通过X射线光电子能谱(XPS)及高分辨透射电镜相(HRTEM)证实了树脂碳层能够与SiO_(2f)/SiO_2复合材料发生碳热还原反应,生成SiC反应层。制备不同表面相结构组成的SiO_(2f)/SiO_2复合材料为后续润湿实验的展开奠定了基础。研究了SiO_(2f)/SiO_2复合材料表面粗糙度对AgCuTi钎料铺展润湿能力的影响,结果表明粗糙降低能够适当促进钎料的铺展润湿。对3种不同表面相结构的SiO_(2f)/SiO_2复合材料进行润湿实验,结果表明表面结构为SiO_2/SiC/C时,润湿铺展效果最优。在860℃/10min工艺参数下,AgCuTi钎料在树脂碳层表面改性的SiO_(2f)/SiO_2复合材料(PF-SiO_(2f)/SiO_2)表面的接触角为40°,相比原始的SiO_(2f)/SiO_2复合材料,接触角降低了66%,反应层连续致密,厚度均匀。采用TEM分析了AgCuTi钎料在树脂碳层改性的SiO_(2f)/SiO_2的润湿界面,得到PF-SiO_(2f)/SiO_2-AgCuTi润湿界面典型结构为:SiO_(2f)/SiO_2复合材料/Ti_5Si_3+TiO_2/树脂碳层+TiC/Ti_5Si_3/Cu_3Ti_3O/TiCu+Ag(s,s)+Cu(s,s)。树脂碳层是促进钎料合金在复合材料表面快速铺展润湿的重要因素,当在叁相线处生成Cu_3Ti_3O后,将进一步将促进钎料的铺展,最终的润湿角为钎料在Cu_3Ti_3O表面的润湿角。当SiO_(2f)/SiO_2复合材料表面相结构为SiO_2/SiC/少量C时,PF-SiO_(2f)/SiO_2-AgCuTi润湿界面典型结构为:SiO_(2f)/SiO_2复合材料/Ti_(-5)Si_3+TiO_2/Ti_5Si_3/TiO_2/Cu_3Ti_3O/TiCu+Ag(s,s)+Cu(s,s)。该相结构在860℃/10min工艺参数下,润湿角约为53°。研究了原始SiO_(2f)/SiO_2复合材料、碳粉涂敷复合材料(无碳热还原反应)及碳热还原反应后的树脂碳层改性的SiO_(2f)/SiO_2复合材料3种不同体系自身连接钎焊接头的力学性能。在焊接工艺参数为860℃/10min的条件下,碳热还原反应改性后的SiO_(2f)/SiO_2复合材料自身连接获得了最高抗剪强度为19MPa,与原始复合材料的接头相比强度提高了约170%。相同工艺参数下,尽管碳粉涂敷可以实现AgCuTi钎料在SiO_(2f)/SiO_2复合材料表面润湿性的提高,但由于碳粉与母材为范德华力结合且与母材间存在一定空隙,因此无法获得性能优异的钎焊接头。而对于碳热还原反应改性后的SiO_(2f)/SiO_2复合材料,树脂碳层与SiO_(2f)/SiO_2复合材料发生碳热还原反应,形成物质连续的反应层,有利于钎料的润湿渗入并形成良好的冶金结合。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
李冰天[2]（2019）在《基于第一性原理研究纳米YSZ表面活性及其与CMAS的润湿机制》一文中研究指出氧化钇部分稳定的氧化锆(Yttria-stabilized Zirconia,简称YSZ)广泛用作航空发动机热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)材料。然而,外界环境带入的沉积物(主要成分为CaO、MgO、Al_2O_3、SiO_2,简称CMAS)会严重腐蚀热障涂层,引起热障涂层服役寿命大幅度下降。因此如何提高热障涂层表面抗CMAS腐蚀能力是提升其使用寿命的关键技术之一。本文采用密度泛函理论(Density functional theory,简称DFT)计算方法,系统研究了熔融CMAS在YSZ块体表面和纳米微表面的润湿能力,通过粘附功、表面张力、黏度等参数探索了CMAS/YSZ的润湿性机制,获得具有疏熔融CMAS的YSZ表面,从而提高YSZ抗CMAS腐蚀能力,得到以下结论:(1)通过研究纳米YSZ晶体的表面活性发现,YSZ块体表面与纳米微表面的表面能变化趋势为:E_(surface)[(010×010)]>E_(surface)[(111×010)]>E_(surface)[(101×010)]>E_(surface)[(111×101)]>E_(surface)[(101×101)]>E_(surface)(111)块体表面>E_(surface)(101)块体表面>E_(surface)(010)块体表面,其中,纳米微表面模型E_(surface)[(010)×(010)]_((4×4))表面能最大达到6.7667Jm~(-2),是块体表面YSZ(111)最大表面能1.3964 Jm~(-2)的5倍,从而纳米微表面化学活性强于块体表面。电子结构分析显示,纳米微表面YSZ[(010×010)]的高活性来源于其更高的费米能级能量-1.8403eV,更宽的赝能隙,以及最大的表面原子键长Δd(O-Zr)(0.03?)和表面原子电荷ΔQ_A(O-Zr)(0.26)。同时发现了YSZ纳米微表面与块体表面表面能存在一定的函数关系,即Y=N×B,其中B是两个组成块体表面表面能的平均值,N是一个正整数,Y为纳米微表面的表面能。(2)CMAS熔体在YSZ块体表面的润湿动力学模拟发现,接触角变化趋势为YSZ(110)<YSZ(001)<YSZ(111)<YSZ(101)<YSZ(010),粘附功的变化趋势为:YSZ(110)>YSZ(001)>YSZ(111)>YSZ(101)>YSZ(010),表明CMAS熔体在YSZ(110)的润湿性最好,在YSZ(010)表面的润湿性最差。对其表面张力和黏度计算,发现CMAS/YSZ(110)的表面张力(γ=0.27 Jm~(-2))小于CMAS/YSZ(010)(γ=0.37 Jm~(-2)),黏度系数值却非常接近。从原子角度考察CMAS/YSZ(110)与CMAS/YSZ(010)润湿性差异本质,发现在高温环境下,疏熔融CMAS性的CMAS/YSZ(010)界面Ca、Mg、Al、Si、O离子分布没有明显的变化,而亲熔融CMAS性的CMAS/YSZ(110)界面离子,特别是Mg、Si和O离子重新分布,其中Mg离子渗透到YSZ表层,而Si离子和O离子更接近YSZ(110)表面。CMAS/YSZ界面离子分布的差异源于YSZ(110)表面比YSZ(010)表面具有更多的氧原子,从而表现出更高的活性。(3)CMAS熔体在YSZ纳米微表面的润湿动力学模拟发现,接触角变化趋势为YSZ[(101×101)]>YSZ[(010×101)]>YSZ[(010×010)],粘附功的变化趋势为:YSZ[(101×101)]<YSZ[(010×101)]<YSZ[(010×010)],表明熔融CMAS在YSZ[(010×010)]的润湿性最好,在YSZ[(101×101)]表面的润湿性最差,但CMAS在YSZ纳米微表面的润湿角都小于38°±2°,表现出良好的亲熔融CMAS性。从原子角度考察熔融CMAS在YSZ纳米微表面与熔融CMAS在YSZ块体表面润湿性的差异,发现在高温环境下,CMAS/YSZ界面中Y元素从YSZ中析出,向CMAS熔体中偏聚;而CMAS中Ca、Si两元素向YSZ中偏聚,同时CMAS/YSZ接触的高活性位点完全熔化,导致CMAS在YSZ纳米微表面相对其在YSZ块体表面表现出更好的润湿性。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2019-06-01）
肖晨光[3]（2018）在《基于润湿性机制的陶瓷刀具激光表面改性》一文中研究指出陶瓷刀具的快速磨损制约着制造业的发展,高性能的表面微织构能够提高陶瓷刀具的磨损性能。基于固体表面的润湿性机制,研究陶瓷刀具表面的润湿性能与织构表面结构的关系来减少刀具的磨损是一种可行的方法。因此,本文针对激光加工工艺参数对陶瓷刀具表面微织构的影响规律,以及表面微织构对陶瓷刀具润湿性能的影响这两大核心问题开展了研究。具体工作如下:首先研究了飞秒激光加工陶瓷刀具材料的损伤阈值,为选择激光加工参数提供依据。然后使用不同的激光参数加工陶瓷刀具材料,研究激光加工参数对表面微结构的影响规律,根据这些规律进一步的优化参数,并且加工出所需的表面微结构,进行润湿性实验。研究了无序结构,凹坑结构和槽形结构对表面润湿性的影响规律。实验结果表明:(1)激光处理后的陶瓷材料表面的接触角与润湿速度具有指数关系,可以用接触角来表征润湿速度,为衡量水基切削液对陶瓷刀具的润湿性提供了一种方法。使用较高的光斑重合度和较大的单脉冲能量制备的无序刀具表面具有较好的亲水性能。(2)经过激光加工得到的圆形凹坑结构和凹槽结构表面的润湿性规律符合Wenzel模型。经过保温处理后,会降低材料的表面应力,从而降低表面能,使接触角增加。对于圆形凹坑结构,面积占有率在15%~30%的范围内,深径比?不变时,表面织构的面积率越大,表面亲水性更强;面积率不变时,提高深径比?能减小表面接触角。凹坑的面积占有率约为15%,深度大于20μm时,Sialon陶瓷刀具表面具有良好的润湿性能。(3)对于槽形结构,并且凹槽的中心距为100μm时,此时接触角与凹槽的宽度变化不明显;凹槽的宽度为38μm,深度h为12μm,凸台从30μm~100μm变化时,接触角逐渐增大;凹槽的间距为100μm,凹槽的深度h从5μm~30μm变化时,接触角逐渐减小。综合实验结果,得出具有良好润湿性的凹槽结构宽度应小于30μm,间距约为70μm,凹槽的深度大于20μm。(本文来源于《湖北工业大学》期刊2018-06-01）
林灵楠[4]（2018）在《纳米制冷剂的稳定机制及其颗粒沉积层的润湿特性》一文中研究指出纳米制冷剂具有明显优于传统制冷工质的传热性能,因而被视为未来提高制冷系统能效的技术方向之一,并成为近年来的研究热点。应用纳米制冷剂提高制冷系统的能效,目前仍未解决且迫切需要关心的是纳米制冷剂的稳定性问题以及纳米制冷剂所形成的颗粒沉积层的润湿特性;而研究纳米制冷剂稳定性的关键是要了解纳米颗粒的几种行为机制,包括团聚行为、相间迁移行为以及再悬浮行为。鉴于其有别于已有研究对象与工作状态的复杂性,本文针对上述问题开展了以下实验与理论研究:1)对含油纳米制冷剂在交替相变下的稳定性进行了定量评估。研究表明,相比于无相变静置工况,含油纳米制冷剂在交替相变工况下的稳定性更差。此外,降低沸腾端加热温度或冷凝端冷却温度、提高油浓度或降低颗粒浓度可改善含油纳米制冷剂的稳定性。2)为研究纳米颗粒的团聚行为,采用动态光散射技术对纳米制冷剂中的颗粒团聚体的尺寸进行了动态测量,并建立了用于预测颗粒尺寸的颗粒团聚模型。在研究中发现,基于传统DLVO理论的团聚模型虽能较好的预测无油纳米制冷剂中颗粒尺寸的变化,但难以反映润滑油的影响。本文提出润滑油和制冷剂对颗粒表面亲和性的不同导致了这两种不同的液体分子在颗粒表面上的竞争吸附,使得颗粒表面吸附层的组分与液体中的组分不同,继而影响颗粒间的相互作用力。因此,新的团聚模型包含了吸附层子模型,用于计算吸附层的组分和厚度,并与DLVO理论结合计算颗粒间相互作用力。结果显示,新的团聚模型较好的反映了润滑油对颗粒尺寸变化的影响,其预测结果与92%实验数据的误差在±10%以内。3)为研究纳米颗粒的相间迁移行为,搭建了纳米制冷剂的沸腾迁移实验装置,测量了沸腾后纳米颗粒经由各个途径发生相间迁移的比例。研究发现,在含油纳米制冷剂沸腾过程中,纳米颗粒不仅可以迁移至气相(即“气相迁移”),还可以迁移至加热表面附近的富油层,最终在制冷剂全部蒸干后迁移至润滑油,即“油相迁移”。在常见应用工况下,纳米颗粒的油相迁移率均大于气相迁移率,且两者之间的差值随着油浓度的增大而不断扩大,说明油相迁移是含油纳米制冷剂沸腾时纳米颗粒相间迁移的主要途径。经分析,本文认为富油层中纳米颗粒的团聚沉降以及在微液层中的沉积是导致油相迁移率低的主要原因。基于此,本文使用表面改性技术在TiO_2纳米颗粒表面嫁接碳链,通过抑制其在制冷剂/矿物油沸腾时富油层中的团聚,最终大大提升了其油相迁移率。4)为研究沉积颗粒的再悬浮行为,设计并搭建了可视化池沸腾实验台,首次观测到了沸腾过程中沉积颗粒的再悬浮过程,并定量分析了沸腾持续时间、热流密度和颗粒沉积密度对颗粒再悬浮率的影响。结果表明,热流密度是影响颗粒再悬浮率的因素,热流密度越大,再悬浮率越大。颗粒沉积密度对再悬浮率的影响与热流密度有关:在小热流密度下,再悬浮率随沉积密度的增大而减小;在中等热流密度下,再悬浮率随沉积密度的增大而先增大后减小;在大热流密度下,再悬浮率随沉积密度的增大而增大。经分析,颗粒沉积层的疏松多孔结构对沉积颗粒的再悬浮起了关键性作用,气泡生成时沉积层孔隙中液体对颗粒的冲击以及气泡脱离时所引起的液体扰动是沉积颗粒再悬浮发生的主要机制。基于此,本文建立了数学模型,该模型较好的描述了热流密度和颗粒沉积密度对再悬浮率的影响。5)采用可视化实验和图像处理技术纯制冷剂与含油制冷剂在普通粗糙表面、纳米颗粒沉积表面、多级微纳结构表面以及氟化多级微纳结构表面的润湿行为进行了定量研究,分析了油浓度、表面粗糙度、粗糙结构特征、表面化学性质等因素对接触线移动速度、接触角、毛细上升高度等润湿特征参数的影响,并分析了含油制冷剂在不同表面上的润湿机制。首次发现了含油制冷剂在润湿过程中由于Marangoni效应造成的“液膜爬壁”现象,这导致含油制冷剂的表面润湿性显着高于纯制冷剂。此外,纳米颗粒沉积表面、多级微纳结构表面与普通粗糙结构表面的润湿行为类似,其对于含油制冷剂的润湿性正相关于表面粗糙度。但氟化多级微纳结构表面并未出现“液膜爬壁”现象,这主要是由其亲制冷剂、疏油的特性造成的。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-05-01）
王业飞,白羽,侯宝峰,王任卓,白群山[5]（2018）在《阳离子/非离子复合表面活性剂改变油湿性砂岩表面润湿性机制》一文中研究指出通过表面张力、接触角及Zeta电位测量首次研究并提出阳离子/非离子复合表面活性剂十六烷基叁甲基溴化铵(CTAB)/辛基苯聚氧乙烯醚(TX-100)改变油湿性砂岩表面润湿性的吸附模型及机制。结果表明:阳离子/非离子复合表面活性剂CTAB/TX-100改变油湿性砂岩表面润湿性的效果比单一阳离子表面活性剂CTAB及非离子表面活性剂TX-100的效果更显着;CTAB与TX-100间存在良好的协同效应,CTAB分子预先吸附在油湿性砂岩表面充当锚粒子,TX-100分子通过疏水作用与其形成聚集体,从而提高了TX-100及CTAB在油湿性砂岩表面的吸附量;TX-100的存在也提高了CTAB与油湿性砂岩表面羧酸类物质形成离子对的能力,并使离子对的解吸附能力增强,因此改变油湿性砂岩表面润湿性的效果更显着。(本文来源于《中国石油大学学报(自然科学版)》期刊2018年02期）
谢娜[6]（2018）在《EWOD液体透镜动态响应测试与润湿机制研究》一文中研究指出介质上的电润湿(Electrowetting on dielectric,EWOD)是利用电场控制介质表面微小液滴形态的现象。基于EWOD技术的液体变焦透镜的光学成像原理类似于人眼,具有体积小、响应速度快等优势,在可便携数码设备等方面有着广泛的应用前景。尽管科研工作者们已对介质表面液滴的电润湿动态响应展开了一系列的研究,但电润湿的迟滞效应和接触角饱和现象仍未被很好地解释;另一方面,封装在液体透镜内部的双液体界面的动态响应过程要比平面介质上自由液滴的动态响应过程复杂,因此有必要对EWOD液体透镜的动态响应进行专门的研究。传统的利用高速摄影的方式记录液滴响应过程,再逐帧分析接触角的方法,不适用于封装在非透明筒壁液体透镜内部液体界面动态响应研究,且影响液体透镜焦距的不仅仅是接触角,还包括液滴的振荡模态,因此有关EWOD液体透镜的焦距随工作电压的动态变化过程还没有被清晰地认识。本论文旨在为EWOD液体透镜的动态响应特征描述提供一种新方法,具体的创新点如下:1.研制了一种基于高斯光束传输理论的液体透镜焦距变化动态过程的测试装置,提出了一种测量和表征EWOD液体透镜动态响应特性的方法;并用该装置研究了自制的EWOD液体光学透镜焦距动态变化过程,得到了很好的信号波形。透镜的焦距随着外加激励电压的极性和幅值的变化而变化,光通量出现的特征峰值是由电压极性和透镜液面的振荡模态的作用下产生的。该实验装置具有简单、经济、操作方便、测量精度高、范围宽、误差小等优点;该测试方法时间分辨率高,可以得到一些采用高速相机无法得到的结果,也可广泛应用于各类可变焦透镜的测试。2.基于测试平台进行了方波信号和正弦信号激励下的EWOD液体透镜透过光通量的典型响应特征分析,得到了不对称阈值电压特征和稳定响应临界频率特征。根据稳定响应临界频率特征提出了 EWOD液体透镜的测试信号优化方案;根据不对称阈值电压特征得到了透镜内部的电润湿机制和激励电压极性相关的结论。3.分别研制了 EWOD液体透镜响应时间智能测试系统和焦距智能测试系统。基于动态响应测试实验平台和焦距测试实验平台,辅助MATLAB程序控制和分析,分别利用交互式计算机辅助控制平台可对液体透镜的响应时间和焦距进行多次自动测量和记录,提高了测试精度。基于这两套智能测试系统,可进一步完成对传递函数的研究,以及不同材料、结构等条件下的EWOD液体透镜的性能优化研究。4.得到了电介质更易束缚导电溶液中负电荷的结论。用正弦、双极性脉冲及单极性脉冲信号激励EWOD液体透镜,通过对光通量强度的分析,发现驱动电压的正负极性会对液体透镜的响应造成较大差异,负极性驱动下透镜的响应效果更为明显,利用电介质电荷束缚理论对上述现象作出了合理的解释。该结论对电润湿机理的研究有一定的推动作用。(本文来源于《南京师范大学》期刊2018-03-20）
焦云龙[7]（2017）在《润湿接触线的移动机制及轮胎—路面抗湿滑特性研究》一文中研究指出润湿是固体表面上一种流体取代另一种与之不相混溶的流体的动态过程,常见的润湿现象是固体表面上的气体被液体取代的过程,因此润湿性是固体表面的重要特征之一,直接影响着接触界面上流体的铺展与相变特性。表面润湿性存在领域广泛,如湿滑路面车辆行驶、挡风玻璃雨刮器设计、橡胶密封性能等。由于传统的润湿性理论大多集中在接触角模型等领域,这些模型在描述流体的动态铺展特性方面具有一定的局限性,因此很难利用这些参数去研究表面润湿性对界面摩擦特性的影响,进而解释湿滑路面上汽车的打滑机理。鉴于润湿接触线的移动机制对描述流体在固体表面上的铺展行为有天然的理论优势,尤其在微观尺度条件下,固体表面粗糙度在接触线移动过程中的力学作用机理,对设计固体表面微观形貌来控制界面流体的铺展与润湿特性,进而改善接触界面的摩擦学特性有着重要的理论参考价值。因此本文从润湿接触线的物理和力学机理入手,对表面润湿性以及接触线的移动机制进行研究,同时以此为基础,探索轮胎-路面间抗湿滑性能机理,不仅具有重要的理论意义,而且对提高湿滑路面汽车行驶安全性的轮胎与路面设计具有重要的实际工程价值。首先基于润滑近似理论和二维Navier-Stokes方程,推导液滴平壁铺展过程中考虑弯曲液面曲率的膜厚演化方程,研究液滴铺展过程中的能量、速度以及接触线的变化情况。数值结果表明:液滴平壁铺展过程可分为扩展和收缩两个阶段,铺展过程伴随着液滴表面能、动能以及各种能量的相互转化;液滴铺展过程中的“坍塌效应”与弯曲液面处的Laplace压力差有关,接触线的最终铺展半径由固体基面固有的润湿特性所决定。其次,利用数值仿真和润湿性实验相结合的方法,从湿滑表面移动接触线的物理和力学机理,定量描述以及在接触界面中的作用等角度入手,对微织构表面上流体的润湿和铺展行为进行了量化研究。研究结果表明:液滴内部的Laplace压力是促进液滴铺展的主要驱动力,液滴在微织构和光滑表面上分别满足R～t1/4和R～t1/7的铺展标定律;Laplace压力和液滴自身重力与固-液界面的黏性阻力之间的平衡关系,是接触角滞后效应的主要力学机制;接触角滞后与固体表面形貌密切相关,具有相同表面粗糙度的固体表面,由于表面形貌不同接触角滞后可能存在明显的差异。最后,利用自主研制的线性往复摩擦磨损试验机和粘弹性体摩擦试验机分别对橡胶滑动接触界面以及真实轮胎-路面的摩擦学特性进行了实验性研究。研究结果表明:对于湿滑状态下的橡胶滑动界面来说,固-液接触角越大,稳态滑动摩擦系数越大;路面积水对轮胎的制动摩擦系数以及制动效果有着非常明显的影响,当路面水膜厚度处于薄层状态时,由于较高的滑移率,汽车在制动过程中仍然有很大的打滑风险;尤其在紧急制动过程中,薄层水膜对轮胎的滚-滑运动状态有着极其重要的作用,轮胎更倾向于滑动运动状态,从而导致制动摩擦系数的减小,影响行车安全。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2017-09-01）
张晨辉[8]（2017）在《表面活性剂对液滴在靶标表面润湿粘附行为的影响机制及调控》一文中研究指出润湿是日常生活中的常见现象,在诸多方面发挥着重要作用,尤其是农业领域。农药药液在作物叶片表面润湿铺展,从而实现农药有效成分的渗透和传递,使作物免受有害生物的侵袭。但是,农药及其代谢物具有生物毒性,且易残留于农产品表面,因而需限制其用量。资料显示,我国农药利用率为36.6%,大量药液在叶片表面或聚并流失,或弹跳滚落,并在大气、土壤和水环境中富集,严重危害生态环境安全。因此,实现农药液滴在作物表面的有效润湿,是减少农药用量的关键因素。本文通过研究不同靶标固体的界面结构特性,探讨了表面活性剂分子结构、浓度等对靶标表面润湿粘附行为的影响规律及作用机制,以此为基础,制备得到高附着高润湿的水基型和油基型农药增效助剂,实现了表面活性剂对润湿粘附过程的有效调控,提高药液在植物叶片上附着,减少农药用量。研究了非离子表面活性剂Triton X-100在5种光滑固体表面润湿粘附行为,发现其润湿状态符合Young方程。表面活性剂分子在固-液界面吸附的驱动力主要为疏水相互作用、静电相互作用及Lifshitz-van der Waals作用力,其吸附量与固体表面自由能及分量有关。当液滴与固体表面无限接近过程中,粘附力的突跃值随浓度增加而升高,原因为表面活性剂分子向固体表面前体水膜中迁移,同时表明液滴更易粘附于固体表面。表面活性剂间的协同或拮抗作用对润湿粘附过程也有重要影响。利用座滴法研究了非离子表面活性剂Triton X-100在植物叶片表面接触角,考察浓度对接触角、粘附张力、固-液界面张力及润湿状态影响。通过对比叁种不同分子结构表面活性剂,发现Triton X-100提升润湿粘附能力最强,SDS次之,DTAB最差。由于植物叶片表面粗糙,在低浓度下,表面活性剂分子在气-液界面和固-液界面吸附量相似,形成了不饱和吸附层,接触角保持不变,其润湿状态为Cassie-Baxter状态;当浓度进一步增加,液滴突破叶片表面叁维立体结构中存在的钉扎效应,取代空气层而处于Wenzel状态,接触角陡降。在小麦叶片表面,当浓度超过CMC时,表面活性剂分子在气-液界面和固-液界面形成饱和吸附层,并产生毛细管效应,使溶液在叶片叁维立体结构中产生半渗透过程。与小麦叶片相比,水稻叶片疏水性更强,其在高浓度下才能实现润湿状态转化为Wenzel状态。同时,随着TrtionX-100浓度增加,液滴在水稻叶片表面粘附力逐渐(最大值、突跃值及残留)提升,说明其有利于其表面粘附和持留。根据表面活性剂对液滴在作物叶片表面润湿粘附行为的影响机制,制备得到了两种农药增效助剂。在田间药效试验中发现,在农药使用量减少25%的情况下,其防治效果依旧达到90%,实现农药药液有效润湿和传递,以此提高农药利用率,减少农药用量,保障生态环境安全和农产品质量安全。(本文来源于《中国农业大学》期刊2017-06-01）
邢文清[9]（2017）在《Al_2O_3颗粒增强Sn-9Zn复合钎料低温润湿铝合金界面行为及钎焊机制》一文中研究指出钎焊作为一种古老的焊接方式被广泛应用,传统的Sn-Pb合金钎料由于Pb的毒性和各国禁Pb法令的出台使其使用受到限制。Sn-Zn系无铅钎料由于熔点和成本低、力学性能好有望代替传统钎料。然而,Zn在高温环境下易氧化而且润湿性能也较差的特性制约其应用。本研究以Sn-9Zn钎料为例,通过感应熔炼结合钢膜浇注的方案,制备利用不同组分的Al2O3纳米颗粒以及微米纳米双尺寸Al2O3颗粒增强的Sn-9Zn复合钎料,系统地研究了复合钎料中的Al2O3颗粒对钎料本身的性质、钎料对6061铝合金的低温润湿性及钎焊性的影响规律和作用机理。试验结果表明:通过向Sn-9Zn基体钎料中添加增强相Al2O3颗粒所得的复合钎料,其熔点和熔程均小幅度下降。Sn-9Zn-1Al2O3(nm)-0.75Al2O3(μm)复合钎料的熔点比原Sn-9Zn钎料的熔点降低1.5℃。复合钎料显微组织中分布在β-Sn基体上的Sn-Zn共晶组织的长度变短,分布更均匀。通过加入微纳双尺寸Al2O3颗粒,复合钎料显微组织中的针状Sn-Zn共晶变为均匀细小的圆斑状。其中Sn-9Zn-1Al2O3(nm)-0.75Al2O3(μm)复合钎料显微组织中Sn-Zn共晶尺寸最为细小且分布间距较大、数量较少。同时,Al2O3纳米颗粒的加入使得复合钎料的显微硬度和抗拉强度均增加,伸长率有所降低。通过加入微纳双尺寸Al2O3颗粒,复合钎料的硬度和抗拉强度均呈现出先增加后减少的趋势。相比于原sn-9zn钎料,sn-9zn-1Al_2O_3(nm)-0.75Al_2O_3(μm)复合钎料的显微硬度增加21.6%,抗拉强度增加18.6%。其原因为熔入钎料内部的Al_2O_3颗粒对位错运动的阻碍作用以及对sn-zn共晶组织增长的抑制作用。向Sn-9Zn基体钎料中添加不同成分Al_2O_3颗粒所制备的复合钎料均对6061铝合金有着较好的润湿性。sn-9zn-1Al_2O_3(nm)-0.75Al_2O_3(μm)双尺寸颗粒增强复合钎料在6061铝合金上的铺展面积最大为113.2mm2,比原sn-9zn钎料对6061铝合金的润湿面积提高了182%,其原因为熔入基体钎料的Al_2O_3纳米颗粒或双尺寸Al_2O_3颗粒时对复合钎料对铝合金的润湿界面al8znsn4固溶体层增长的抑制作用以及对其形貌的改善作用。对Al_2O_3纳米颗粒增强sn-9zn的复合钎料润湿6061铝合金的铺展动力学进行分析可知,通过增强相Al_2O_3颗粒可以缩短润湿铺展过程的时间,主要体现在快速控制阶段和反应控制阶段方面。sn-9zn-1Al_2O_3(nm)复合钎料润湿过程中快速控制阶段所需时间缩短0.4s左右,反应控制阶段的时间缩短2.8s左右。此外,Al_2O_3纳米颗粒使得复合钎料润扩散控制阶段处θ(n)减小,宏观表现为增加复合钎料在6061铝合金上的铺展面积。向Sn-9Zn基体钎料中加入Al_2O_3颗粒所制备的复合钎料所对应钎缝显微组织呈现出先细化后粗化的趋势,对应界面微观形貌中al8znsn4固溶体层由扇贝状变为平直状,其厚度亦呈现出先变细后变粗的趋势。向sn-9zn基体钎料中加入Al_2O_3颗粒所制备的复合钎料对应钎缝中的钎料组织和界面Al_8ZnSn_4固溶体层的显微硬度均呈现出先增加后降低的趋势。其中sn-9zn-1Al_2O_3(nm)-0.75Al_2O_3(μm)复合钎料的钎焊接头组织及界面的硬度分别为29Hv0.3和40.3Hv0.3,比原Sn-9Zn复合钎料分别相应提高了25.5%及17.3%。其原因为熔入钎料内部的Al2O3颗粒对位错运动有阻碍作用以及对钎料组织的细化作用。复合钎料对应钎焊接头的剪切强度呈现出现增加后降低的趋势。Sn-9Zn-1Al2O3(nm)-0.75Al2O3(μm)复合钎料钎焊接头抗剪切强度为43MPa,相比原Sn-9Zn钎焊剪切强度提高了54.1%。铝合金钎焊断口上均有韧窝出现,且大小不一,Sn-9Zn-1Al2O3(nm)-0.75Al_2O_3(μm)复合钎料钎焊接头断口形貌中聚集的韧窝数量最多,尺寸更小且更均匀,呈现出典型的韧性断裂特征。(本文来源于《太原理工大学》期刊2017-06-01）
李慧,张君[10]（2017）在《ZnO纳米棒阵列膜在低功率UV照射下润湿性可逆转换机制研究》一文中研究指出通过水热合成、硬脂酸修饰的方法制备了超疏水性ZnO纳米棒阵列膜。该膜经低功率紫外辐照后,表面润湿性转变为超亲水性;在暗室中放置一段时间,则又恢复为超疏水性。ZnO纳米棒阵列膜样品经UV辐照后通过FT-IR分析发现其疏水性硬脂酸并未发生明显地光降解,这表明紫外诱导的表面润湿性转变并非由光催化去除有机物导致。继而通过对样品的XPS研究发现,氧空位(VO)在膜表面润湿性的转变中发挥了重要作用。提供了一种研究紫外诱导ZnO纳米棒阵列膜表面润湿性可逆转换机制的新途径。(本文来源于《功能材料》期刊2017年05期）
润湿机制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氧化钇部分稳定的氧化锆(Yttria-stabilized Zirconia,简称YSZ)广泛用作航空发动机热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)材料。然而,外界环境带入的沉积物(主要成分为CaO、MgO、Al_2O_3、SiO_2,简称CMAS)会严重腐蚀热障涂层,引起热障涂层服役寿命大幅度下降。因此如何提高热障涂层表面抗CMAS腐蚀能力是提升其使用寿命的关键技术之一。本文采用密度泛函理论(Density functional theory,简称DFT)计算方法,系统研究了熔融CMAS在YSZ块体表面和纳米微表面的润湿能力,通过粘附功、表面张力、黏度等参数探索了CMAS/YSZ的润湿性机制,获得具有疏熔融CMAS的YSZ表面,从而提高YSZ抗CMAS腐蚀能力,得到以下结论:(1)通过研究纳米YSZ晶体的表面活性发现,YSZ块体表面与纳米微表面的表面能变化趋势为:E_(surface)[(010×010)]>E_(surface)[(111×010)]>E_(surface)[(101×010)]>E_(surface)[(111×101)]>E_(surface)[(101×101)]>E_(surface)(111)块体表面>E_(surface)(101)块体表面>E_(surface)(010)块体表面,其中,纳米微表面模型E_(surface)[(010)×(010)]_((4×4))表面能最大达到6.7667Jm~(-2),是块体表面YSZ(111)最大表面能1.3964 Jm~(-2)的5倍,从而纳米微表面化学活性强于块体表面。电子结构分析显示,纳米微表面YSZ[(010×010)]的高活性来源于其更高的费米能级能量-1.8403eV,更宽的赝能隙,以及最大的表面原子键长Δd(O-Zr)(0.03?)和表面原子电荷ΔQ_A(O-Zr)(0.26)。同时发现了YSZ纳米微表面与块体表面表面能存在一定的函数关系,即Y=N×B,其中B是两个组成块体表面表面能的平均值,N是一个正整数,Y为纳米微表面的表面能。(2)CMAS熔体在YSZ块体表面的润湿动力学模拟发现,接触角变化趋势为YSZ(110)<YSZ(001)<YSZ(111)<YSZ(101)<YSZ(010),粘附功的变化趋势为:YSZ(110)>YSZ(001)>YSZ(111)>YSZ(101)>YSZ(010),表明CMAS熔体在YSZ(110)的润湿性最好,在YSZ(010)表面的润湿性最差。对其表面张力和黏度计算,发现CMAS/YSZ(110)的表面张力(γ=0.27 Jm~(-2))小于CMAS/YSZ(010)(γ=0.37 Jm~(-2)),黏度系数值却非常接近。从原子角度考察CMAS/YSZ(110)与CMAS/YSZ(010)润湿性差异本质,发现在高温环境下,疏熔融CMAS性的CMAS/YSZ(010)界面Ca、Mg、Al、Si、O离子分布没有明显的变化,而亲熔融CMAS性的CMAS/YSZ(110)界面离子,特别是Mg、Si和O离子重新分布,其中Mg离子渗透到YSZ表层,而Si离子和O离子更接近YSZ(110)表面。CMAS/YSZ界面离子分布的差异源于YSZ(110)表面比YSZ(010)表面具有更多的氧原子,从而表现出更高的活性。(3)CMAS熔体在YSZ纳米微表面的润湿动力学模拟发现,接触角变化趋势为YSZ[(101×101)]>YSZ[(010×101)]>YSZ[(010×010)],粘附功的变化趋势为:YSZ[(101×101)]<YSZ[(010×101)]<YSZ[(010×010)],表明熔融CMAS在YSZ[(010×010)]的润湿性最好,在YSZ[(101×101)]表面的润湿性最差,但CMAS在YSZ纳米微表面的润湿角都小于38°±2°,表现出良好的亲熔融CMAS性。从原子角度考察熔融CMAS在YSZ纳米微表面与熔融CMAS在YSZ块体表面润湿性的差异,发现在高温环境下,CMAS/YSZ界面中Y元素从YSZ中析出,向CMAS熔体中偏聚;而CMAS中Ca、Si两元素向YSZ中偏聚,同时CMAS/YSZ接触的高活性位点完全熔化,导致CMAS在YSZ纳米微表面相对其在YSZ块体表面表现出更好的润湿性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
润湿机制论文参考文献
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[9].邢文清.Al_2O_3颗粒增强Sn-9Zn复合钎料低温润湿铝合金界面行为及钎焊机制[D].太原理工大学.2017
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