新型矿用EMI降尘剂对煤尘的润湿特性研究

随着矿井机械化开采程度的提高,煤尘产生量也随之增大。针对煤矿井下作业环境中的粉尘污染日益严重的问题,通过测定含不同质量分数绿色高效生物降尘剂(EMI)溶液的表面张力,并以不同粒径煤尘与EMI溶液的接触角、煤尘润湿速度、煤尘吸湿量及保水性为指标,研究了不同质量分数的EMI溶液对不同粒径煤尘的润湿效果。实验结果表明:随着溶液中EMI降尘剂的质量分数增大,煤尘的接触角逐渐减小,煤尘完全沉降所需时间逐渐下降,吸湿量逐渐增大,保水性逐渐增强,且失水后煤样的板结性较大。通过分析得出EMI润湿煤尘的作用机理:降低水的表面张力;增加溶液润湿性;减少水分流失;提高溶液的抗蒸发性。

微量稀土及工艺参数对SnAgCu钎料合金润湿特性的影响

选用商用水洗钎剂,采用润湿平衡法研究了Sn2·5Ag0·7CuXRE系钎料合金在不同钎焊工艺参数下对表面组装元器件润湿特性的影响。研究结果表明:添加微量稀土(RE)可改善钎料的润湿特性,当RE添加量(质量分数)达0·1%时,润湿效果最好;钎焊温度升高、钎焊时间和预热时间延长,可不同程度提高润湿力,但钎焊温度过高、时间过长,润湿力下降;Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金在最佳钎焊工艺参数钎焊温度250℃、预热时间15s、钎焊时间5s时,润湿力最大,达到现行商用Sn3.8Ag0.7Cu钎料合金的润湿力,能满足表面组装对无铅钎料润湿性能的要求。

Mo添加对Ni_3Al-TiC润湿特性的影响机制研究

采用2AP-LEITZ高温显微镜对TiC-Ni3Al的润湿接触角进行了实验测定,着重探讨了Ni3Al对TiC的润湿特性以及Ni3Al中添加少量Mo的影响机制.结果表明,TiC与Ni3Al之间具有良好的润湿性能.5wt％Mo的添加使Ni3Al向TiC基板浸渗的深度增大,并与TiC颗粒发生固溶反应置换出部分Ti,在其周围形成一个含Mo的壳层.在这个壳层里,Ti、Mo进一步与Ni3Al固溶,这些反应降低了液-固表面张力,导致了润湿接触角的下降,从而改善了TiC-Ni3Al的润湿性.

单股流布水改性碳钢表面的润湿特性

湿式静电除尘技术收尘极表面的易腐蚀和水膜均布问题是影响该技术连续可靠运行的重要因素。针对这两个问题,对碳素钢冷轧成型板进行了抗腐蚀保护层和在保护层基础上黏附不同附加亲水层的改性。使用称重法和平面成像法进行了单股流布水不同Reynolds数下不同改性表面持液量、表面流量、成膜率、水膜平均厚度等润湿特性的研究。结果表明：抗腐蚀保护层降低基材的润湿特性,附加亲水层中台丽碳纤维布的持液量较基材碳钢表面增加1.0-2.2倍,细沙粒成膜率比基材碳钢增加50%-60%,水膜厚度均在0.3-0.7 mm之间（最大达1.4 mm）;玻璃纤维布黏附在环氧树脂表面的疏松程度直接影响表面的润湿特性,涂刷第3层环氧树脂后自然晾晒12 h,120℃加热1 h后敷设玻纤布,自然冷却至固化得到的表面润湿特性最佳,其持液量可达0.014-0.021 g·cm-2,临界饱和时间〈3 min,实现完全润湿,成膜率较基材增加34-40倍;改性材料表面布水参数：喷水孔间距≥10 cm、Reynolds数超过2000,此时表面液膜为波动层流,可获得理想冲刷效果。

PEMFC气体通道表面润湿特性对气体扩散层中水分布的影响

采用格子Boltzmann方法(LBM)数值模拟研究了质子交换膜燃料电池(PEMFC)中气体通道(GC)表面润湿特性对气体扩散层(GDL)中液态水分布和含量的影响,从微观层次详细分析了液态水在GDL-肋板(land)交界面处的传输过程。研究结果表明,与亲水GC相比,疏水GC增加了GDL中的液态水含量。由于GDL中的液态水对电池性能的影响很大,在建立相关模型研究PEMFC中液态水分布时必须考虑GC表面润湿特性的影响。

Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-xNi的润湿特性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂研究了Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-x Ni钎料合金在Cu引线和Cu基板上的润湿特性。结果表明,当Ni添加量为0.05%-0.1%时,Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE钎料合金中在Cu引线上具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力;在Cu基板上具有较小的润湿角和较大的铺展面积;焊点界面区Cu6Sn5厚度小而平整;其润湿特性满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求。

农药液滴在植物枝叶表面润湿特性研究进展

目前用于农林业病虫害防治的农药液滴不能很好的粘附到靶标叶片表面上,导致农药投入量高,靶标针对性差,农药浪费严重,提高农药利用率的前提是掌握农药液滴在植物叶片表面上的润湿过程。从试验研究、理论分析和数值模拟这3个方面分析农药液滴在植物枝叶表面的润湿附着特性,阐述叶片表面形态和表面活性剂对农药液滴表面张力及接触角的影响,分析多尺度表面结构与农药液滴铺展的关系,综述计算流体力学(CFD)技术在预测农药液滴润湿特性领域的应用。现有文献中表明目前以重复试验为主的方法成本高、周期长,而数值模拟适用性广,是未来农林领域重要的研究方向,为与之匹配的喷雾设备研制和农药制备提供理论依据。

飞秒激光诱导Al_2O_3陶瓷表面微纳结构及润湿特性研究

飞秒激光以其极短脉宽和极高的峰值功率几乎可以胜任任何材料的加工.利用飞秒激光微加工平台,通过单点烧蚀和线扫描微加工的方式,在工业级氧化铝陶瓷材料表面诱导出随机分布的纳米结构和条纹结构,条纹结构的周期约为314 nm.文章研究了激光脉冲个数、扫描速度和偏振方向等参数对氧化铝陶瓷表面微纳结构形成的影响.结合激光直写技术,在陶瓷表面诱导出大面积的微纳结构分布,分析了加工前后陶瓷表面润湿特性的变化,实现了陶瓷表面改性.

SnAgCuRE系钎料合金的润湿特性

选择商用水溶性钎剂,以润湿平衡法,研究了SnAgCuRE系钎料合金在表面贴装元器件上的润湿特性。结果表明:当w(RE)为0.1%时,预热15s,255℃钎焊5s,该钎料合金具有最大的润湿力1.510mN和最小的润湿角11.03°,与传统的Sn63Pb37钎料的润湿力相当,可满足表面组装元器件对其润湿性能的要求。

SnAgCu系钎料合金对表面贴装元件润湿特性研究

采用润湿平衡法,研究了水溶性钎剂条件下SnAgCu系钎料合金对表面贴装元件的润湿特性。试验结果表明,钎焊温度对润湿力作用显著。Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金的最大润湿力为1.265 mN,其最佳工艺参数分别为:预热时间15 s,钎焊温度255℃和钎焊时间5 s。该润湿力高于目前商用的Sn3.0Ag0.5Cu钎料,与Sn3.8Ag0.7Cu钎料润湿力相当,完全能够满足表面组装行业对无铅钎料润湿性能的要求。

石墨烯功能表面润湿特性的研究与发展

石墨烯独特的润湿特性使其作为功能材料已经在表面工程领域引起了广泛关注。介绍了石墨烯润湿性的模拟方法,归纳和总结了缺陷结构、表面形貌、表面污染物等因素对石墨烯润湿性的影响规律。在分析石墨烯的润湿透明现象研究观点的基础上,阐述了润湿透明现象产生的原因,归纳总结了石墨烯润湿透明性方面的研究成果。基于石墨烯和氧化石墨烯的两种不同涂层方式,探讨了石墨烯超疏水表面的构筑方法。根据石墨烯功能表面润湿性的研究与发展现状,提出了石墨烯润湿特性研究需要解决的关键科学问题,并对石墨烯润湿特性的未来发展趋势进行了展望。

μDMFC流场板润湿特性对气液输运的影响

μDMFC流场沟道的微型化增加了流体在沟道中的流动阻力,容易使CO_2气泡堵塞沟道,不仅影响甲醇溶液的输运,而且还会阻碍甲醇向催化层传质,降低电化学反应效率,因此需要改善μDMFC阳极沟道的气液输运特性。基于VOF方法 ,采用计算流体力学软件FLUENT对μDMFC阳极沟道内的气液两相流进行数值模拟,研究双层流场板沟道侧壁面润湿特性对气液两相分布的影响。结果表明:单层流场板沟道内气液两相呈现分段流动现象,而双层流场板沟道内的气液两相呈现分层流动现象;双层流场板沟道内的含气率明显低于单层流场板沟道,并且压降特性前者优于后者;同时双层流场板沟道侧壁上层为疏水性,下层为亲水性时,不仅有利于气液输运,还有利于甲醇传质,为提升μDMFC的性能提供了一种有效的方法。

正负电晕放电改性白松木表面形貌和润湿特性

为了探明放电活性粒子改性木材表面形貌和润湿特性及其机理,采用针-板电极产生正电晕和负电晕改性白松木表面,然后通过扫描电子显微镜、接触角测量仪、拉曼光谱仪和红外光谱仪分别获取参数,最后分析了放电处理后的白松木表面形貌、润湿特性和化学组成变化情况。研究表明,增加放电电压和作用时间,白松木表面的粗糙度和润湿性随之增加,纤维素和木质素的拉曼光谱强度随之减少,亲水基团的红外光谱强度随之增加;并且,放电处理后的白松木表面微观形貌、润湿特性和化学基团之间呈现关联特性。该研究为电晕放电改性木材表面的应用提供了有价值的参考。

润湿特性对超级电容器储能动力学的影响机理

润湿特性对超级电容器储能性能有着至关重要的影响。借助分子动力学模拟,本文研究了润湿特性对超级电容器储能动力学行为的影响。以石墨烯和晶体铜作为疏电解液和亲电解液电极材料。结果表明,在充电过程中,亲电解液铜电极呈现出非对称的U型微分电容曲线,负极电容是正极的～5.77倍,不同于经典双电层理论Gouy-Chapman-Stern(对称U型)和疏电解液型。该现象与离子自由能阻力分布密切相关,负极自由能阻力远小于正极(～2倍)和疏电解液电极,进而有利于强化双电层结构对电极电压的响应能力,导致更高微分电容。通过微分离子电荷密度,本文再现了微分电容演变规律,并发现改善润湿性会显著降低双电层厚度。最后,我们指出润湿性直接影响储能微观机理,将电荷储存机制从离子吸附和交换共同主导(疏电解液)转变到离子吸附主导(亲电解液)。本文所得结论揭示了润湿特性对储能动力学行为影响的原子层级机理,对超级电容器材料设计、构筑与润湿特性调控具有重要指导意义。

润湿特性对多孔介质缓慢干燥过程影响的数值模拟

采用二维孔隙网络模型,对不同孔隙结构下亲水多孔介质与憎水多孔介质的缓慢干燥过程进行模拟,考察润湿特性的改变对二维多孔介质干燥过程中液相分布、蒸发速率以及干燥总时间的影响。模拟结果表明,忽略重力与黏性力影响时,多孔介质干燥过程只受毛细压力控制,亲水多孔介质蒸发端为无规则形状,而憎水多孔介质蒸发端则根据孔隙尺寸分布与喉孔比的不同呈现不同的特性;干燥总时间与润湿特性、蒸发速率、孔隙结构相关;当喉孔比相同时,紧凑多孔介质的干燥总时间小于非紧凑多孔介质;当喉孔比较小时,亲水多孔介质的干燥总时间小于憎水多孔介质;当喉孔比较大时,憎水与亲水多孔介质的干燥总时间可以近乎相等。

基于接触角的木材表界面润湿特性研究现状及问题分析

木材表界面润湿特性与其表面物理化学性质密切相关,是木材表界面特性中的重要参数之一.系统地总结、阐述近年来国内外对木材表面润湿渗透特性、木材表面自由能计算以及木材表界面润湿特性影响因素的研究现状,并对木材表界面润湿特性研究过程中存在的问题和发展趋势进行探讨,可为改善木材表面加工性能及调控木材表界面结构等提供理论依据.

温拌高黏改性沥青的流变及润湿特性

现有表面活性剂类温拌高黏的主要问题是高温性能略有衰减,60℃黏度会随加热次数增加而显著衰减,影响了其增黏、增韧的效果。文章以自主开发的油溶性温拌剂(CNS-T)为研究对象,以高黏改性剂(Tafpack-Super,TPS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene Butadiene Styrene block polymer,SBS)为改性剂,制备60℃黏度不显著衰减的温拌高黏改性沥青,并通过常规指标、温度扫描、多应力重复蠕变、弯曲梁流变试验及接触角试验评估CNS-T温拌高黏改性沥青的常规性能、流变性能及铺展、润湿特性变化。结果表明:CNS-T可显著降低高黏沥青135℃黏度,软化点与60℃动力黏度基本不降低,减缓了高黏沥青重复加热导致的黏度衰减;CNS-T使高黏改性沥青不可恢复柔量降低,恢复率增加,抗车辙因子略有降低,但不影响高温等级,且低温劲度减小,蠕变速率增加,低温性能改善;CNS-T可显著降低高黏改性沥青与集料在高温时的接触角,增强其在集料表面的润湿、铺展效果。

酰胺及醚类表面活性剂对沥青流变及润湿特性影响

为弥补现有水溶性温拌剂受限于施工温度的不足,采用酰胺及醚类表面活性剂复配了5种油溶性温拌剂。将温拌剂添加至基质沥青中制备了温拌基质沥青,通过常规物理性能评价,优选了2种温拌剂。在此基础上,采用频率扫描试验和多应力重复蠕变试验评价沥青的流变特性,采用沥青与集料的接触角评价沥青的润湿特性。结果表明,5种温拌剂中,配方4和配方5的软化点较高,且针入度适中,将此二种配方作为优选温拌剂。频率扫描试验结果显示,配方4和5均能提升基质沥青的高温性能和弹性性能,并降低累积应变,其中配方4的作用效果更好。接触角试验结果显示,两种温拌剂均能降低基质沥青与集料间的接触角,改善基质沥青润湿特性,相比较而言,配方4的改善效果更佳。

多喷嘴对置式水煤浆气化细灰的润湿特性影响因素研究

对五种不同粒径分布的多喷嘴对置式水煤浆气化细灰的接触角通过Washburn毛细管上升法进行测定,对无机矿物质晶体质量分数、水煤浆气化细灰表面基团以及结晶度等影响细灰润湿特性规律进行分析.结果表明:接触角会随着粒径的增大而减小,但不是单调变化,还会受到其它物理化学性质的影响.对颗粒润湿特性造成影响的主要因素除了粒径之外,还包括石英、-OH以及Si-O-Si基团,随着上述三个因素的增加,颗粒润湿性也会随之加强;-OH以及Si-O-Si基团峰面积和接触角之间呈现出线性关系.

双级微结构上二氧化硅粒子对微注压成型PP表面润湿特性的影响

提出一种柔性复制法,采用微注射压缩(μ-ICM)成型具有微拓扑结构的仿生聚丙烯(PP)表面.通过复制模板上的双级微结构,所成型的PP材料表面上呈现具有锥形顶面的双级微结构,即微棱和高纵横比的微锥体.由于微锥体之间的间隙较大,水滴浸润其间隙的上方,这使该表面呈现中等黏附的超疏水特性.在μ-ICM过程中,涂覆在模板上的二氧化硅纳米粒子(SNPs)被转移到熔体中,并牢牢附着于微结构表层,赋予其表面亚微米或微米粗糙度,形成多层次微结构.在附着有亲水SNPs的微结构上,高表面自由能使水滴完全浸润微锥体之间的间隙,表面的水接触角为161.9°、滚动角大于90°,呈现极高黏附的超疏水特性(花瓣效应);在附着有疏水SNPs的微结构上,水滴受疏水SNPs的排斥而减弱与表面之间的黏附作用,表面的水接触角为163.5°、滚动角为3.5°,呈现极低黏附的超疏水特性(荷叶效应).