Cr_(2)O_(3)掺杂UO_(2)芯块晶粒生长动力学研究

本工作采用恒速升温和等温烧结实验方法研究了不同Cr_(2)O_(3)掺杂量UO_(2)芯块的晶粒生长动力学。结果表明,掺杂少量Cr_(2)O_(3)可以提高UO_(2)烧结速度,降低烧结温度。1500~1750℃下烧结,添加0.1wt%、0.5wt%Cr_(2)O_(3)均可以加速芯块致密化进程,添加Cr_(2)O_(3)后,烧结温度可以降低至1600℃,而标准UO_(2)烧结温度需在1700℃以上。掺杂Cr_(2)O_(3)可以明显促进UO_(2)晶粒生长,Cr_(2)O_(3)掺杂量越多,温度越高,UO_(2)晶粒生长速度越快。掺杂0.1wt%Cr_(2)O_(3)的UO_(2)芯块的晶粒生长动力学符合3次方模型,晶粒生长指数n=3,激活能Q=454.2 kJ/mol,掺杂0.5wt%Cr_(2)O_(3)的UO_(2)芯块的晶粒生长动力学符合2.2次方模型,晶粒生长指数n=2.2,激活能Q=371.3 kJ/mol。

氯化铷结晶介稳区宽度与生长动力学研究

为获得氯化铷工艺设计和建模所需结晶动力学参数,在等温间歇冷却实验装置中,采用浊度计测量氯化铷水溶液体系的介稳区宽度,加入晶种间歇冷却结晶实验测量氯化铷溶液过饱和度变化曲线,研究了氯化铷水溶液体系介稳区宽度和生长动力学。该体系的介稳区宽度随饱和温度升高而变宽,随搅拌速率的增加而变窄,随冷却速率增大而变宽。采用自洽Nyvlt介稳区方程计算得到氯化铷成核级数和成核速率常数,成核级数小于3,为瞬时成核;且成核级数和成核常数均随着饱和温度的升高而增大,说明成核速率随温度的升高而增大。当加入晶种的量超过一定数,溶液的过饱和度快速下降;根据过饱和度变化曲线计算得到了氯化铷晶体生长动力学参数。晶体生长指数在实验温度范围内接近2,晶体生长速率常数随结晶温度的升高而增大。

产香酵母菌丸麦曲固态发酵系统构建及其生长动力学研究

该研究设计了双层浅盘式生物反应器,以丸麦(去皮小麦)为培养基质,不同产香酵母为菌种,搭建丸麦曲固态发酵系统,并根据Logistic模型建立菌体生长动力学模型。结果表明,季也蒙毕赤酵母(Meyerozyma guilliermondii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、马尔克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)、葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)固态发酵26 h,丸麦曲中酵母活菌数均达4×10^(9) CFU/g以上。成功建立了4种产香酵母的Logistic模型(R2>0.96,P值均<0.001),模型拟合值与试验值间的相对误差均<3%,说明该模型能较好地反映4种产香酵母在丸麦上的生长特征。

CO_(2)和H_(2)S对镍基合金028点蚀敏感性及点蚀生长动力学的影响

目的探明CO_(2)和H_(2)S对镍基合金028钝化膜性能和点蚀敏感性的影响。方法采用循环动电位极化(CPP)、电化学阻抗谱(EIS)、莫特-肖特基(M-S)等测试方法,研究Cl-环境、CO_(2)-Cl-环境和H_(2)S-Cl-环境中镍基合金028的钝化膜性能。通过制备一维人工凹坑电极模拟点蚀坑的稳态生长,采用向负向电位扫描法,研究镍基合金028在局部点蚀环境中的金属溶解动力学,明确CO_(2)和H_(2)S对点蚀生长动力学的影响。结果CO_(2)和H_(2)S都会使镍基合金028钝化膜性能变差,而H_(2)S的影响更为显著,具体表现为:在H_(2)S-Cl-环境中具有更高的钝化电流密度jp、更低的点蚀电位Eb和再钝化电位Erp。H_(2)S-Cl-环境中的钝化膜电阻Rf、电荷转移电阻Rt和钝化膜厚度均低于CO_(2)-Cl-环境中的,此外,钝化膜在H_(2)S-Cl-环境中具有更高的点缺陷密度。在最大点蚀坑溶解电流密度jdiss,max相同的条件下,H_(2)S-Cl-环境中点蚀稳态生长所需的驱动力Emax明显低于CO_(2)-Cl-环境中的;在相同Emax下,H_(2)S-Cl-环境中的jdiss,max高于CO_(2)-Cl-环境中的。结论CO_(2)和H_(2)S通过增加钝化膜溶解速率、降低钝化膜电阻和增加点缺陷密度,不同程度地增加了镍基合金028的点蚀敏感性,而H_(2)S更容易造成钝化膜损伤。在点蚀稳态生长阶段,镍基合金028点蚀的稳态生长遵循塔菲尔规律,相比于CO_(2),H_(2)S更容易促进点蚀从亚稳态向稳态发展,并且在H_(2)S环境中具有更高的点蚀生长稳定性。

相场法研究温度对非晶一次晶化过程中微观组织演化及生长动力学的影响

尽管有大量的实验对非晶一次晶化进行研究,但是由于受到实验条件的限制,很难对非晶一次晶化过程进行实时跟踪观察。近年来,发展起来的相场方法充分考虑了非晶前驱体在转变过程中随成分变化的局部扩散特性,并能实时反映非晶一次晶化过程中微观组织演化过程,从而得到广泛应用。采用相场方法模拟研究温度对非晶一次晶化过程中微观组织演化和生长动力学的影响。结果表明:不同温度情况下,非晶一次晶化后期出现晶粒合并生长,随着演化时间的增加晶粒数量逐渐减少,晶粒尺寸逐渐增大。晶化分数随着演化时间和温度的增加而增加,温度越高,相同演化时间内的晶化分数越高。不同温度情况下所对应的生长指数均小于1,这表明非晶晶化方式为一次晶化,说明温度对非晶晶化方式无影响。

基于晶体生长动力学的扑热息痛结晶模拟教学改革与优化

扑热息痛是一种广泛使用的解热镇痛药,其晶体形貌对药物的溶解性、生物利用度和稳定性具有重要影响。实验采用了蒙特卡罗法和三维晶体生长模拟软件对扑热息痛的两种晶型在不同温度和过饱和度条件下的生长进行模拟。结果表明,温度和过饱和度显著影响晶体的生长速率和形貌,过饱和度越高,晶体生长速率越快,但可能导致晶体不稳定。同时,对实验数据的分析,揭示了不同条件下扑热息痛晶体的形貌变化规律,并将模拟结果与实际晶体形貌进行了对比验证,确认了模拟方法的准确性和可靠性。通过本教学实验,学生能够掌握晶体形貌的变化过程及其影响因素,深入理解温度、过饱和度等关键参数对晶体生长的具体影响。将有助于培养学生的创新思维和科研能力,满足现代高等教育对应用型人才的需求。

嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长动力学(英文)

在确定二价铁离子为A.f生长过程中惟一限制性底物条件下,通过考察初始亚铁离子浓度、初始pH值两种影响亚铁离子氧化代谢的主要因素来研究细菌的生长特性,得到以限制性底物亚铁离子浓度为表征的细菌生长曲线。利用基于Monod方程建立的细菌生长动力学方程模型,采用Matlab软件中的Gauss-Newton算法确定了在不同条件下细菌生长动力学参数,包括最大比生长速率μm、Monod常数K及Ro,推导出了不同条件下A.f对数期以底物Fe(Ⅱ)浓度为表征的生长动力学方程。

波动温度下罗非鱼特定腐败菌生长动力学模型和货架期预测

研究了0℃～15℃范围的波动温度条件下,有氧贮藏养殖罗非鱼的特定腐败菌-假单胞菌的生长动力学模型及其对剩余货架期预测的适用性.由Belehradek方程建立了温度对假单胞菌生长动力学影响的数学模型,在设计的两种波动温度条件下假单胞菌生长动力学模型的预测值,与波动温度贮藏罗非鱼中假单胞菌生长的实测值比较,偏差度在0.906～0.942之间,准确度在1.13～1.19之间.以假单胞菌生长动力学模型预测的剩余货架期,与波动温度贮藏罗非鱼的感官、VBN和假单胞菌数评价获得的实测剩余货架期相比较,相对误差分别为5.9%和 -9.1%.显示在贮藏温度波动的情况下,假单胞菌生长动力学模型同样可以快速可靠地实时预测0℃～15℃贮藏的罗非鱼剩余货架期.

铸造铝合金微弧氧化膜的生长动力学及耐蚀性能

研究了ZL101铸造铝-硅合金微弧氧化陶瓷膜的生长动力学,探讨了膜生长厚度与电流密度(i)和生长速率(v)的关系。分析了膜的形貌和相组成,并用电化学法测量不同膜样品厚度的极化曲线。结果表明:膜生长分为3个阶段,氧化初期,i较高,但膜层生长较慢。在膜快速生长阶段,膜生长速率达到极大值。膜生长进入平稳期后,i基本保持恒定,样品的外部尺寸不再增加,膜逐渐转向基体内部生长。合金化元素硅的影响主要表现为氧化初期对膜生长的阻碍作用。铸造铝合金经过微弧氧化处理后,腐蚀电流大幅下降,极化电阻增加了几个数量级。较薄的微弧氧化膜同样大幅度提高了铝-硅合金的耐蚀性。

豆腐中库特氏菌生长动力学模型和货架期预测

以引起豆腐腐败的特定腐败菌库特氏菌为研究对象,研究不同温度对其生长的影响,定量评价温度对豆腐货架期的影响,为货架期快速有效的估测提供有效的手段。将库特氏菌接种到豆腐表面,在4、12、20、30℃条件下贮藏,由此建立一级和二级生长动力学模型以及剩余货架期预测模型。结果表明,Gompertz函数能够很好的描述豆腐中的微生物生长动态,建立了4种温度下豆腐的微生物生长动力学模型。采用平方根模型(Belehradek)描述温度对最大比生长速率(μmax)和延滞时间(Lag)的影响,结果表明呈现良好的线性关系。用豆腐在8℃和25℃的库特氏菌实测值进行验证,偏差度(Bf)和准确度(Af)分别为1.04、1.02和1.20、1.18。获得的剩余货架期的预测模型为:SL=Lag-[(8.6-N0)/(μmax·2.718)]·{ln[-ln(7.14-N0)/(8.6–N0)]-1},用豆腐贮藏在8℃和25℃的货架期实测值验证建立的模型,预测值和实测值的相对误差分别为-3.47%和4.89%,说明建立的模型能够快速可靠的预测豆腐的微生物学品质和剩余货架期。

罗非鱼特定腐败菌生长动力学模型和货架期预测

以有氧冷藏养殖罗非鱼为研究对象,建立和验证了用于预测冷藏罗非鱼微生物学质量和剩余货架期的特定腐败菌生长动力学模型。感官、总挥发性盐基氮(TVBN)评价和微生物生长动态分析表明,罗非鱼在0～15℃贮藏中的特定腐败菌为假单胞菌,在0、5、10、15℃,感官货架期终点的假单胞菌数平均值为7.70±0.11log10cfu·g-1。假单胞菌在0、5、10、15℃的生长实验值用于建立生长动力学模型表明,Gompertz方程能很好地描述假单胞菌在0～15℃温度区域的生长动态。Nmax(最大菌数)受贮藏温度的影响不大,在4种温度下平均值在8.85±0.18log10cfu·g-1。温度对μmax(最大比生长速率)和Lag(延滞时间)的影响,采用Belehradek方程描述呈现良好线性关系。用贮藏在3、8℃假单胞菌的生长实验值,验证建立的模型,偏差度为0.97～1.01,准确度为1.02～1.04,货架期预测值和实测值的相对误差分别为3.47%和-7.91%,显示建立的模型可以快速可靠地实时预测0～15℃贮藏罗非鱼的微生物学质量和剩余货架期。

大菱鲆腐败菌生长动力学研究和货架期预测

采集0、3、7、10℃贮藏大菱鲆中希瓦氏菌生长数据,建立了大菱鲆0~10℃贮藏中特定腐败菌生长动力学模型和剩余货架期预测模型。感官、化学和微生物生长动态分析表明,希瓦氏菌为大菱鲆0~10℃贮藏中的特定腐败菌。Gompertz方程能较好地描述希瓦氏菌的生长。采用Belehradek方程描述的温度对希瓦氏菌最大比生长速率和延滞时间的影响均呈较好线性关系。以5℃贮藏大菱鲆中希瓦氏菌生长数据,对所建立的生长动力学模型和剩余货架期预测模型的准确性进行验证,得到最大比生长速率、延滞时间、货架期的预测值相比实测值的相对误差分别为-14.36%、5.61%和6.74%,表明建立的模型可以快速准确的预测大菱鲆0~10℃贮藏过程中的鲜度变化和剩余货架期。

大黄鱼产H_2S菌生长动力学模型和货架期预测

以有氧冷藏大黄鱼为研究对象,建立了分别用于预测冷藏大黄鱼微生物学质量和剩余货架期的产H2S菌生长动力学模型和剩余货架期预测模型。产H2S菌在0℃、3℃、7℃、10℃的生长实验数据用于建立生长动力学模型表明,Gompertz方程能很好地描述产H2S菌在0～10℃温度区域的生长动态。最大菌数受贮藏温度的影响不大,在4种温度下平均值为(6.53±0.14)lgCFU/g。温度对最大比生长速率和延滞时间的影响,采用Belehradek方程描述均呈现良好的线性关系。又用5℃和8℃条件下贮藏大黄鱼来验证剩余货架期模型的准确性,得到货架期的预测值相比实测值的相对误差分别为-9.29%和-16.2%,显示建立的剩余货架期模型可以较快速实时地预测大黄鱼在0～10℃条件下有氧贮藏过程中的鲜度品质和剩余货架期。

镁离子浓度对氧化亚铁硫杆菌生长动力学的影响

在氧化亚铁硫杆菌(T.f)培养过程中其他营养物质足量的情况下,通过考察不同初始Mg2+浓度对氧化亚铁硫杆菌(T.f)生长活性的影响,得到在不同Mg2+浓度下细菌的生长曲线。结果表明:T.f对Mg2+具有一定的耐受能力;当培养基中ρ(Mg2+)≤10 g/L时,Mg2+对细菌生长活性影响很小;其ρ(Mg2+)为15 g/L时,Mg2+开始产生延迟效应,抑制细菌生长;ρ(Mg2+)为20 g/L时,细菌生长完全受到抑制。同时利用基于存在非竞争性抑制的Monod方程,建立了T.f在高Mg2+浓度下的生长动力学方程模型,确定在不同条件下细菌生长动力学参数,包括最大比生长速率μmax、Monod常数Km及镁离子抑制常数KI。利用correl系数工具分析细菌比生长速率的实验值和模拟值之间的相关系数为0.973,表明该动力学方程能较好地描述Mg2+浓度对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。

硅橡胶膜生物反应器降解甲苯的细胞生长动力学

用新型硅橡胶膜生物反应器和假单孢菌(Pesudomonas putida mt-2)作为降解微生物,研究了溶解于废水中的甲苯的生物降解。实验测定了废水中甲苯的浓度,培养液中的细胞浓度和溶解氧浓度等。根据废水中甲苯浓度变化计算出的甲苯降解率在废水对培养液流量比为200/100mL h-1时达到93%,根据细胞浓度变化和甲苯浓度变化计算出的细胞比产率在流量比为30/100mL h-1时达到0.00221OD660 (mg L-1) -1。对细胞生长情况进行的分析表明,Monod方程难于描述这种反应器中的细胞生长动力学表现。在关于膜传质动力学问题研究的基础上,通过质量平衡方法构造了一个关于细胞生长的反应动力学模型,用模型进行的细胞生长理论计算与实验结果有较高的吻合程度。

波动温度下罗非鱼微生物生长动力学模型

构建了恒温下的冷链运输罗非鱼微生物生长动力学模型,得出了温度变化对微生物生长状态的影响,然后对所记录温度进行了处理,并结合Baranyi模型得出了波动温度下微生物的生长动力学模型,并且用模拟试验进行了验证,决定系数为0.956,均方误差为0.165,偏差因子为0.994,准确因子为1.134。结果表明,所构建的微生物生长动力学模型能够拟合实际的冷链物流中罗非鱼微生物的变化情况。

铜离子浓度对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生长特性和生长动力学的影响

通过研究Cu^(2+)浓度对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)生长特性的影响,得到在不同Cu^(2+)浓度下A.f菌的生长曲线,探究不同Cu^(2+)浓度对培养液中细菌浓度、p H、亚铁浓度和氧化还原电位的影响。结果表明:A.f菌对Cu^(2+)具有一定的耐受能力;当培养液中ρ(Cu^(2+))≤0.5 g/L时,Cu^(2+)对A.f菌的生长活性影响较小;当ρ(Cu^(2+))在1.0~2.0 g/L之间变化时,A.f菌的生长活性开始受到Cu^(2+)的影响,出现明显的延迟效应,Cu^(2+)开始抑制细菌生长繁殖;当ρ(Cu^(2+))≥3.5 g/L时,A.f菌生长完全受到抑制,几乎停止生长。随着培养液中Cu^(2+)浓度的增加,A.f菌生长活性受到的抑制作用也增大。依据Monod方程推导并建立了A.f菌在不同Cu^(2+)浓度下的生长动力学方程,各动力学曲线的相关性较好,表明动力学方程能较好地描述不同Cu^(2+)浓度对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。

透明度胁迫对菹草(Potamogeton crispus)生长的定量影响及其生长动力学模型

在实验室研究了不同水体透明度对沉水植物菹草生长的影响,结果表明,在实验条件下,当水体透明度低于12 cm时,菹草由于水下光照不足而无法存活;透明度为15 cm时菹草的生物量明显低于透明度为70 cm(对照)、35 cm和20 cm 3种情况下的生物量,表明在透明度为15 cm时,菹草的生长受到了明显的抑制。实验期间,菹草生物量变化的回归分析表明,不同透明度下菹草的生长均符合逻辑斯谛曲线。采用逻辑斯谛方程描述菹草的生长规律,结合实验结果,确定不同水体透明度下菹草的生长参数,结果显示:水体透明度对菹草生长的内禀增长率rm影响较大,而对菹草生长的环境容纳量k无明显影响。综合考虑水体透明度对菹草生长的影响,建立考虑水深和透明度因素的菹草生长动力学模型,该模型可预测出在外部水环境因素作用下菹草的动态生长过程。

纳米SiO_2复合对铝合金表面微弧氧化层生长动力学的影响

通过在微弧氧化电解液中添加纳米SiO2颗粒配制纳米电解液,在铝合金表面制备了纳米复合微弧氧化层,考察了恒电压和恒电流两种模式下纳米SiO2复合对微弧氧化层生长动力学的影响。结果表明,恒电压模式下,纳米SiO2复合大幅度提高了生长电流和微弧氧化层生长速率;恒电流模式下,纳米SiO2复合提高了微弧氧化层生长速率,电流效率提高。纳米SiO2颗粒在纳米复合微弧氧化层中掺杂,形成杂质能级,并且降低了微弧氧化层材料的禁带宽度,促进了微弧氧化电击穿过程,是纳米SiO2复合促进微弧氧化层生长的主要原因。

球形氢氧化镁的制备及其晶体生长动力学

制备花状球形氢氧化镁粉体,研究了几种关键因素对镁回收率的影响和氢氧化镁的晶体生长动力学.结果表明,随着反应溶液中Mg^(2+)初始浓度和pH值的提高,镁的回收率提高;提高反应温度使镁的回收率提高,但当温度超过60℃后,反应溶液中氨的大量挥发使其pH值迅速降低,因而镁回收率下降;陈化可以提高镁的回收率,当陈化时间超过60 min后因镁已完全沉淀,回收率不再提高.在最佳工艺条件下用氨法制备的氢氧化镁颗粒为花状球形,形状规则,分散性好,粒度均匀,粒径约2μm,单片厚度约30 nm.晶体生长动力学研究表明,析出Mg(OH)_2晶体的质量和Mg(OH)_2晶粒平均粒径随着时间呈指数增长.