前言:庆祝中国科学院兰州化学物理研究所成立60周年

中国科学院兰州化学物理研究所(简称“兰州化物所”)始建于1958年,由原中国科学院石油研究所催化化学、分析化学、润滑材料三个研究室迁至兰州而成立,1962年正式更名为中国科学院兰州化学物理研究所.目前兰州化学物理研究所主要开展资源与能源、新材料、生态与健康等领域的基础研究、应用研究和战略高技术研究,其未来发展的战略定位是“西部资源与能源化学和新材料高技术创新研究基地”,力争建成具有“一流成果、一流管理、一流环境、一流人才”,特色鲜明,国际上有重要影响,国内不可替代并具有可持续发展能力的国立研究机构.

博学慎思,笃行达善——忆中国科学院院士党鸿辛先生

党鸿辛(1929~2005),中国科学院兰州化学物理研究所研究员、河南大学兼职教授,博士生导师,中共党员,中国科学院院士,摩擦学专家.我国摩擦学及固体润滑学科的开拓者和学术带头人之一,为解决我国国防军工和高新技术特殊润滑材料与润滑技术问题做出了重要贡献.第十届全国人民代表大会代表.2005年6月10日因病在北京逝世.时光荏苒,岁月流逝,敬爱的导师党鸿辛先生离开我们已整整十载.但每每回想起来。

刘维民院士荣获中国科学院先进工作者称号

不久前,人力资源和社会保障部、中国科学院联合印发表彰决定,授予14个集体“中国科学院先进集体”称号,授予20名同志“中国科学院先进工作者”称号。被授予“中国科学院先进工作者”称号的人员,享受省部级表彰奖励获得者待遇。中国科学院院士、中国科学院兰州化学物理研究所学术委员会副主任委员刘维民研究员荣获“中国科学院先进工作者”称号。

环烷基稠油火驱开发中焦炭生成规律及物理化学特征

为明确环烷基稠油在火驱过程中生成焦炭的规律和石油焦炭基本性质,应用动态气流氧化原油装置,开展了环烷基稠油注空气燃烧生成焦炭过程的研究,并对生成的石油焦炭进行了组成和结构表征。研究表明:环烷基稠油在250~300℃开始生成焦炭,随着反应温度升高,焦炭产率逐渐增加,温度达到450℃时,焦炭产率最高,为10.8%;温度为500~600℃时,焦炭的燃烧反应加剧,焦炭收率降至4.6%。电镜观察焦炭为0.05~1.00μm碳层叠加的致密片层结构,以400℃为分界点可以将焦炭分为2类。300~350℃生成焦炭的H/C为0.78~0.82,为含有大量烷基链的氧化焦炭;400℃时裂解反应加剧,稠油成焦过程由加氧反应为主转变为裂解反应为主;400~600℃生成焦炭的H/C为0.33~0.47,为芳香度和石墨化程度更高的裂解焦炭。该研究对环烷基稠油火驱开发点火及火线控制具有一定指导意义。

中国唐古特白刺 :二氧化碳超临界萃取种子油化学成分的研究(英文)

为开发和利用白刺生态和药用的双重价值 ,运用气相色谱 质谱联用技术 ,分析研究青藏高原唐古特白刺超临界二氧化碳萃取种子油的化学成分。应用色谱面积归一法测定了各成分的相对百分含量。从检出的 2 8个化合物中共鉴定了 12种成分 ,占总量的 85 99%。分别是 (Z ,Z) 9,12 十八碳二烯酸 (亚油酸 ) ,双环 [10 .1.0 ]十三碳 1 烯 ,7 十五炔 ,γ 谷甾醇 ,γ 生育酚 ,1,E 8,Z 10 十六碳三烯 ,9,12 十八碳二烯醛 ,2 4 甲基 5 胆甾烯 3 醇 ,(Z) 9,17 十八碳二烯醛 ,豆甾烷 3,5 二烯 ,二十烷等。其中 ,(Z ,Z) 9,12 十八碳二烯酸含量最高 ,占总量的 6 5 85 %。

油田化学剂中氟化物限制成分标准化检测方法研究

随着国家生态文明建设不断深入,国家环保法律法规要求日趋严格,近年来有机氟化物带来的环境问题受到越来越多的关注,部分全氟类化合物已列入重点管控污染物清单禁止使用。本文主要阐述了针对不同类型油田化学剂中潜在有机氟化物类环境风险管控成分的标准化检测方法研究。作者创新引入超声提取法,统一了不同类型油田化学剂的预处理方式;采用超高压液相色谱-串联质谱检测手段,并基于提取特征离子法,建立了油田化学剂中重点管控污染物全氟辛酸及其盐类、全氟辛基磺酸及其盐类有机氟化物含量测定方法,旨在推动相关检测方法的行业标准的建立,为油田化学剂的质量控制与环境风险管控提供高效可靠依据。

不同溅射技术制备MoN涂层的结构、力学和摩擦学性能研究

目的沉积条件对MoN涂层的微观结构、力学性能及摩擦学性能的影响至关重要,溅射技术决定了涂层的沉积条件,研究不同溅射技术对MoN涂层的结构及性能的影响。方法采用射频、脉冲和中频反应磁控溅射技术在单晶硅片和W18Cr4V高速钢上制备MoN涂层,利用X射线衍射、能谱仪、场发射扫描电镜、划痕仪、纳米压痕仪和高温摩擦磨损试验机等探究不同溅射技术制备的MoN涂层在显微结构、力学性能和摩擦学性能等方面的差异。结果采用射频电源制备的MoN涂层以六方相δ-MoN为主,采用中频直流电源和脉冲直流电源制备的MoN涂层以面心立方相γ-Mo_(2)N为主。随着氮气流量的增加,采用射频电源制备的MoN涂层的硬度先增加后减小,最大硬度为22 GPa,采用中频直流电源和脉冲直流电源制备的MoN涂层的硬度逐渐减小。采用射频电源制备的MoN具有最高的膜基结合力,临界载荷(FLc_(2))达到20 N以上,采用其他2种电源制备的MoN涂层的膜基结合力较低。在室温下,采用不同电源制备的MoN涂层的摩擦因数均较大。在300℃时,在磨痕内检测到β-MoO_(3),脆性氧化层容易磨损,导致摩擦因数增加。随着温度的升高,涂层表面发生氧化,生成了大量具有润滑作用的α-MoO_(3),摩擦因数逐渐下降。结论溅射技术对MoN涂层的微观结构和力学性能有着重要影响,采用射频电源制备的MoN涂层呈现出最优的力学性能和摩擦学性能。

CoCrMo和CoCrMoW合金的组织结构、力学性能及在小牛血清溶液中的腐蚀摩擦学性能研究

为了明确CoCrMo和CoCrMoW合金在小牛血清溶液中的腐蚀摩擦行为和耐腐蚀磨损机制,使用真空熔炼技术制备CoCrMo和CoCrMoW合金,采用SEM-EDS、TEM、XRD、压缩力学性能试验和腐蚀磨损试验研究2种合金的组织结构、力学和腐蚀摩擦学性能。结果表明:2种合金均由γ-Co和ε-Co组成,且微观组织以等轴晶为主。CoCrMo合金展现出优异的压缩力学性能,且其在小牛血清溶液中具有良好的耐腐蚀性,而CoCrMoW合金出现点蚀。2种合金在小牛血清溶液中具有较好的腐蚀摩擦学性能,其摩擦系数和磨损率分别为0.11~0.21和1.01×10^(-6)~2.46×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。随着载荷和频率的增加,2种合金的摩擦系数降低,实时摩擦系数稳定性提高。在低载荷条件下,合金的耐腐蚀磨损性能随频率的增大而增强,其磨损机制以磨粒磨损为主;在高载荷条件下,合金的磨损率随频率的增加而增大,磨粒磨损和腐蚀磨损并存。总体而言,CoCrMo合金的耐腐蚀磨损性能优于CoCrMoW合金,这主要是因为CoCrMo合金具有较好的压缩力学性能和耐腐蚀性能。

凹凸棒石在动物健康养殖中应用研究进展

凹凸棒石是一种天然含水富镁铝硅酸盐矿物,具有一维纳米棒状形貌、规整纳米孔道、永久结构负电荷和表面活性基团。作为功能性饲料原料,凹凸棒石可以改善饲料机械强度和动物养殖环境、吸附霉菌毒素和重金属离子、促进肠道健康和提高动物生产性能。经功能化改性后,赋予抗氧化和广谱抗菌等功能,可用于抗生素替代。围绕凹凸棒石在畜牧业健康养殖中的高值应用,文章综述了凹凸棒石在霉菌毒素吸附剂、抗菌材料、饲料粘结剂和养殖环境净化材料等方面的最新研究进展,展望了未来研究及关注重点,以期推进凹凸棒石在动物生产中的高效应用,同时为我国动物健康安全养殖提供新思路。

离子注渗复合表面改性技术研究进展

综合国内外研究现状,目前针对离子注渗复合表面改性技术已开展了大量的研究工作,然而还缺少对其进行系统介绍的研究报道。首先,对离子渗技术(离子渗氮、离子渗碳和离子渗硫)、离子注入技术(氮离子注入、碳离子注入和金属离子注入)和离子注渗复合技术的原理进行了介绍。其次,对上述表面改性技术的研究进展进行了综述和总结。最后,针对目前离子注渗复合技术的不足之处,从改善硬件设备、强化作用机理、系统研究复合处理工艺和促进其工业化应用等方面进行解决,提出要充分利用注渗和镀膜技术复合的优势来实现材料结构功能一体化,推动多相复合强化技术的研究与开发,为工业化应用奠定理论基础。

氟化石墨烯的理化性能、制备改性及摩擦学研究进展

氟化石墨烯(FG)作为1种石墨烯衍生物,兼具石墨烯材料低剪切、高承载的力学性能以及氟化碳材料独特的理化性能.相较于其他固体润滑材料,FG在极压性与减摩抗磨性等方面表现出了巨大的性能优势,成为当前固体润滑领域研究的热点材料.本文中梳理总结了近年来FG在制备方法、修饰改性、分散稳定性、润滑机制与润滑应用等方面的研究进展以及在应用过程中存在的主要问题,并对未来FG在摩擦学领域的主要研究方向与应用前景提出了一些建议和展望.

超疏水纳米涂层技术研究进展及应用

受自然界荷叶、玫瑰花瓣等植物超疏水现象启发,超疏水涂层在自清洁、油水分离、防冰等领域被广泛应用。然而,传统超疏水涂层依赖于其表面微观粗糙结构和特殊涂层材料,制备工艺复杂,耐久性差,防腐蚀性能不足。超疏水纳米涂层由于其独特的形貌和功能,使超疏水涂层变得多功能、通用、耐用、高效。本文综述了近些年来不同纳米材料超疏水涂层的设计与制备,针对不同超疏水纳米涂层的优缺点进行了评述,并简述了其在各个领域的潜在应用,如防菌、传感器、微流体、催化等。最后,本文指出了关于使用纳米技术的超疏水涂层的最新发展和未来趋势,通过对其新颖的制备策略和对其独特性质的研究为该领域的研究人员提供一定的理论和技术参考,推进超疏水纳米涂层在诸多领域的应用。

酚酸与蛋白质和碳水化合物相互作用及对面包面团的影响研究进展

近年来,研究人员常利用食品各组分之间的相互作用调节其感官性状和功能特性。酚酸、蛋白质和碳水化合物三者在面食制品中广泛存在并发挥着重要作用。目前为止,研究主要集中在酚酸-蛋白质和酚酸-碳水化合物的相互作用,以及二者相互作用在食品加工、机体保健等方面的应用。酚酸、蛋白质、碳水化合物所构成的三元体系中伴随着复杂的相互作用,这些相互作用能够赋予面食制品不同的感官性状和功能特性。本文主要介绍了酚酸、蛋白质和碳水化合物三者间的相互作用及其影响面包面团感官特性和功能特性等的研究进展,以期为酚酸、蛋白质和碳水化合物组成的三元体系在面食制品中的应用提供理论指导。

机械酶催化反应研究进展

机械酶学是一个全新的领域,是在机械化学的基础上提出来的,机械化学主要是把化学作用和机械作用应用到一起的学科.由于传统的化学合成方法可能会存在一些问题,比如:反应速度慢、产率低、污染环境等,而机械酶催化的提出可以改善或部分改善这一问题.我们主要从机械化学的起源和发展、机械酶催化的反应体系分类以及在机械酶催化过程中常用的酶等方面进行介绍、总结和展望.

环氧树脂-水凝胶软硬复合表界面各向异性摩擦研究

由取向微结构引起的各向异性摩擦学是生物系统中最常见的引起摩擦形式之一.而研究表明,软硬复合的生物表界面在获取各向异性摩擦力时更具有优势.因此,本研究中以最典型的钩状倒刺微结构为研究对象,结合3D打印先进制造技术,通过在仿生取向微结构表界面原位复合低模量的水凝胶材料,获得环氧树脂-水凝胶软硬复合表界面.研究结果表明,水凝胶在Fe^(3+)溶液中的配位交联6 h时,其模量为3.6 MPa,相对于环氧树脂(模量为13.6 MPa)为软材料.在5 N载荷下,仿生表界面正方向摩擦力为1.64 N,反方向摩擦力为3.44 N,其各向异性摩擦力最大差值可达1.80 N.本研究中对软硬复合的生物表界面具有一定的理论指导意义,有望在智能摩擦调控和软体机器人等方面发挥一定的作用.

酰胺型有机摩擦改进剂的制备及摩擦学性能研究

采用油胺与双丙酮丙烯酰胺、N,N-二甲基乙酰基乙酰胺通过酮胺缩合反应制备了2种新型酰胺型有机摩擦改进剂(DAO、DMO),所制备的有机摩擦改进剂在基础油PAO6中具有良好的溶解性.研究了DAO、DMO在不同温度下(25、80和135℃)的摩擦学性能,考察了有机摩擦改进剂与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)复配后的摩擦学性能.结果表明,在不同温度下DAO与DMO在PAO6中具有良好的减摩抗磨性能,且2种有机摩擦改进剂均与ZDDP表现出良好的协同减摩作用.拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析表明2种有机摩擦改进剂与ZDDP之间的协同作用主要得益于有机摩擦改进剂与ZDDP分子间的相互作用,在摩擦过程中发生摩擦化学反应,产生含有磷酸盐和硫化物等耐磨性化合物的致密摩擦化学反应膜,同时有机摩擦改进剂在ZDDP摩擦膜表面发生吸附,边界润滑膜与吸附膜共同作用实现了高温环境下良好的减摩与抗磨性能.

织构化钛合金表面MoS_(2)薄膜的制备及其微动摩擦学性能研究

钛合金作为1种性能优异的轻金属结构材料,其较差的耐磨性限制了钛合金在摩擦学领域的应用.本文中通过将表面织构化与固体润滑薄膜相结合在钛合金表面制备了MoS_(2)复合润滑薄膜,考察了织构参数以及摩擦对偶材料对其微动摩擦学行为的影响.研究表明:当摩擦对偶为GCr15球时,表面织构化与固体润滑剂相结合能显著减小材料的磨损和延长润滑寿命,织构密度为20%的样品表面容易形成转移膜,润滑寿命最长.而当摩擦对偶为TC4球时,在相同测试条件下,表面复合结构的抗磨寿命远低于摩擦对偶为GCr15球时的寿命.摩擦对偶材料影响着复合润滑结构的润滑寿命,表面织构能够起到补充固体润滑剂和捕获磨屑的作用,从而达到抗磨减摩的目的,同时适宜的织构密度能明显延长复合润滑结构的微动寿命.

橡胶减摩抗磨改性研究进展

橡胶因具有优异的理化性质及独特的力学性能而广泛应用于国防、航空航天、医用、交通、建筑及机械电子等领域,起到减震、缓冲和密封等作用.摩擦学性能是橡胶材料的重要指标之一,然而橡胶自身具有较高的摩擦系数,在一些应用领域,如活塞杆、阀轴(杆)密封、轮胎和水润滑轴承等,因黏连、摩擦生热、机械磨损及磨粒磨损等原因导致性能下降甚至失效.本文中首先综述了橡胶摩擦及磨损理论,随后从橡胶基体改性、橡胶表面处理以及表面织构化3个方面介绍了橡胶减摩抗磨改性方法的研究进展,并对其发展前景进行了展望.

流动点法表征润滑脂流动性与传统评定方法相关性研究

为建立更完善、高效的轴承润滑脂流动性能评价体系,采用旋转流变仪、润滑脂和石油脂锥入度试验器、润滑脂相似黏度试验器、FFK低温流压仪测试了锂基润滑脂、脲基润滑脂和磺酸钙基润滑脂3种不同稠化剂类型的润滑脂的流动点、锥入度、相似黏度和流动压力,分别研究了锂基润滑脂、脲基润滑脂和磺酸钙基润滑脂3种不同稠化剂的流动点与锥入度、流动点与相似黏度、流动点与流动压力随温度的变化规律并分别计算了它们的皮尔逊相关系数,结果显示润滑脂的流动点与锥入度、流动点与相似黏度、流动点与流动压力具有线性关系,其中流动点与锥入度呈中等相关,流动点与相似黏度、流动点与流动压力呈高度相关,说明利用旋转流变仪测定润滑脂的流动点亦可用于评价润滑脂的流动性能.

微点蚀损伤的研究进展与展望

微点蚀是高应力滑滚接触副在润滑油膜不能充分建立的条件下由于表面粗糙度的塑性变形引发的1种表面起源型疲劳损伤现象,常见于硬齿面齿轮、滚动轴承等关键机械零部件中,严重影响运动部件传动精度、服役寿命及可靠性.本文中重点调研了微点蚀研究与润滑材料评价所用的试验方法、微点蚀的成因及其关键影响因素,总结了微点蚀形成所涉及的表面/次表面微裂纹萌生及可能的演化过程.从摩擦学角度给出了工程实践中抑制微点蚀的可行性措施,并对未来关于微点蚀的重点研究问题进行了展望.本文中对润滑界面微点蚀失效分析、表面合理润滑设计和润滑油品抗微点蚀的添加剂关键组分筛选与评定有一定指导意义.