基于化学亲和力模型的水合物生成动力学

水合物生成促进及动力学模型是水合物利用技术的关键问题。本文回顾了水合物生成促进技术的发展,实验研究了氧化石墨烯(GO)与十二烷基硫酸钠(SDS)复配促进剂体系下CO2水合物的生成动力学,揭示了不同浓度对水合物生成时间、耗气的影响规律。研究结果表明,在GO与SDS复配体系下,CO2水合物生成速度加快,诱导时间和生成时间缩短,耗气量增大。得出最佳复配浓度为0.005%GO+0.2%SDS,与纯水和单一0.005%GO体系相比,水合物的生成时间分别缩短69.7%和12.2%,耗气量提高11.24%和3.2%。建立了该体系下CO2水合物生成化学亲和力模型,并从模型角度研究了GO与SDS复配比例、温度和压力对化学亲和力模型参数的影响。利用Matlab对模型编程计算并与实验结果进行了对比分析,吻合很好。通过研究认为,化学亲和力模型可准确预测复配体系水合物的生成。

氧化石墨烯作用下的CO2水合物生成化学亲和力模型

纳米颗粒氧化石墨烯(GO)作为一种环保高效的水合物生成促进剂,少量即可大大加快气体水合物生成速率,缩短诱导时间,增大耗气量,但是目前缺少模型来研究含有GO体系中气体水合物的生成。因此利用高压反应釜,研究了279.15~281.15K和4~6MPa条件下,质量分数为(10~500)×10-^6的GO对二氧化碳水合物生成的影响。实验研究表明GO可大大促进气体水合物的生成,相较于纯水体系,生成时间缩短79.7%~85.0%。此外根据化学亲和力理论推导并建立了在GO作用下的气体水合物生成动力学模型,并通过MATLAB软件编程,将实验数据与模型相结合,计算化学亲和力模型参数(tk、-Ar/RT)。将模型所得压力和耗气量与实验数据对比分析发现,模型所得数据与实验数据结果具有很高的一致性。

化学亲和力与刀具选材

传统的切削刀具选材原则为:刀具材料的硬度要高于被加工材料的硬度;刀具材料应具有较强的耐磨性;刀具材料要有足够的强度和韧性;在高温下刀具材料仍能保持较高的硬度等等。对于一般被加工材料,按上述原则选择刀具材料无疑是可以的。然而,对于大多数难加工材料来说,单纯按传统方法选择刀具材料,有时即使完全满足上述条件的刀具材料,却不能胜任切削任务。或者是A种刀具材料对甲种被加工材料的切削能完全胜任,而对乙种被加工材料的切削却显得无能为力,而从硬度、强度等机械性能来看,乙种被加工材料比甲种被加工材料还低。反之,B种刀具材料虽不能胜任对甲种被加工材料的切削。

化学信息论——21世纪化学的重要课题之一

简要地介绍了1987年诺贝尔化学奖得主、法国化学家莱恩(Lehn)在定义超分子化学时所提出的化学信息论的概念 ,在审视有关化学信息论的近期发展中的一些问题的基础上 ,对Lehn提出的分子识别、化学反应智能化和化学信息论以及施耐德(Schneider)在1994年提出的分子机器理论进行了分析和思辨 ,并对这个领域的近期理论工作 ,提出了建议.

物理化学的奠基者——奥斯特瓦尔德

奥斯特瓦尔德是物理化学的奠基者,为物理化学作出了卓越的贡献,因通过催化作用使氨氧化为硝酸并应用于工业生产而获得了1909年的诺贝尔化学奖。本文回顾了奥斯特瓦尔德的成长经历、科研态度和精神;并给出了对科学研究的启示。

银基钎料中铈与杂质元素铅、铋作用机制

研究了银基钎料中铈与铅、铋的作用机制 ,发现在银基钎料中铈与铅、铋易形成高熔点的CePb ,CeBi化合物 ,从而抑制了铅单质相和铋单质相的形成 ,消除了杂质元素铅、铋对银基钎料铺展性能的有害作用。金属学分析和量子力学成键理论分析结果表明铈与铅、铋有极强的化学亲和力 。

Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi钎料对SiC_P/6063Al复合材料真空钎焊接头组织的影响

采用自制Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi合金对Si CP/6063Al复合材料进行真空钎焊。通过SEM、EDX实验方法分析钎料与化学镀镍后Si CP/6063Al复合材料真空钎焊接头的显微组织。结果表明:无铅钎料Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi合金显微组织主要由富Sn相、共晶组织和单质Bi构成;其显微组织形成机制可以用化学亲和力来表征,元素间的化学亲和力参数越大,越容易形成化合物;Si Cp/6063Al复合材料真空钎焊后的焊缝组织致密,钎料对镀镍复合材料的润湿性良好;界面生成的IMC为(CuxNi1-x)6Sn5,其晶体结构与Cu6Sn5相似,只是部分Cu原子被Ni取代。

能量守恒定律研究中的几个问题

本文从科学史上概要地介绍了作者对迈尔、赫姆霍兹、焦耳、朗肯和开尔芬等在发现能量守恒定律过程中的贡献,指出能量守恒定律的发现是这些科学家共同努力和由开尔芬最后完成的一个发现过程。

不同长径比纳米银线对焊料金属间化合物形貌及厚度的影响

为了提高汽车电子焊料的可靠性,研究了添加一维纳米线对焊料金属间化合物(IMCs)形貌及厚度的影响。通过添加不同长径比的纳米银线(AgNWs),制备了SAC3005-x AgNWs复合焊点。采用扫描电子显微镜(SEM)观察纳米银线的表面形貌,采用金相显微镜观察焊点的显微组织。结果表明:PVP与硝酸银摩尔比为6.0时,合成的纳米银线长径比和均匀性更好,d=30 nm,L=4~20μm;随着时效时间的延长,Cu_(6)Sn_(5) IMCs出现平面化现象;添加纳米银线可以抑制Cu_(6)Sn_(5) IMCs生长,抑制作用随着纳米银线长径比增大而减弱,d=80 nm,L=4~23μm时抑制效果最好。这是由于Ag原子和Sn原子的化学亲和力高于Sn原子和Cu原子的化学亲和力,添加纳米银线,Ag原子浓度增加,生成更多的Ag_(3) Sn IMCs抑制Cu_(6)Sn_(5) IMCs的生长,纳米银线长径比增大容易发生团聚、打结,扩散速率减慢,抑制作用减弱。

KAIST采用多级孔氮化钛材料提升锂硫电池性能

韩国科学技术院(KAIST)的研究团队研发了超稳定、高速率锂硫电池,该研究团队将多级孔氮化钛(hi-TiN)用作硫的宿主。氮化钛拥有较高的硫化学亲和力及高电导率,可防止活性材料的溶解,为电荷传递提供辅助。此外,大孔隙和介孔结构的协合效应可稳定容纳大量的硫,为电极渗透提供辅助。极性无机材料的硫化学亲和力高,但对于硫宿主多孔架构的管控能力有所不足。

色彩鲜艳的碳纤维织物

碳纤维在军事、建筑、体育器材、储能和基础设施等领域有着广泛的应用前景。几十年来,碳纤维的染色一直是一个巨大的挑战,因为它们的结晶度高,对染料的化学亲和力不足,这意味着碳材料几乎总是黑色或深灰色。近期,中国的武汉纺织大学、湖北大学、苏州大学及中国科学院山西煤炭化学研究所的研究团队开发出一种方法,其采用结构色代替化学颜料制备色彩鲜艳的碳纤维织物。结构色是由于光照在微米、纳米尺度的结构上发生相互作用(如折射、漫反射、衍射或干涉等,译者注)而产生的,因此研究人员能够通过在黑色碳纤维上涂覆二氧化钛(TiO2)层以产生颜色效应。

关于AG_2氧化铝新型复合陶瓷刀片的使用问题

AG2#复合陶瓷刀片广告登出以后,不断收到一些厂家的来信,现就信内所提的共同性问题答复如下. 一、产品性能特征今年五月十二日湖南省机械厅对该产品进行了鉴定,确认了该产品的切削性能在国内同类刀具中居领先地位,接近国外同类产品的先进水平,且具有以下特性:①摩擦系数低,因而可以进行自由切削,不易产生切屑瘤;②化学稳定性好,与钢的焊着温度高达1538℃,而且与黑色金属的化学亲和力小,故不会与工件产生粘接,使光洁度达△7以上;③耐磨性好,该产品常温硬度为HRA93.5～95,因而在加工高硬材料时,耐用度比硬质合金成10倍的提高;④红硬性高,在1000～1200℃高温下,仍能继续进行切削;⑤抗冲击性高,在V=60米/分、t=0.3毫米、S=0.15毫米/转条件下切削HRC52的淬火钢,冲击25,000次不崩刃,

丙烯酸酯高吸收率的化学研究

矿物鞣革对天然的或合成的化合物都有一种亲和力．制革者在制革时加入经过平衡的、不同用量的各种材料以满足工业上的需要。这些制革用产品包括植物浸膏、芳香族合成单宁、加脂剂、染料及(甲基)丙烯酸酯的聚合物等等。物质的结构和组成对亲和力的大小影响很大．其中聚甲基丙烯酸酯的影响最强．对革的物理和化学亲和力都很大．这样导致的高吸收率及其特殊结构对革的性能和废液处理都有很大的好处。甲基丙烯酸用在制革湿处理上，已有二十多年的历史，估计现在全世界每年的用量约有100MM磅(译者注：MM不知是何种计量单位)。这样长期且大量的使用现状，

热浸镀锡铜磷钎料的性能

以Cu93P钎料为基体,在其表面热浸镀锡,制备CuPSn钎料,采用扫描电镜、万能力学试验机、显微硬度计、差热分析仪、箱式电阻炉和体视显微镜分析锡镀层的界面形貌,钎料的抗拉强度、显微硬度、熔化温度和润湿性。结果表明:在Cu93P钎料表面热浸镀锡过程中,液态锡与钎料发生了界面反应,生成Cu_(6)Sn_(5)金属间化合物,即钎料基体与锡镀层形成良好的冶金结合;随着热浸镀温度的升高和时间的延长,CuPSn钎料的抗拉强度和显微硬度均呈降低趋势,抗拉强度的降低源于界面处产生的Cu_(6)Sn_(5)脆性化合物和孔洞,显微硬度的降低源于热浸镀的去应力退火作用;Cu93P钎料表面热浸镀锡可降低钎料的熔化温度,提高钎料的润湿性,Cu93P钎料表面热浸镀5.20%(质量分数)锡之后,Cu88.16P6.648Sn5.20在纯铜板上的润湿铺展面积比基体Cu93P钎料增加43.15%。

硼硅酸盐核废料玻璃在深地质处置过程中腐蚀机理研究进展

在放射性核废料深地质处置过程中,硼硅酸盐玻璃是目前国际上首选的固化材料。但是在10^(5)~10^(6)年的时间尺度上不能排除地下水对玻璃侵蚀,因此需要进行玻璃在水溶液环境中的长时间腐蚀机制的研究。研究过程发现,大多数玻璃最终都会以一个及其缓慢的残余速率腐蚀,因此可以使利用玻璃在深地质处置核废料。本综述针对硼硅酸盐核废料玻璃现有的腐蚀现象、行为及模型进行了总结,并讨论其中存在的问题,为玻璃长期腐蚀性研究提出可能的研究设想。