煤尘表面特性及润湿机理的研究

通过煤尘的红外光谱实验、电泳实验和正向渗透实验系统,研究了煤尘的表面化学结构、表面电性和表面润湿性,对煤尘表面润湿机理进行了研究,阐明了非离子表面活性剂溶液对煤尘的润湿效果好于阴离子表面活性剂溶液的机理.研究表明,溶液对煤尘的润湿性能不仅取决于溶液的气-液表面张力,而且取决于溶液与煤尘的固-液界面张力,溶液与煤尘的固-液界面张力的大小,又与煤尘的疏水性、电性、溶液添加剂(如表面活性剂)的结构、性质等密切相关.

呼吸性粉尘润湿机理及润湿剂复配实验研究

针对呼吸性粉尘危害大且难润湿的问题,基于润湿剂能降低液滴表面张力的机理,设计润湿剂复配方案;利用沉降法优选出最佳复配润湿剂,并通过测定溶液表面张力验证复配方案的合理性;选取6种煤样并且每种都制成3类浓度不同的呼吸性粉尘,利用喷雾降尘实验台测定复配润湿剂的降尘效果。结果表明,优选出的复配润湿剂降尘效率达到90%,尤其适用于高浓度粉尘场所。

活性金属/陶瓷润湿机理研究

基于界面反应热力学研究了活性金属 /陶瓷润湿机理 .把金属 /陶瓷界面反应处理成金属表面相和增强相陶瓷表面相之间的反应 ,同时考虑表面相、体相的结构和能量的差异 ,讨论了金属 /陶瓷界面反应对润湿性的影响 .结果表明 ,金属 /陶瓷界面反应自由能变化和固相陶瓷组成变化引起的界面能变化都是影响润湿性的重要因素 ,仅在某些情况下 ,两者之一才成为决定润湿性的关键因素 .

塑料浮选的润湿机理

简要阐述了促使塑料选择性润湿的可行方法。其次叙述了用不同表面活性剂处理几种塑料的基本浮选试验结果。并用最新的吸附理论分析了试验结果。以揭示其基本润湿机理。结果表明，尽管在浮选过程中有选择性润湿，但在塑料表面也发生了表面活性剂的非选择性吸附。而且，结果明显地指出在疏水表面上氢键不是表面活性剂吸附的主要因素。

纤维润湿机理

纤维的现代工业化生产常常涉及到其它空气喷射变形加工中的润湿问题。润湿是使喂入纤维通过一水浴给湿头子或喷射单元来进行。这些装置或者与变形喷嘴相连或者自成一独立的给湿系统。如果不考虑应用中的技术问题。

CuSn预合金粉芯复合银钎料的润湿铺展机理

研究了添加质量分数为30%~70%CuSn预合金粉复合银钎料在T2紫铜基体上的润湿铺展过程,并讨论了CuSn预合金粉复合银钎料在紫铜基体上的润湿铺展机理.结果表明,在与紫铜基体的润湿铺展过程中,初始接触角由30%CuSn的119°降低到70%CuSn的94°.最终接触角由30%CuSn的15°下降到70%CuSn的7°.当粉芯中CuSn合金粉含量为60%时,钎料在铜板上的润湿面积达到530.04 mm^(2),相比于未添加CuSn合金粉时提高了约66%.由于低熔点CuSn预合金粉的前驱润湿作用使复合银钎料表面张力降低,初始接触角和最终接触角随着CuSn预合金粉含量的增加而减小.CuSn预合金粉在钎焊过程中先于BAg30CuZnSn钎料外皮熔化,形成熔融的铜锡液态合金薄层,降低了固液界面张力.随后,熔化的BAg30CuZnSn箔带在先期熔化的铜锡液态薄层上铺展,并与其发生溶质原子的扩散反应,最终形成液态复合钎料.低熔点CuSn预合金粉的加入,使复合银钎料在铜上的润湿性能显著改善.添加40%CuSn预合金粉复合银钎料与铜基体的反应润湿界面均匀致密,其中白色富Ag相互连接,Sn元素主要分布于富Ag相和周围的锡青铜相中.

三硅氧烷超润湿剂及其在植物叶表面超润湿铺展机理研究进展

超润湿剂能够显著增大药液在植物标靶表面润湿沉积覆盖率,提高农药的利用率,提升农作物产量。具有独特结构的三硅氧烷聚醚型表面活性剂呈现出良好的超润湿铺展性。本文综述了植物叶表面的微观结构和润湿性、超润湿剂的结构与超润湿性关系,及从超润湿剂的浓度、溶液中聚集体形态、润湿基底、Marangoni效应、自亲效应等对超润湿性的影响不同角度地揭示了超润湿铺展机理,并对超润湿机理的深入研究提出了展望,为今后超润湿剂的设计合成和超润湿铺展机理的深入认识和研究提供了理论依据和指导。

香蕉叶表面特征及浸润性机理研究

【目的】研究香蕉树冠层不同时期蕉叶的正、反面润湿行为,以期为农药雾滴在蕉叶表面滞留调控机制提供依据。【方法】采用接触角测量仪表征蕉叶表面的静态润湿性能;利用高速摄像机记录液滴在蕉叶表面的动态润湿行为;使用场发射扫描电镜对蕉叶表面进行微观形貌观察获取表面结构信息,并借助傅立叶红外光谱仪分析其表面化学成分;基于Wenzel和Cassie润湿理论构建蕉叶表面微观结构模型,建立润湿方程阐述其润湿机理。【结果】扫描电镜发现蕉叶正面呈现微米-纳米级双层复合结构,在微米级突起结构上布满了纳米级乳突结构,分布为4.6个/μm2,条状突起宽度为(16.03±3.48)μm,乳突平均直径为(0.116±0.068)μm,蕉叶背面微米级条状突起结构尺寸大于正面,宽度为(74.25±9.80)μm,纳米级结构上呈现出网状突起,宽度为(2.35±0.49)μm,蕉叶背面的润湿性普遍大于正面的;在不同生长时期的蕉叶中,剑叶正面表现出亲水性,静态接触角(Contact angle,CA)为71.46°±6.02°,而其他时期的蕉叶正、反面均表现出弱疏水性,表明嫩叶正面具有更强的润湿和铺展能力;通过对成熟蕉叶正表面构建Wenzel和Cassie润湿模型,分析计算得出成熟蕉叶正表面本征CA为20.76°,具有超亲水性,表明其纳米级乳突结构为多糖。【结论】蕉叶表面疏水的微米-纳米级双层复合结构以及亲水的化学成分共同作用导致了其表面表现出弱疏水性的润湿状态,而纳米级乳突结构的多糖是导致其表面具有亲水效应及高黏附效应的原因。

涤棉混纺织物润湿性机理的探讨

本文论述与验证了棉与聚酯纤维的润湿性机理及两者混纺后体现在织物上的润湿现象,并由此得出在涤棉混纺织物上获得良好润湿性的基本要点。

不同变质程度煤尘润湿性差异的^(13)C-NMR特征解析

为探究不同变质程度煤尘微观分子结构参数对其润湿性的影响,利用^(13)C-NMR试验获取了6种不同变质程度煤尘的碳骨架结构参数,采用光学法液滴形态分析系统对不同煤种煤尘的润湿接触角进行了测定。根据试验结果,得到了芳碳和脂碳结构参数随变质程度的变化规律,并利用SPSS软件分析得到了煤尘润湿性的主要影响因子为f'a,fHa,fBa,fPa,fHal,fOal。针对芳碳,随着f'a,fBa,fHa含量的增加,fPa含量的减小,煤尘的疏水性增强;针对脂碳,随着fHal与fOal含量的减少,煤尘的亲水性减弱。最终,通过煤尘润湿性影响因子变化率的分析,得到了不同变质程度煤尘润湿性差异的微观机理,实现了对传统煤尘润湿理论的改进与拓展。

N_2保护对无铅波峰焊Sn-0.7Cu焊料的润湿性影响及其在焊接工艺中的应用

以Sn-0.7Cu焊料、免洗助焊剂为试验材料,采用SAT-5100可焊性测试仪对不同温度不同N2浓度条件下的润湿性进行测试。结果表明,实施N2保护大大改善焊料润湿性,分析润湿机理,阐明N2保护下润湿性改善的原因,指出N2保护的意义还在于拓宽生产工艺窗口,使得工艺参数可在更大范围内调整。

SiO_(2)-BN复相陶瓷润湿性及其接头微观组织

采用座滴法开展Ag-21Cu-4.5Ti合金钎料对SiO_(2)-BN复相陶瓷润湿与铺展行为研究.利用SEM、XRD分析润湿界面微观组织以及形成机理.通过调控SiO_(2)-BN复相陶瓷中BN含量,研究Ag-21Cu-4.5Ti/SiO_(2)-BN复相陶瓷润湿体系的润湿模型.结果表明,Ag-21Cu-4.5Ti/SiO_(2)-BN复相陶瓷润湿体系的典型界面反应产物为TiN和TiB2,随着体系BN含量的增加,润湿性逐渐变好.对SiO_(2)-BN复相陶瓷与Nb进行钎焊试验,典型界面组织为SiO_(2)-BN复相陶瓷/TiN+TiB_(2)/Ti_(2)Cu+(Ag,Cu)/(βTi,Nb)/Nb.接头抗剪强度随着钎焊时间升高先增大后减小,当钎焊温度为880℃,保温时间10 min时,钎焊接头抗剪强度最高,到达39 MPa.

非溶剂诱导聚苯乙烯超薄膜去润湿过程中不同有序表面形貌的形成

利用原子力显微镜研究了带有自然氧化层硅基底上聚苯乙烯薄膜在不同非溶剂诱导下的去润湿过程.研究发现,非溶剂是通过渗透取代机理诱导高分子薄膜发生去润湿.薄膜的形貌取决于成孔过程与孔增长过程的相对速度.当聚苯乙烯(PS)薄膜厚度为15 nm时,随着溶剂烷基链的增长,成孔数显著降低;然而孔开始合并时孔径明显地增加.当PS薄膜厚度增加到25 nm时,随着溶剂烷基链的增长,成孔数略有降低,薄膜形貌形成长程有序的双连续的结构.当PS膜厚为35 nm时,与其它2个膜厚相比,成孔数大幅下降.此外,温度和分子量能进一步降低去润湿过程中的成孔数,从而形成分形结构形貌.

无机盐对化学抑尘剂在煤尘表面润湿性能的影响

选用了四种不同种类的抑尘剂产品,研究了两种无机盐NaCl和Na2SO4对抑尘剂在煤尘表面润湿性能的影响。结果表明,无机盐的加入提高了抑尘剂对煤尘的润湿性能;无机盐的阴离子价态越低,抑尘剂在煤尘表面的润湿性能提升越明显;随着无机盐含量的增加,抑尘剂对煤尘的润湿能力呈现出先增加后降低的趋势;NaCl对不同类型抑尘剂的润湿性提高程度不同,抑尘剂中阴离子表面活性剂含量越高,NaCl对抑尘剂的润湿能力提升越明显,其润湿性能最高提升3.8倍左右。

煤矿井下湿式喷雾除尘技术研究前沿与展望

煤尘灾害严重影响着矿井的高效生产和矿工的生命健康。为了保障煤矿安全的职业健康,分析了现有的基于喷雾除尘的防治理论与技术,全面概述了现有的湿式喷雾防尘的基础理论,并针对目前研究的不足,在综采作业环境降尘技术、除尘机理、抑尘材料等3个方面做出进一步的研究展望。研究表明,我国已经初步研发并形成了应用于不同煤尘防治体系的抑尘剂,未来可从物理微观角度与化学改性分析相结合的方法来进一步推动高效环保抑尘剂研发,同时在可吸入的微细小煤尘颗粒的润湿和团聚、抑尘材料的保水性和可降解性等方面的抑尘技术上实现突破。

碱性降尘剂润湿煤尘及吸收硫化氢试验研究

煤矿井下的粉尘和硫化氢同属职业危害,严重威胁工人身体健康及煤矿安全生产.为实现尘毒高效共治,采用试验和理论分析相结合的方法开展研究.将表面活性剂和碱液(Na_(2)CO_(3))复合配制成碱性降尘剂,通过测定其表面张力、溶液与煤尘的接触角评估其润湿性能,并利用沉降试验验证溶液对煤尘的润湿效果.结果表明:质量分数为0.05%的仲烷基磺酸钠(SAS60)与质量分数为1.0%的Na_(2)CO_(3)的组合润湿效果最好,其表面张力值、接触角、沉降时间分别为26.45 mN/m、10.97°、6.94 s.通过自制硫化氢吸收装置,检验所配碱性降尘剂对硫化氢的吸收性能.试验结果表明:随着Na_(2)CO_(3)质量分数增大,溶液吸收硫化氢效率先迅速升高,后逐渐趋于稳定.综合润湿性能、吸收硫化氢性能以及煤矿应用成本考虑,最终确定碱性降尘剂的最佳组成为质量分数0.05%的SAS60和1.0%的Na_(2)CO_(3),其对硫化氢的吸收效率为87.67%.根据无机化学和界面化学理论,从降低溶液表面张力、增强固液界面作用和降低临界胶束浓度(CMC)3个方面阐明了Na_(2)CO_(3)的强化润湿机理.

废旧塑料浮选分离研究进展

介绍了塑料浮选的发展历史与研究进展。根据润湿机理,塑料的选择性润湿方法主要分为吸附润湿、表面氧化、吸收润湿和Gamma浮选4类。目前发展出的浮选分离方法主要有控制液气界面张力的Gamma浮选、物理方式对塑料表面改性的物理调控浮选和润湿剂吸附的化学调控浮选3类。物理调控方法包括等离子体处理、火焰处理、臭氧氧化、颗粒调控、湿式氧化和电晕放电等技术,化学调控浮选常用润湿剂包括甲基纤维素、木质素磺酸钙、单宁酸等。最后对近10年来塑料浮选的研究进展进行综述。

SDBS溶液对赵庄煤表面润湿作用机理的研究

采用原子力显微镜(AFM)实验研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液浓度对赵庄煤表面水化膜厚度的影响规律,基于赵庄煤-SDBS-水三相动力学模型,从分子尺度揭示了SDBS溶液对煤表面的润湿机理.结果表明:随着SDBS溶液浓度的增加,赵庄煤表面水化膜厚度呈现先增加后减小的变化规律,当SDBS溶液质量分数为0.050%时,煤表面水化膜厚度达到最大值13.7 nm,分子模拟结果表现出与实验相同的变化规律,验证了模拟的合理性.结合表面活性剂吸附构型图和径向分布函数(RDF)分析结果,揭示了SDBS分子中疏水尾部垂直于煤分子表面,亲水头部伸向水中的取向问题.通过RDF分析得出SDBS分子最容易吸附在赵庄煤分子中由多个苯环构成的芳香环上,且苯环的中间位置是最佳吸附位点(C吸附位点).当表面活性剂分子个数逐渐增多时,SDBS分子尾部与C吸附位点之间的距离先减小后增大,与实验所得水化膜厚度变化趋势相同.

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊

采用高纯氩气保护炉中钎焊的焊接方法研究了 15 %SiCp/ 30 0 3Al复合材料钎焊主要工艺参数对接头剪切强度的影响。结果表明 :采用HL4 0 2 +0 .4 %Mg +0 .1%Bi钎料配合钎剂QJ2 0 1钎剂 ,在钎焊温度 6 15℃ ,保温6min ,在 3kPa的恒压力作用下 ,钎料铺展好 ,钎焊缝致密 ,获得了较高质量的复合材料钎焊接头 ,接头剪切强度最高可达 35MPa。试验还表明 ,钎料成分、钎焊温度和保温时间是影响接头强度的主要因素 ,接头区Al SiC、SiC