玻璃膜基材料的制备及电致变色机理研究

采用溶胶-凝胶技术,以[CH_3(CH_2)_3O]_4Ti、La_2O_3、CoCl_2·6H_2O为前驱体,在ITO(氧化铟锡)玻璃基板上成功制备了Ti、Ti/La、Ti/Co不同摩尔配比的复合膜,确定了电致变色玻璃膜基材料制备的最佳工艺参数。采用XRD、热重-差热分析(TG-DTA)及电化学检测其膜基材料的循环伏安特性,并分析其电致变色特征机理。研究表明:(1)TiO_2薄膜试样的烧成温度、镀膜层数、[CH_3(CH_2)_3O]_4Ti掺量、掺杂类别是影响膜基材料结构和性能的主要因素;(2)使用二乙醇胺作为螯合剂能够有效抑制Ti(OH)4沉淀的生成;(3)掺杂La_2O_3和CoCl_2·6H_2O制备的TiO_2玻璃膜基溶胶电致变色性能优良;(4)制备的TiO_2变色膜基材料透过率好,循环可逆性高,循环伏安特性明显。研究结果为电致变色膜基材料的开发和应用提供了理论和基础实验依据。

基于机器学习确定膜基材料弹性模量的仪器化压痕方法

仪器化压痕测试方法在确定材料的力学性能方面有着广泛的应用.由于基底效应,采用该方法确定膜基材料各层的力学性能变得更为复杂.本文采用有限元仿真结合经典多输出多层感知器(MLP)神经网络的方法,建立了膜基材料力学性能参数(薄膜弹性模量、基底弹性模量)与复合模量和无量纲化最大压入深度(最大压入深度/薄膜厚度)之间的关系,并发展了基于机器学习确定膜基材料弹性模量的仪器化压痕方法.对比深度学习的预测和有限元的仿真结果,发现经MLP神经网络训练的硬膜软基底材料和软膜硬基底材料的预测值与仿真结果的吻合度较好.开展硬膜软基底材料Ni/304不锈钢以及软膜硬基底材料Cu/304不锈钢的压痕试验对MLP神经网络进行验证,结果表明, MLP神经网络预测的各层弹性模量与试验中获得的结果较为接近.本文结果可为评价膜基材料各层性能提供可供选择的测试方法.

膜-基复合材料界面剪应力分析的影响系数法

提出了一种计算膜 基复合材料界面剪应力的新方法。将薄膜、基体分别作为二维和三维问题进行有限元计算 ,利用影响系数 ,以剪应力为未知量 ,求出同一点处薄膜、基体的位移。通过薄膜、基体在界面上位移相等的条件建立线性方程组 ,联立求解 ,计算出界面剪应力。结果表明 ,本文提出的方法思路清晰 ,易于实现 ,精度令人满意 ,为膜

膜-基复合材料界面剪应力的三维半解析计算

采用影响系数法对膜-基复合材料的界面剪应 体,利用其平面边界作用单位力时的位移场解析解,力三维半解析进行了分析研究.利用三维有限元方法 得到基体的影响系数.结果表明,对膜-基复合材料对薄膜的影响系数进行了计算.将基体作为半无限大 界面剪应力进行三维半解析计算,克服了完全用三维有限元对其进行计算的限制,为该类问题的分析提供了新的途径.

防护用PVA复合材料的制备及性能研究

为实现核电控制区一次性防护服溶解减容处理的目的,利用热水可溶的聚乙烯醇(PVA)为基材制备防护用PVA复合材料。通过溶液流延涂布法制备PVA膜,再利用超声波焊接将PVA膜与PVA水刺非织造布结合制备不同克重的PVA复合材料并对其性能进行研究。借助扫描电镜、红外光谱对PVA膜、PVA非织造布、PVA膜/PVA非织造布结合点的表面形貌及分子结构进行表征,同时通过水溶测试、力学性能测试、吸水性及透湿性测试研究PVA复合材料的热水溶解情况、力学性能及吸湿透湿能力。结果表明:PVA膜表面光洁,致密性好;PVA膜与PVA非织造布结合良好。所制备的6种不同克重的PVA复合材料,在70℃热水中开始溶解,随着温度的升高,复合材料溶解速度逐渐变快,模拟热水淋洒布样表面,布面变化不大。PVA非织造布克重影响其内部结构和纤维排列状态,从而对力学性能产生一定的影响,拉伸强度随着试样克重的增大呈现先增大后减小的趋势。几种不同克重材料吸湿性能差异较小。综合比较发现当复合材料克重为85g/m^(2)时材料性能较优。

几种不同基材动态膜生物反应器污泥层性质分析

在动态膜生物反应器(DMBR)中,膜污染的有效控制至关重要。选用4种膜基材料:聚酯无纺布、聚丙烯无纺布、聚酯筛网、聚酰胺筛网,考察膜基材料受污染程度,分析膜面污染物成分。结果表明:应用DMBR处理模拟生活污水,4种材料易受污染的程度依次为聚酰胺筛网、聚酯筛网、聚丙烯无纺布、聚酯无纺布,筛网比无纺布更易发生不可逆污染。膜面物质不可逆污染层中的胞外聚合物含量对膜污染有重要作用,其中蛋白质、多糖均与膜污染相关,蛋白质较多糖与膜污染具有更密切关系。

残余应力作用下脆性膜/基材料的断裂行为

假定膜内的残余拉应力足以使膜发生开裂,利用膜/基材料中含弹性界面层的剪滞模型,研究了脆性膜/基材料在残余应力作用下的开裂行为特征,探讨了膜内正应力、膜/基界面切应力的分布规律,获得了膜的裂纹密度与残余应力大小之间的解析表达式。在裂纹密度、材料的力学和几何参数确定的情况下,该解析表达式可以用来评估残余应力的大小。最后,分析了膜的裂纹密度与残余应力、膜的厚度、弹性模量、断裂强度以及界面层的切变模量之间的内在关联,绘出了这些参数影响膜裂纹密度的变化曲线。