土壤对固体材料粘附力的理论分析

土壤对固体材料的粘附力包括分子引力、独立水环引力和水膜粘滞力。利用Lifishitz宏观物体间分子作用理论推导出土壤粘附的分子引力;从土壤粘附系统能量出发,推导出土壤粘附的独立水环引力,并能有效地解释水与固体材料接触角在0～180°范围内土壤对固体材料的粘附规律,分析了土壤粘附的水膜粘滞力与水膜厚度的关系。

犁壁材料表面特性与土壤粘附间的关系

选取机引犁壁和畜力犁壁，研究其表面特性与土壤粘附间的内在联系。首次将材料的土壤粘附特性与表面电化学现象联系起来，从理论与试验的结合上证明提高材料的耐蚀性有利于金属材料表面减粘脱土，为触土部件的材料选取。

35钢粘附特性研究

应用回归设计技术,探讨了35钢与土壤粘附特性及其影响因素。研究表明:热处理工艺能改变试样的粘附特性;在硬度较高或存在游离铁素体的条件下,硬度对粘附力的影响不同;金属材料与液体间的固—液接触角是影响粘附力的较主要因素;铁素体双相组织能降低粘附力值。

类液体动态界面材料:近期应用进展

类液体表面是接枝了高度柔性分子刷从而表现出类液体特性的表面。典型的类液体表面一般通过在平坦固体表面上共价接枝具有极低玻璃化转变温度的聚合物分子刷(其玻璃化转变温度一般在零下100℃以下)制备而成。由于所接枝分子链具有类似流体的高度动态特性,能自由旋转与运动,各种极性或非极性液体在这类被称为"类液体"或"准液体"的表面上粘附力低,易滑落,表现出极低的接触角滞后。传统上,对这类表面的研究主要限于简单的疏水及疏油应用。最近几年,国内外课题组相继报道了关于类液体表面的一些非常独特的界面物理化学特性;对其功能和应用的研究,也从简单的疏水、疏油,拓展到微观无损输运、防垢、除冰、冷凝传热和高性能膜分离等领域。基于类液体表面功能化的类液体动态界面材料也因而成为一类具有广阔应用前景的新兴材料体系。本文将在介绍类液体表面概念的基础上,重点介绍类液体动态界面材料最新的功能和应用研究成果,并对其未来研究和应用空间进行展望。

非饱和土中弯液面形态与液桥力的分子动力学模拟

非饱和土复杂宏观力学特性源自其微观上固液气三相的相互作用。而微观尺度弯液面形态及液桥力的变化规律难以直接通过试验获得,这在一定程度上限制了非饱和土力学的发展。本文采用分子动力学模拟研究了正长石、α石英和高岭石3种矿物间毛细水弯液面形态和液桥力随含水量、固相矿物间距等因素的变化规律。结果表明:当毛细水体积相同时,弯液面接触角随固相矿物间距的增大而增大,基质吸力随之减小;当固相矿物间距不变时,毛细水体积的增大不会引起弯液面接触角和基质吸力的变化;异种固相矿物间弯液面接触角明显大于任一单种固相矿物间弯液面接触角;纳米尺度的液桥可认为仍服从Young Laplace控制方程,液桥力可基于弯液面圆弧假定进行理论计算,结果与分子动力学模拟值非常接近。从分子动力学模拟获得的微观尺度力学规律可很好解释非饱和土的宏观力学特性。