一、固体表面结构和常用表面分析技术（论文文献综述）
吴声豪[1]（2021）在《石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用》文中提出光热转换是一种清洁的太阳能利用技术,其中,光热蒸发是广泛涉及且非常重要的热物理过程。太阳辐射具有能流密度低和间歇性的特征,使基于体相加热的小型光热蒸发系统存在温度响应慢、能量效率低的问题。光热局域化界面蒸发（photothermal interfacial evaporation by heat localization）将能量集中在液体与空气的界面,使局部区域发生快速升温和汽化,可显着提升光热蒸发的温度响应和能量效率,在小型分布式海水淡化、蒸汽灭菌、污水净化等场景展现出应用潜力。光热局域化界面蒸发涉及光能与热能的转换、固相与液相的热传递、分子和离子的输运等,深入理解以上能质传输过程的机理是指导开发光热材料、优化光热蒸发性能和设计热局域化系统的关键。与此同时,光热材料的微小化,如纳米薄片,可能会导致其光学、热学规律偏离已有的体材料特征,产生特殊的现象,如尺寸效应和边缘效应,但现有理论还无法充分解释这些现象,因此需要开展更多的研究工作,以推进纳米光热转换和热局域化界面蒸发理论体系的发展和完善。本论文聚焦于“光热局域化界面蒸发”过程所涉及的光热学问题,以石墨烯基光热材料为主要研究对象,运用密度泛函理论和分子动力学模拟,结合实验检测和微观表征,深入研究了石墨烯光热材料的取向特征、结构尺寸、表面浸润性对光吸收、光热转换、热局域化效应、固-液界面传热以及界面吸附与流动等热质传输过程的作用机制,并着重分析以上过程在微纳尺度下的特殊规律和现象,以及结构的微小化对以上过程的影响。全文共11章,其中第3、4、5章研究了光热蒸发过程中与能量传递相关的热物理现象,如光的吸收、光热转换和界面传热;第6、7章则直接进行光热蒸发测试,讨论以上能量传输特性对光热蒸发性能的影响;第8、9章进一步研究光热蒸发系统中的界面吸附和流动现象,重点谈论在纳米尺度下的特殊现象和增强效应;第10章则基于前面章节对光热局域化效应的理解,提出一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,并探讨石墨化机理。1)第3章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对其光学性质的影响。通过密度泛函理论,计算了多种石墨烯结构的光学性质,发现石墨烯具有光学各向异性,对平行其六角形晶面传播的太阳辐射的吸收能力,远强于对垂直晶面传播辐射的吸收能力,这是因为石墨烯对太阳辐射（200～2600 nm）的吸收主要取决于π-π*电子跃迁,当辐射传播方向与晶面垂直时,同一原子层内的π-π*电子跃迁被禁止,导致π-π*电子跃迁发生的概率较低;对于平行辐射而言,同一原子层内的π-π*电子跃迁被允许,使石墨烯对辐射的吸收能力显着提高;对于同是平行晶面传播的辐射,如传播方向与石墨烯的扶手型边缘正交或与锯齿型边缘正交,石墨烯的吸收性质也表现出一定的差异。另外,当结构尺寸沿辐射传播方向延长,石墨烯对太阳辐射的有效吸收率呈非线性增长,而增长率呈下降趋势。基于理论计算结果,设计并制备了晶面取向与辐射传播方向平行的垂直取向石墨烯,构筑了纳米尺寸的“光陷阱”,将对太阳辐射的有效吸收率提高到了98.5%。2)第4章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对光热转换特性的影响,并协同热局域化设计,加快了光热转换的温度响应。研究发现石墨烯在光照下的温度响应特性与其光吸收性质紧密关联,对入射光的有效吸收率越高,其表面的升温速度越快,稳态温度也越高,其中垂直取向石墨烯表现出比水平石墨烯膜更高的光吸收能力和更快的温度响应。另外,利用共价键将垂直取向石墨烯与具有低导热系数的石墨烯气凝胶,连接成兼具吸光和隔热功能的一体化石墨烯结构,在获得高光吸收率的同时,有效控制了热能的分配与传递,将能量集中在直接受光区域,提升了局部区域的升温速度和稳态温度,即发生了“光热局域化效应”,在标准太阳辐射强度(1 k W m-2)下,最快升温速度为54.5℃ s-1,进入稳态后,上下区域的温度差可达31.2℃。3)第5章研究了石墨烯的晶面取向特征和表面浸润性对固-液界面传热特性的影响。通过分子动力学模拟,计算了“面接触”和“边缘接触”两种石墨烯-水界面的传热性质,发现“边缘接触”界面具有更低的界面热阻,其中,热流在平行石墨烯晶面方向具有更快的传递速度,以及边缘碳原子与水分子的相互作用力较强,是“边缘强化传热”的主要原因。此外,固体与液体的润湿程度也是决定固-液界面传热系数的关键,通过引入含氧官能团,改善石墨烯的表面浸润性,可以提高液体对固体的润湿程度,增加固液有效接触面积,并加强液体分子与固体表层原子的相互作用,进而减小固-液界面热阻,加快热流在界面的传递。4)第6章研究了一体化石墨烯结构的光热局域化界面蒸发特性,并重点讨论光吸收、光热转换和固液界面传热对光热蒸发性能的影响。通过局部氧化,在一体化石墨烯结构的外表面构筑表面水流通道,获得了集吸光、隔热、输运、蒸发功能为一体的复合石墨烯结构,在光热蒸发测试中,表现出较快的蒸汽温度响应(在10 k W m-2的辐照条件下,仅耗时34 s使蒸汽温度升高到100℃),和较高的能量效率（89.4%）,其中,超高的吸光能力、良好的隔热能力、充足的水流供给以及高效的固-液界面传热是实现快速温度响应和高能量效率的关键。另外,调节石墨烯的表面浸润性,控制水流输运速率,可有效调控蒸汽温度响应与能量效率,但随润湿程度的提升,两者的变化规律不同,蒸汽的温升速度和稳态温度单调下降,而能量效率则先升高后降低。5)第7章研究了石墨烯光热蒸发过程中的传质现象,重点关注水分子和离子的输运、水蒸汽的扩散以及离子的析出和再溶解规律。针对含氧官能团在光照下不稳定的问题,在垂直取向石墨烯的生长过程中进行原位氮掺杂,获得了长期稳定的表面水流通道,在长达240 h的光热海水淡化测试中表现出稳定的输水能力,在1 k W m-2的太阳辐照下,实现了1.27±0.03 kg m-2 h-1的高蒸发速率和88.6±2.1%的高能量效率。另外,水蒸汽自然扩散的路径与光的入射路径重合,会导致光散射和能量损失,通过抽气扇控制气流路径,引导水蒸汽的扩散,可以克服水蒸汽引起的光散射问题。而长时间的光热蒸发会导致蒸发区域的离子浓度上升,出现析盐现象,使吸光和传热性质恶化,但盐离子时刻发生的自扩散行为,会驱使离子通过表面水流通道自高浓度区域向低浓度区域扩散,最终完全溶解,而离子的自扩散速度与表面水流通道尺寸和水膜厚度有关。6)第8章研究了石墨烯光热蒸发过程中的界面流动问题,并着重讨论固体表面浸润性对基于毛细作用的液体吸附和输运规律的影响。成分复杂的水源,如油水混合液,会导致水的光热蒸发速率下降。在石墨烯表面修饰双功能基团（包括-CFx和-COONa）,使其具备排斥油分子和吸附水分子的能力。双疏性的-CFx同时排斥油分子和水分子,但水分子的尺寸较小,能在-CFx的间隙中自由穿梭,且极性的-COONa对水分子的吸引作用较强,使水分子能够穿越-CFx层进而接触并润湿石墨烯表面;而尺寸较大的油分子被-CFx层完全阻隔。在-CFx与-COONa基团的协同作用下,石墨烯表面张力的色散分量减小,而极性分量增大,使其表现出吸引极性水分子,排斥非极性油分子的性质,能够只输运油水混合液中的水分子,实现了选择性光热蒸发,并在以含油海水为水源的海水淡化应用中,获得了超过1.251 kg m-2 h-1的光热蒸发速率和超过85.46%的能量效率。7)第9章进一步探究了液体在石墨烯微纳结构中的界面流动特性,分析了微纳通道尺寸对毛细吸附和虹吸输运过程的影响,以及光加热作用对液体性质和流动的作用机制。研究发现,在微米级多孔结构（石墨纤维）上构筑纳米级孔道（石墨烯纳米片）,可以显着加快对液态油的毛细吸附过程,将毛细吸附系数提升了20.7%。一方面,特征结构的微小化以及石墨烯纳米片的超薄边缘,能显着增加固体的表面粗糙度,起到强化表面浸润性的作用。另一方面,纳米结构的引入增加了固体与液体的可接触面积,使浸润前后的表面能差扩大,提高了固体对液体的吸附能力。同时,在碳纤维表面生长石墨烯纳米片,可以加快基于虹吸效应的界面流动过程,将液态油的虹吸输运速率提高了20.1%。尽管孔道尺寸的缩小会增加固-液界面的流动阻力,但在原微米级结构上增加纳米级孔道,可以使液流通道增多,提高单位时间的流量。此外,基于光热局域化效应的光加热作用,可以显着提高固体通道及通道内液体的温度,降低液体的动力粘度,减小流动阻力,进而加快界面吸附和流动过程。8)第10章基于光热局域化效应,开发了一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,讨论了环氧树脂材料的光致石墨化原理以及曝光时间、辐射强度、曝光次数对石墨化程度的影响。利用高能光束对环氧树脂板进行短时间（0.1～2 s）曝光,因光热转换速度（1 fs～1 ps）远快于热在体材料中的扩散速度（100 ps～10 ns）,在曝光的瞬间产生光热局域化效应,使曝光区域获得超高温度（>1000℃）,驱使芳香环向碳六元环转变,即石墨化。其中,延长曝光时间和提高辐射强度均有助于提高石墨化程度,但曝光时间的延长会导致热扩散严重,损伤非曝光区域;而辐射强度的提高意味着增加聚光设备的复杂性;采用合适的辐射强度和多次短曝光,也可以获得较高的石墨化程度,制备出少层石墨烯材料。
鲁帅[2]（2021）在《超疏水二氧化硅纳米线的合成及应用》文中进行了进一步梳理超疏水界面是指水接触角（WCA）超过150°且接触角滞后低于5°的表面。耐久性是超疏水界面一直以来的研究热点。另外,金属铜纳米线在柔性电极传感器、透明导电电极、医疗杀菌等领域具有巨大的应用潜力,对铜纳米线的防水研究具有重要意义。本文提出了一种制备超疏水二氧化硅（SiO2）纳米线的简单方案,并将其与商用涂料结合起来制备出一种白色的具有超疏水特性的涂层。采用甲基三甲氧基硅烷（MTMS）和正硅酸四乙酯（TEOS）在溶液体系中水解共聚的方法制备了超疏水SiO2纳米线。通过调整MTMS和TEOS的比例、反应时间、催化剂浓度、反应物浓度最终获得超疏水的烷基化SiO2纳米线。同时,根据化学方程式提出了二氧化硅纳米线的生长机理,并用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和热重及差热分析（TG-DTA）手段表征验证了超疏水二氧化硅纳米线的生长机理。该涂层的粗糙度不仅有利于增强表面的超疏水特性,而且有利于玻璃的抗反射性能,使其在照射光的波长200 nm到800 nm范围内的透光率有所提高,制备出自清洁、抗冰与抗反射结合的复合功能玻璃。同样的,利用MTMS的水解缩合反应在铜纳米线外层附着有机硅烷合成烷基化的铜纳米线,SEM结果显示铜纳米线包裹着有机硅烷外壳,金属铜的加入可为涂层增加表面拉曼增强效应、导热性、杀菌性等性能。
李欣义[3]（2021）在《基于激光烧蚀法制备超疏水金属表面及其性能研究》文中认为在自然界中有很多具备超疏水性能的动植物表面,比如:具有自清洁效应的荷叶表面;能够负担身体在水面上行走的水黾腿;可以不被雨水淋湿的蝴蝶翅膀。受自然界中超疏水表面的启发,越来越多的人造超疏水表面被开发出来。一般来说,较低的表面能和粗糙的表面结构是获取超疏水表面必不可少的两个因素。因此在本征亲水的金属基体上制备超疏水表面一般需要分两步进行:第一步,在金属基体上构造粗糙结构,常见的方法有阳极氧化法、电沉积法、激光烧蚀法等;第二步,用低表面能试剂对粗糙表面进行化学改性,常见的低表面能试剂有氟硅烷、氯硅烷、硫醇等。然而,化学改性的方法在实际应用中会受到一些限制,如:较高的制备成本、复杂的处理工艺、潜在的环境风险等。激光技术自问世以来就得到了光学、医疗、通讯等诸多行业的密切关注。近年来,激光烧蚀技术被广泛应用于超疏水表面的制备。相比于其它方法,激光烧蚀技术具有许多独特的优势,比如:广泛的材料适用性、微/纳分级结构的一次性构造、良好的结构重现性以及高速的加工过程等。并且,一些学者发现,当激光烧蚀的金属表面在空气中储存几周后或者在较低温度下加热处理几个小时后,其润湿性可由超亲水性转变为超疏水性。然而,目前关于这种润湿性变化的机理还存在争议,而且对所得超疏水金属表面的相关性能缺乏后续研究。为解决上述问题,本文系统地研究了加热处理对激光烧蚀金属表面润湿性能的影响,通过分析表面结构和表面化学成分揭示加热处理过程中润湿性能变化的原因,并且探索了所得超疏水金属表面的润湿转变性能、水下超润湿性能、耐蚀性能和粘附力等相关性能。主要工作和相关结果如下:1.利用激光烧蚀法在黄铜基体上构造出微/纳分级结构,研究不同加热处理对激光烧蚀黄铜表面润湿性能的影响。结果显示在低温加热处理过程中,激光烧蚀黄铜表面可由超亲水性转变为超疏水性,而在高温加热处理过程中,激光烧蚀黄铜表面一直保持超亲水性。并且,当进行交替的低温-高温加热处理时,激光烧蚀黄铜表面展现出可逆的超亲水-超疏水润湿转变。表面化学成分的分析结果表明交替加热处理过程中激光烧蚀黄铜表面上交替地发生了对空气中有机化合物的吸附和吸附产物的分解,这引起了基底润湿性（本征接触角）的可逆变化。表面结构的分析结果表明激光烧蚀构建的微/纳分级结构极大地减小了Wenzel润湿区的宽度,对基底润湿性产生了极强的放大作用。本征接触角的可逆变化与微/纳分级结构对基底润湿性的放大作用是导致可逆的超亲水-超疏水润湿转变发生的原因。此外,我们也对激光烧蚀的其他金属材料表面（包括铝,钛,和304不锈钢）进行了交替加热处理,这些表面同样展现出了可逆的超亲水-超疏水润湿转变。2.研究了低温加热处理对激光烧蚀黄铜表面的水下气泡润湿性能与水下油滴润湿性能的影响。实验结果显示通过激光烧蚀结合低温加热处理可以使黄铜表面展现出水下超疏气性,水下超亲气性,水下超疏油性和水下超亲油性四种水下超润湿性能。分析表明,这四种超润湿性能与激光烧蚀黄铜表面的润湿状态有关。当超亲水激光烧蚀黄铜表面在水下浸泡时,微/纳分级结构之间的空隙被与气体和油滴不相容的水膜占据,使得该表面具有超疏气和超疏油性能。当超疏水激光烧蚀黄铜表面在水下浸泡时,微/纳分级结构之间的空隙被空气占据,从而使得该表面具有超亲气和超亲油性能。实验结果还表明上述水下气泡超润湿性能和水下油滴超润湿性能可以分别在控制水下气泡传输和油水分离方面得到应用。3.对上述所得的超疏水和超亲水激光烧蚀黄铜表面以及抛光黄铜表面进行电化学测试,研究这些表面的耐蚀性能,并通过浸泡实验探索超疏水激光烧蚀黄铜表面防护能力的耐久性。电化学测试结果显示通过激光烧蚀结合低温加热处理制备超疏水表面可显着提高黄铜的耐蚀性能。分析表明超疏水激光烧蚀黄铜表面良好的耐蚀性能与该表面的CassieBaxter润湿状态有关。在这种润湿状态下,微/纳分级结构之间的空隙被空气膜占据,该空气膜为表面提供了一个额外的空气膜阻抗并且减少了固体与电解液的实际接触面积。浸泡实验结果显示在较长时间的浸泡过程中,超疏水激光烧蚀黄铜表面的耐蚀性能一直优于抛光黄铜表面的耐蚀性能,表明超疏水激光烧蚀黄铜表面的防护能力具有良好的耐久性。4.通过调整激光束扫描间隔,在黄铜基体上构建出不同尺寸的微米级网格状结构。对这些表面进行低温加热处理制备了具有不同粘附力的超疏水表面,并通过电化学测试研究这些具有不同粘附力的超疏水激光烧蚀黄铜表面的耐蚀性能。表面结构的分析表明固-液界面面积分数的不同是导致这些超疏水激光烧蚀黄铜表面具有不同粘附力的原因。在激光束扫描间隔较小的表面上,粗糙结构之间的空隙占比较大,有效地降低了固-液界面面积分数,因此这种表面的粘附力较小。相反,在激光束扫描间隔较大的表面上,固-液界面面积分数比较大,粘附力也比较大。电化学测试结果表明粘附力较低的超疏水表面具有更好的耐蚀性能,这与其较小的固体-电解液接触面积有关。
孙赫[4]（2021）在《基于氮掺杂多孔碳材料构筑的高性能酯交换反应催化剂》文中研究说明多孔碳材料通常具有发达的孔隙、高的比表面积、优良的耐热、耐酸碱和独特电子传导性质,在吸附、催化、生物、电子等领域用途广泛。在碳材料中引入氮等其他元素能有效调变材料的结构、表面化学性质及电子传导性,使其具有更加广阔的应用发展前景。在催化领域中,氮掺杂碳材料由于其独特的表面化学性质和高的结构稳定性,已被作为催化剂或催化剂载体用于多种类型的催化反应中。酯交换反应是一类非常重要的催化反应,主要用于合成生物柴油及不对称碳酸酯等化合物。针对不同类型的酯交换反应设计开发具有高活性、高选择性和高稳定性的多相固体酸（碱）催化剂一直备受关注。尽管文献中已报道了多种碱性金属氧化物、包括负载型金属氧化物催化剂对碳酸二烷基酯与醇（或酯类）酯交换合成不对称碳酸酯的酯交换反应表现出良好的催化活性,但这类碱性氧化物催化剂在反应过程中易被体系中痕量的水或酸性杂质中毒,也容易发生活性组分流失的现象。因此,如何能通过采用简单有效的制备方法,设计制备性能优异且结构稳定的多相酯交换反应催化剂具有重要的科学意义和实际应用价值。基于上述情况,本论文主要采用不同方法制备了几种氮掺杂碳材料,并结合后修饰的方法制备了负载型氧化铁和氧化锌等催化剂;采用多种表征手段对氮掺杂碳材料及负载型氧化物催化剂的组成、结构及表面物理化学性质进行了研究;通过碳酸二乙酯与苯甲醇酯交换合成碳酸苯乙酯、碳酸二乙酯与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甲乙酯等酯交换反应考察了催化剂的性能,研究了催化剂组成、结构（孔径大小）和表面酸碱等性质对催化剂反应性能的影响规律;探究了催化剂活性中心性质和催化作用机制等问题。论文的主要研究内容和结果如下:1.分别采用水热法、硬模板法和溶胶凝胶法制备了碳小球NCS、多孔碳MCN和介孔碳NCM等氮掺杂碳材料。各种表征结果证实:上述材料均具有较高的含氮量,且表面存在丰富的含氮基团;其中,NCM材料具有相对高的比表面积,并存在相互连通的介孔结构,且样品的含氮量以及结构参数能够通过改变氮源（六次甲基四胺）的量在一定范围内进行调节。将上述氮掺杂碳材料直接作为催化剂用于碳酸二乙酯与苯甲醇的酯交换反应中,结果表明:三种类型的氮掺杂碳材料都具有一定的催化活性,其中NCM系列催化剂具有相对较高的催化活性和稳定性;催化剂通过简单的过滤、烘干后即可循环使用。NCM材料表面的含氮碱性位点是酯交换反应的主要活性中心,碳材料本身具有的高比表面积和内部贯通的介孔结构有利于反应物的传输与扩散,这些因素共同作用使其表现出良好的催化性能。2.以NCM为载体、硝酸铁为铁源,采用浸渍-焙烧法制备出一系列负载型催化剂（Fe2O3/NCM）。所制备的Fe2O3/NCM催化剂对苯甲醇与碳酸二乙酯酯交换反应合成碳酸苯乙酯的反应表现出了良好的催化活性,性能明显优于以活性碳、二氧化硅、介孔氧化铝等材料为载体制备的负载型氧化铁催化剂;在多相化测试反应中,Fe2O3/NCM催化剂没有发生活性组分流失的现象,反应后的催化剂经过简单的焙烧处理后即可实现多次循环使用,且催化性能基本保持不变,表现出良好的稳定性和循环性。催化剂的表征结果证实NCM表面存在的大量的含氮和含氧官能团对Fe2O3物种在碳载体表面实现高分散起到了关键作用。Fe2O3/NCM催化剂表面同时存在的碱中心（含氮官能团）和相邻的酸中心（铁物种）能够起到协同催化的作用,是催化剂具有高活性的主要原因。3.以NCM为载体、硝酸锌为锌源,采用浸渍-焙烧法制备出一系列负载型ZnO/NCM催化剂,通过碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯的反应考察了催化剂的性能。与以其它类型载体制备的负载氧化锌催化剂相比,ZnO/NCM表现出更高的催化活性和结构稳定性。其中,经800℃焙烧的ZnO/NCM-800催化剂表现出最佳的催化性能。在优化的反应条件下,只需要反应40 min即可达到反应平衡,且催化剂可多次循环使用,具有良好的稳定性和循环性。NCM材料丰富的孔性、表面存在大量的含氮和含氧官能团有利于ZnO物种的高分散,且能建立相对强的金属-载体相互作用,产生结构稳定的Zn-O-C或Zn-O-N等Lewis酸中心,构成了催化酯交换反应的主要活性中心;催化剂表面相邻的含氮碱中心也对反应试剂的活化起到了促进作用,构成了酸碱双功能活性位点,使催化剂表现出优异的催化活性和稳定性。
卫娟娟[5]（2021）在《含油结合面的接触特性研究》文中进行了进一步梳理结合面间的接触特性是影响机床性能的重要因素。当前的机械设备及零件表面都会有油膜存在,机械固定结合面间也会存在油膜,油膜具有一定的承载力,因此结合面间油膜刚度也将对结合面接触刚度产生一定的影响。而现有文献中基本都是对纯净无油表面进行研究,与实际情况不符,因此得到的结果会与实际结果有所差距。本文在对结合面接触特性的研究中考虑了润滑油的影响,主要从以下几个方面对接触特性进行了研究:（1）真实加工表面轮廓数据进行统计特征及分形特征研究。主要研究了在不同膜厚下含油结合面的状态,分析了不同状态下结合面接触刚度的分配方式。不同加工方式所对应的真实加工表面轮廓是完全不同的,因此结合面特性也完全不同。本文通过用非接触测量法获得真实磨削样本表面数据,之后用Matlab建立在不同采样间隔下的三维模型,并计算了三维表面统计参数数值,主要是高度参数及部分功能参数的数值,分析得到不同分辨率下磨削表面高度均符合正态分布从而得到功能参数数值。随后对两表面通过快速傅里叶变换Fast Fourier transform（fft）得到二维轮廓图及频谱曲线。根据WM函数及功率谱密度法Power Spectral Density（PSD）获得了表征在双对数坐标中的分形维数D和分形粗糙度G。分析得到在磨削加工工艺下,不同样本表面上分形特征以及统计特征是一致的,为之后的接触理论建模研究奠定了基础。（2）应用了分形理论、微凸体连续变形理论及油膜部分两种不同模型建立含油结合面的法向接触刚度模型。对处于该状态下的结合面接触特性进行了分析,分析得知处于此种状态时,结合面的接触刚度由固体与油膜两部分共同承担,且为并联连接。应用微凸体连续变形理论对微凸体部分建立了包含弹性,弹塑性,塑性阶段的模型并将其扩展至整个结合面上,得到固体部分的接触刚度。之后应用油膜共振模型与弹簧模型对油膜部分进行建模,得到该部分接触刚度。将两部分进行耦合之后进行数值仿真分析,得到刚度与分形参数、不同介质等影响因素的关系。（3）应用改进分形理论及平均雷诺方程对结合面进行建模。在前文的基础上改进了分形理论,并对固体部分进行建模。由于粘度是润滑油很重要的一个参数,因此应用平均雷诺方程对油膜部分进行建模能更好的预测机床动态特性,之后依据上章的刚度分配思想得到结合面总刚度,并分析了流体的粘度及其它因素对总刚度的影响规律。（4）通过实验及有限元方法进行对比对模型进行验证。通过含有结合部的实验装置,利用锤击法获得振型及固有频率。并用虚拟材料的方法对试验装置模型进行建模,得到前三阶固有频率,与试验结果有比较好的吻合。从对比结果可以看出在不同拧紧力矩下的含润滑油结合面的固有频率大于无润滑油结合面。这也从侧面反映了结合面间含有润滑油可以提高结合面的接触刚度,说明了本文模型的正确性。
朱桓正[6]（2021）在《基于热辐射光谱调控的红外隐身技术》文中研究表明热辐射是一种在生活中无处不在的自然现象,以电磁波形式传播并同时承载着热量传递的重要功能。近年来,随着微纳光子学的高速发展,通过法布里-珀罗腔、分布式布拉格反射器、塔姆等离激元、光子晶体、光栅以及超表面等结构实现了热辐射调控,特别是实现了自由度非常高的热辐射光谱调控。热辐射光谱调控通过对于热辐射传热特性的操纵以及对于其作为电磁波传播的控制,在能源和信息等领域发挥了至关重要的作用,而红外隐身则是热辐射光谱调控同时在能源和信息方面的应用。然而,目前关于红外隐身的研究主要局限在仅对热传导或是热辐射进行单方面的控制,在器件应用于高温物体的红外隐身时,面临着由于高温红外信号过于强烈导致的隐身性能不足。此外,由于现有关于热辐射光谱调控实现红外隐身的研究中常使用包含贵金属的结构,不仅会在高温情况下出现材料失效的问题,还由于金属自身反射其他波段电磁波的特性使红外隐身无法与其他光谱范围的隐身相兼容。并且,现有研究中基于贵金属材料的各种超表面结构使得加工制备成本非常高昂,阻碍了其大规模实际应用。因此,本文从高温应用、多光谱兼容应用两个方面着手,设计和加工相应功能的热辐射光谱调控器件,并分别结合热绝缘材料、微波吸收超表面,从理论和实验角度进行了红外隐身的阐述与验证。在高温应用背景下的红外隐身方面,本文提出了结合热绝缘材料和基于热辐射调控的波长选择性辐射器的方案,从降低表面温度和降低表面辐射率两个方面同时实现高温红外隐身。通过热绝缘材料和波长选择性辐射器在非大气窗口的散热共同作用实现了表面温度的降低,在高温物体温度高达873K的前提下使表面温度低至410K;并结合波长选择性辐射器在大气窗口的低辐射率降低了红外辐射信号强度,使辐射表观温度降低至310K。同时根据锁定距离的计算,高温红外隐身方案相比于传统宽带低辐射率材料可以降低约50.9%被探测范围。在多光谱兼容应用背景下的红外隐身方面,本文提出了结合波长选择性吸收/辐射器和微波吸收超表面的分层结构,实现红外、可见光、激光雷达、微波多光谱兼容隐身。结合基于表面硫化锌单层减反层和锗/硫化锌一维光子晶体的波长选择性吸收/辐射器以及基于铜-氧化铟锡-铜三层结构的微波吸收超表面实现了在中波红外/长波红外的辐射率低至0.11/0.12,多种可见光颜色,微波X波段吸收率大于0.9,两个激光雷达波长处吸收率大于0.7等隐身性能。并结合真空与常压实验,验证了非大气窗口的热辐射对于自然对流的增强效应。本文设计制备了波长选择性辐射器以实现热辐射调控,并与热绝缘材料以及微波吸收超表面结合,研究了热辐射与热传导同时作用的红外隐身以及多光谱波段的隐身兼容特性,分别实现了应用于高温物体的红外隐身以及应用于红外、可见光、激光雷达、微波波段的多光谱兼容隐身。基于本文的研究成果,可以进一步开展有关自适应、可穿戴或自反馈的红外隐身研究,并开拓热辐射调控在能源、纺织、人工智能等领域的结合应用。
王迪[7]（2021）在《Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究》文中研究指明冲蚀磨损是工程领域中常见的磨损方式之一,当固体颗粒物质被气流夹带并冲击部件表面时会发生冲蚀磨损。随着科技的进步,特别是航空航天等国家重大工程领域的发展,传统材料已难以满足高温、高速、冲蚀磨损等多因素耦合的服役要求。利用现代表面处理技术在精密部件上制备防护涂层是一种行之有效且节能的方法。国外已将利用物理气相沉积（PVD）技术制备抗冲蚀涂层应用于航空发动机压气机部件。但我国在这方面相对较为落后,特别是涂层冲蚀失效行为和机理研究不系统。针对以上问题,本文利用脉冲电磁+强永磁复合磁场电弧离子镀技术在钛合金表面制备Cr基多元多层抗冲蚀涂层。系统研究了复合磁场对涂层中大颗粒的影响规律,涂层（单层/多层）的微观结构对残余应力、抗冲蚀性等主要性能的影响;深入探讨了单层/多层涂层的断裂失效机理;获得了高温环境下多层涂层的演变规律。主要研究结果如下:（1）通过对复合磁场中电磁场参数的调控,获得了弧斑的运动范围及运动速度规律,建立了电磁场参数与涂层结构、性能之间的内在联系。研究发现,在中等强度电压（25 V）和较高的电磁频率（16.7 Hz）时,CrAlN涂层表面大颗粒占比最少（约6.09%）,粗糙度最小（Ra 0.136 μm）。此时涂层的硬度（2072.34 Hv）、结合力（41.5 N）、摩擦磨损（摩擦系数约为0.35,磨损率为2.77×10-6 mm3·N-1·m-1）和抗冲蚀（30°的冲蚀速率约为0.17μm/g,90°条件下约为1μm/g）性能均达到最佳。分析了 CrAlN涂层的冲蚀断裂形貌,发现涂层为典型的脆性断裂机制,且涂层中大颗粒的尺寸和数量对性能有较大的负面影响。（2）设计并制备了金属软层/氮化物硬层交替系统的CrAl/CrAN微纳米多层结构涂层。该涂层中每一周期由层状CrAl层（25 nm厚）、3 nm柱宽的细柱状CrAl层（25 nm厚）和20 nm柱宽的粗柱状CrAlN层（150 nm厚）组成。与单层结构的CrN和CrAlN涂层对比发现,多层涂层具有更高的结合力（46.2 N）,断裂韧性（8.7MPa·m1/2）,最小的残余应力（-0.932 GPa）和多攻角条件下均较小的冲蚀速率,综合表现为抗冲蚀性能良好。但随着沉积周期（膜厚）的增加,CrAl/CrAlN多层涂层的表面颗粒增多,粗糙度和残余应力增大。当膜厚增至约8μm时出现崩碎现象,难以制备8 μm以上级别的厚涂层。（3）基于强韧性和内应力调控的设计理念,以多攻角固体粒子冲蚀作用下涂层的耐磨性需求及防护为基本要求,设计并制备了每周期200 nm,总厚度8μm的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层。揭示了 Cr/CrN与Cr/CrAlN不同调制比对涂层的微观组织结构、力学性能和抗冲蚀性能的影响规律。发现Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层均具有较高的硬度（3000 HV以上）,良好的膜基结合强度,调制比为1:2时结合力最高可达54.6 N,压痕等级可达HF1级。涂层相比于钛合金基体的抗冲蚀性能在30°和90°条件下分别提高8倍和5倍。利用有限元模拟的方法研究了涂层受砂砾冲蚀断裂的内在原因主要是CrAlN层下表面处的高拉伸应力集中,同时发现调制比1:2和1:3的涂层具有更好的吸收应力的能力。分析了涂层中裂纹扩展形貌和断裂微区结构变化,发现Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的断裂机制以脆性断裂为主。另外,基于多层结构间不同界面对裂纹尖端的影响,分析了涂层中裂纹的传播/终止机制,裂纹易从硬质相层（氮化物层）传播进入软相层（金属层）,而在软相层中消耗大量能量,终止或偏转于下一软硬界面。说明金属中间层提供了良好的抑制裂纹扩展和协调变形的能力,从而提高了涂层的脆断抵抗能力。最终获得LCr/CrN:LCr/CrAlN调制比为1:2的多层涂层具有最优的抗冲蚀性能。（4）采用调制比为1:2的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层工艺制备了 12 μm的厚涂层,在300℃、500℃、700℃和900℃下分别进行热循环疲劳试验,探究了高温环境下涂层微观组织结构的演变与其力学和冲蚀性能之间的内在关联。随着热循环温度的升高,在900℃热循环后涂层表面出现变色、起皱现象,同时在边缘区域发生剥落。分析其相结构及微观形貌变化,发现此时氮化物相消失,并且出现Cr2O3和A12O3相,揭示了涂层开裂失效的主要原因是在高温环境下产生的热膨胀失配应力和富Cr氧化物的生长应力。热循环后的涂层硬度和结合力均随热循环温度的升高而降低,抗冲蚀性能变差。热循环温度700℃以内的涂层在30°和90°条件下,抗冲蚀性约为钛合金基体的6倍和4倍以上,说明此时能够保持良好的冲蚀防护性能,但温度达到900℃后涂层已完全失效,无防护效果。对涂层在常温、300℃、500℃、700℃的摩擦磨损性能研究发现,摩擦系数随着温度的升高而降低,磨损率随着温度的升高而升高。这是由于在高温条件下,涂层表面发生氧化转变,Cr2O3能够起到类似“润滑剂”的作用。但随着温度的升高,涂层逐渐软化,磨痕区域发生了氧化磨损。最终可以确定本试验所制备的12μm厚Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层有效使用温度≤700℃。
张竹君[8]（2021）在《活性炭吸液驱气过程研究》文中研究表明本文以煤质、果壳、椰壳活性炭（AC1、AC2、AC3）作为吸附剂,以氮气为气体探针,去离子水为液体探针进行吸液驱气实验,并对实验曲线进行拟合,考察了粒度、温度等实验条件对三种活性炭吸液驱气过程的影响;以临界温度和以动力学尺寸不同的二氧化碳、氮气和六氟化硫为气体探针,以极性和动力学尺寸不同的水、乙醇、异丙醇、甲苯为液体探针进行吸液驱气实验,探究了活性炭的吸液驱气机理;通过吸液驱气曲线和对曲线进行动力学方程的拟合,得到了三种活性炭的微孔孔隙结构信息。结果表明,随着粒度的减小,AC1的平衡驱气量先增大后基本不变,AC2、AC3的平衡驱气量先增大后减小,三者的吸液驱气速率均先增大后基本保持不变;随着温度的升高,三种活性炭的平衡驱气量逐渐减小,吸液驱气速率逐渐增大。临界温度低于实验温度的氮气,在活性炭孔内属于超临界吸附,而临界温度高于且接近实验温度的二氧化碳,在活性炭孔内属于亚临界吸附,在孔内的存在状态更接近液态,平衡驱气量也更大。对于临界温度相近的二氧化碳和六氟化硫,在AC1和AC2中,动力学直径小的二氧化碳的平衡驱气量更大,而在AC3中六氟化硫的平衡驱气量更大。使用不同气体探针时,三种活性炭的吸液驱气速率主要与气体的动力学直径有关,动力学直径越小,吸液驱气速率越大。使用水和乙醇时,平衡驱气量受极性影响较大,极性较大的水分子驱替出的气体更少。使用同类有机溶剂乙醇和异丙醇时,平衡驱气量受动力学直径的影响较大,乙醇动力学直径更小,驱气量更大。使用不同液体探针时,吸液驱气速率主要与液体的动力学直径有关,动力学直径越小,驱气速率越大。通过吸液驱气曲线和动力学方程对曲线的拟合,能够定量描述活性炭微孔的孔容和孔口尺寸的相对大小。三种活性炭的微孔孔容大小关系为:AC1<AC2<AC3。在0.36nm以上的孔,微孔孔口大小关系为:AC1<AC2<AC3;在0.50nm以上的孔,微孔孔口大小关系为:AC2<AC3<AC1。利用不同尺寸的气体和液体探针进行吸液驱气测得三种活性炭平衡驱气量得到了其微孔孔容分布:AC1中0.36-0.58nm的微孔孔容最大;AC2中0.47-0.67nm的微孔孔容最大;AC3中微孔孔容主要由0.58nm以上的微孔贡献,其中0.67nm以上的微孔孔容最大。
李光照[9]（2021）在《静电喷涂制备环氧导电涂层的性能研究》文中进行了进一步梳理石油化工行业使用的导电涂料不仅需要耐蚀性好、结合强度高,而且要求耐磨损。而现有的导电涂料添加的导电介质多为金属粒子或石墨,采用涂刷法制备导电防腐涂层,由于导电粒子添加量大,分散性差,导电粒子大量沉淀,造成涂层呈现出由底部至表面导电粒子含量不断降低的分布;底层的导电粒子含量过高,导致底层成膜物质少,使涂层与基体的粘结性降低,涂层耐磨性差、容易鼓泡和起皮;表层导电粒子含量过低使涂层表层导电性低于涂层设计值,造成整个涂层使用寿命短、防腐和导电效果差,很难达到石化行业对导电涂料的要求。碳纳米管和石墨烯有优良的导电性,用作导电填料可以大大降低导电粒子的添加量,但涂刷法制备导电涂层仍有导电粒子分布不均的问题,静电喷涂有电场力和粒子二次雾化作用,必将对导电粒子产生很好的分散作用。但具有大长径比一维线性结构的碳纳米管和具有二维层片状结构的石墨烯作为填料对导电涂料导电性的影响机理尚不明确,静电喷涂过程的分散效果及影响因素、分散机理不清楚。本研究以化工行业常用的环氧树脂为成膜物质,以多壁碳纳米管（MWCNTs）和石墨烯为导电介质,利用静电喷涂法制备导电涂层,探索静电喷涂过程中导电介质在涂层中的分散性机理及对涂层性能的影响。采用剥离法测定了所制备涂层的粘结强度,采用蓝点法测试了涂层的孔隙率,采用HT-1000高温摩擦磨损试验机对试样进行摩擦磨损性能分析,采用RTS-9双电测四探针测试仪测试涂层的表面电阻率,以电化学法研究了涂层的耐蚀性,以电阻率间接分析静电喷涂过程导电粒子的分散性和对涂层性能的影响,进一步采用Merlin Compact蔡司扫描电子显微镜（SEM）观察涂层的表面微观形貌,表征了不同含量的MWCNTs和石墨烯在涂层中的分布情况。得到以下结论:（1）静电喷涂法的电场力有利于导电介质沿电场方向分布,使得MWCNTs沿厚度方向分布,石墨烯沿涂层的厚度方向形成层状结构,有效提高了涂层的导电性。这一特点降低了涂层中导电粒子的添加量,同时避免环氧树脂固化时导电粒子沉降引起导电介质分散不均和涂层表面电阻提高,有效降低了导电涂层的渗流阈值。（2）采用粉末静电喷涂法制备石墨烯/环氧树脂导电涂层,涂层的电阻率随着石墨烯添加量的增大而降低,涂层的孔隙率、耐磨性及耐腐蚀性等性能存在石墨烯添加量的最佳值。添加0.5 wt.%的石墨烯,涂层的体积电阻率已降至3397 Ω·m,添加量达到3 wt.%时,涂层内部的导电网络初步形成,达到渗流阈值;添加2 wt.%石墨烯的涂层孔隙率最低,耐蚀性最好;石墨烯可以有效地起到润滑作用,添加6 wt.%石墨烯的涂层耐磨性最佳;石墨烯的含量大于6 wt.%时在涂层中分散性降低,极易发生团聚,会降低涂层的摩擦磨损性能和耐蚀性。（3）静电粉末喷涂的MWCNTs/环氧树脂涂层中,一维线性结构的MWCNTs较石墨烯更容易相互交联形成导电网络,相同添加量情况下MWCNTs涂层的电阻率小于石墨烯涂层,在MWCNTs添加量为1.5 wt.%时,导电涂层已达到渗流阈值;但涂层的结合强度、耐蚀性及摩擦磨损性能较相同含量石墨烯涂层差。（4）MWCNTs进行酸化处理,有利于提高MWCNTs分散性,但破坏了 MWCNTs的结构,相同添加量的MWCNTs,酸化后MWCNTs制备的涂层电阻率高于未酸化MWCNTs制备的涂层;十二烷基硫酸钠（SDS）表面处理有效提高了涂层中MWCNTs的分散性,使涂层电阻率降低;添加SDS表面处理的MWCNTs 1 wt.%时制备的涂层就可达到渗流阈值。碳纳米管磁化处理后加入涂层并在磁场下固化制得的涂层导电性最佳。（5）采用液体静电喷涂制备石墨烯/环氧树脂涂层、MWCNTs/环氧树脂涂层,石墨烯受到向上的静电作用力有效抵消了其自由沉降,使石墨烯的分散性大幅提高;后喷涂到基体上的石墨烯粒子与先前喷涂到基体表面涂层中的石墨烯粒子之间发生碰撞,减薄包覆在石墨烯表面的环氧树脂层,从而使导电粒子间的接触电阻减小。石墨烯、MWCNTs在静电力作用下沿涂层厚度方向排列,有利于导电通道的形成,降低涂层电阻率,实现在更低的导电粒子添加量下达到渗流阈值的目的,MWCNTs添加量仅为0.5 wt.%时,环氧涂层即可达到渗流阈值,此时电阻率仅为26.1 Ω·m。含一维线性结构的MWCNTs涂层界面多,但容易形成网络结构,涂层导电性好于同样含量的石墨烯涂层。片层状石墨烯有效的延长了腐蚀介质的扩散通道,故石墨烯的导电涂层耐蚀性和耐磨性较添加MWCNTs的导电涂层性能较好。（6）钢基体经空气、氮气和氧气低温等离子体处理后制备的涂层结合强度明显增强。结合强度随处理时间的增加呈先增大后减小的趋势,氧气气氛等离子体处理效果最好。采用低温氧等离子体对Q 235钢表面处理可以清洁基体表面,同时使钢表面发生等离子体氧化生成Fe2O3和FeOOH,当氧等离子体处理时间较短时,氧化产物以FeOOH为主,其在钢表面堆积使表面的粗糙度大幅增加,羟基有效提高了钢表面的极性和表面自由能,与环氧涂层中的极性基团间产生氢键,可以进一步提高环氧树脂与金属基体间的结合强度;随着氧等离子体处理时间的延长,氧化层中的FeOOH由于高温分解成Fe2O3,使钢表面的自由能和极性降低,生成的氧化层较为疏松不利于涂层与基体间的结合,会使基体与涂层间的结合强度降低。
郑瀚森[10]（2021）在《高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究》文中研究说明层状复合材料保持了单一组元材料的优点且克服了各自组元材料的不足,具有更优异的综合性能和广泛的工业应用前景。近年来,轨道交通、航空航天、国防军工等领域制动系统轻量化日趋迫切,开发结构功能一体化、短流程低成本制备技术,研制高强耐磨层状铝基复合材料制动部件,实现以铝代钢,具有重要的理论意义和应用价值。本论文以有工程应用背景的制动毂为研究对象,设计了外层耐磨层为SiCp/A357铝基复合材料、内层为7050高强铝合金材料的PAMC/Al层状复合材料制动毂;建立了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合流变铸造仿真模型;采用模拟仿真与实验研究相结合的方法,发展了高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻成型新技术;研究了工艺参数对组织与性能的影响规律,揭示了异种材料固液复合机理,实现了层状复合材料的固液复合,制备了结构功能一体化的高强耐磨层状铝基复合材料铸件。本文的主要研究结果如下:（1）通过模拟仿真与实验验证,研究了流变模锻工艺参数对7050高强铝合金铸件成型性与缺陷的影响。研究表明:铸造热节存在于制动毂轮辐和轮辋交界处,浇铸温度升高、成型比压降低和模具温度升高均会使热节存在时间上升;优化后的流变工艺参数为浇铸温度660℃、成型比压100 MPa、模具温度200℃,7050铝合金制动毂铸件成型良好,无缩孔缩松缺陷。（2）研究了电磁均匀化熔体处理及微合金化对7050高强铝合金流变模锻制动毂铸件组织与性能的影响。研究表明:对7050铝合金熔体施加电磁均匀化熔体处理及0.15 wt.%Sc微合金化处理后,流变模锻7050高强铝合金制动毂铸件组织明显细化,力学性能显着提升,与普通液态模锻相比,平均晶粒尺寸从136.9 μm降低至42.7 μm,抗拉强度由559MPa提升至597MPa,屈服强度由464MPa提升至518MPa,延伸率由6.1%提升至13.7%。（3）通过模拟仿真与实验研究,优化了耐磨环的结构参数,研究了固液复合铸造工艺关键参数对固液结合界面的影响,揭示了实现良好界面结合的规律:确保熔体与耐磨环表面润湿,耐磨环表面需产生一定程度的重熔并与熔体产生熔合结合,且熔合结合处液相共晶区尽量窄。本文实验条件下获得良好界面结合的工艺为:采用化学法去除表面氧化层,耐磨环结构参数为厚度5 mm、高度60 mm,耐磨环预热温度为200℃,加压前等待时间10 s。（4）分析表征了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液结合界面的组织形貌、元素分布、相组成及其力学性能。结果表明,固液界面耐磨环表层组织由细晶区、球化区和枝晶区构成;固液界面SiCp/A357铝基复合材料层存在约250 μm厚的过渡层,界面处存在大量T相和Mg2Si相;T6热处理后固液界面处T相消失生成了新相W相;经过T6热处理后,固液界面处维氏硬度从121.5 HV提升至172.0 HV,界面剪切强度由83.3 MPa提升至124.6 MPa,相比铸态提高了约50%。（5）在上述研究基础上制备了外径470 mm、高度120 mm的大型PAMC/Al层状复合材料制动毂铸件。铸件组织呈细小等轴晶,宏观偏析程度较小,固液界面结合良好。铸件经T6热处理后的力学性能为:轮辋轴向抗拉强度582MPa,屈服强度512 MPa,延伸率7.9%;轮辐的径向抗拉强度590MPa,屈服强度530MPa,延伸率6.4%;轮辐的径向抗剪强度304 MPa。摩擦性能为:摩擦系数0.5776,磨损率3.99×10-7 cm3/（N.m）。台架试验验证结果良好,性能优异,具有较好的工业应用前景。
二、固体表面结构和常用表面分析技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、固体表面结构和常用表面分析技术（论文提纲范文）
（1）石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 术语符号清单 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳能光热蒸发及分布式应用 |
| 1.2 光热局域化界面蒸发研究进展 |
| 1.3 固-液界面传热及影响因素 |
| 1.4 石墨烯的性质及结构特征 |
| 1.5 研究内容及课题来源 |
| 第2章 研究方法与实验设备 |
| 2.1 材料制备步骤 |
| 2.2 数值模拟计算 |
| 2.3 材料表征技术 |
| 2.4 光热局域化实验测试 |
| 第3章 石墨烯的结构取向对其光学性质的影响机制 |
| 3.1 石墨化结构的光学各向异性及原理 |
| 3.2 石墨烯取向特征与光学性质的关联 |
| 3.3 石墨烯光陷阱结构的构筑与优化 |
| 第4章 石墨烯微纳结构的光热转换与热局域化效应 |
| 4.1 垂直取向石墨烯的光热转换 |
| 4.2 热局域化结构的构筑与表征 |
| 4.3 光热局域化的能量集中效应 |
| 第5章 石墨烯微纳结构的固液界面传热与强化机理 |
| 5.1 取向特征与固-液界面传热的关联 |
| 5.2 纳米取向结构强化固-液界面传热 |
| 5.3 表面润湿性对固-液界面传热的影响 |
| 第6章 光热局域化界面蒸发的快速响应与能效调控 |
| 6.1 表面水流通道的构筑与实验说明 |
| 6.2 光热局域化界面蒸发过程机理 |
| 6.3 表面润湿特性与能流密度的匹配 |
| 6.4 石墨烯材料的放大制备与蒸汽灭菌 |
| 第7章 光热界面蒸发的传质过程优化及海水淡化应用 |
| 7.1 氮掺杂石墨烯的形貌结构与性质 |
| 7.2 表面水流通道的验证与效用分析 |
| 7.3 基于光热局域化效应的海水淡化 |
| 7.4 引导蒸汽扩散降低光路能量耗散 |
| 7.5 积盐自清洗及离子输运机理分析 |
| 第8章 石墨烯的选择性光热界面蒸发及污水净化应用 |
| 8.1 海水的油类污染削弱光热蒸发性能 |
| 8.2 双功能基团修饰制备亲水疏油石墨烯 |
| 8.3 亲水疏油石墨烯的选择性输运与机理 |
| 8.4 基于光热局域化效应的含油污水净化 |
| 第9章 微纳结构与光热效应协同增强界面流动及应用 |
| 9.1 石墨烯微纳结构的毛细吸附与强化机理 |
| 9.2 石墨烯微纳结构的虹吸输运与强化机理 |
| 9.3 光热局域化加速流体吸附与界面流动 |
| 第10章 基于高分子光致石墨化效应的石墨烯制备方法 |
| 10.1 有机高分子的光致石墨化过程 |
| 10.2 曝光时间对树脂石墨化的影响 |
| 10.3 辐射强度对树脂石墨化的影响 |
| 10.4 重复超短曝光制备少层石墨烯 |
| 第11章 全文总结及展望 |
| 11.1 研究总结 |
| 11.2 研究创新点 |
| 11.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 参考文献 |
（2）超疏水二氧化硅纳米线的合成及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超疏水界面简介 |
| 1.2.1 超疏水表面的定义 |
| 1.2.2 超疏水表面的应用 |
| 1.2.3 超疏水涂层的制备 |
| 1.3 超疏水SiO_2纳米材料与Cu基涂层 |
| 1.3.1 超疏水SiO_2纳米材料 |
| 1.3.2 超疏水SiO_2纳米线的合成 |
| 1.3.3 超疏水Cu基涂层的应用及超疏水Cu纳米线合成方法 |
| 1.4 本文选题思路、研究内容及创新点 |
| 1.4.1 选题思路 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 创新点 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验药品 |
| 2.2 实验仪器 |
| 第三章 超疏水SiO_2纳米线与Cu纳米线的硅烷化 |
| 3.1 实验步骤及表征手段 |
| 3.1.1 实验步骤 |
| 3.1.2 实验表征手段 |
| 3.2 烷基化SiO_2纳米线的形貌调控 |
| 3.2.1 MTMS与 TEOS比例对烷基化SiO_2形貌的影响 |
| 3.2.2 反应时间对烷基化SiO_2形貌的影响 |
| 3.2.3 催化剂浓度对烷基化SiO_2形貌的影响 |
| 3.2.4 放大生产对SiO_2形貌的影响 |
| 3.3 烷基化SiO_2纳米线生长机理 |
| 3.3.1 烷基化SiO_2纳米线的理论生长机理 |
| 3.3.2 烷基化SiO_2纳米线生长机理的验证 |
| 3.3.3 烷基化SiO_2纳米线的生长机理总结 |
| 3.4 Cu纳米线的硅烷化 |
| 3.4.1 实验步骤 |
| 3.4.2 硅烷化Cu纳米线的表征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 SiO_2纳米线与涂层的性能 |
| 4.1 超疏水SiO_2纳米线与涂层的表征手段 |
| 4.1.1 超疏水涂层的制备 |
| 4.1.2 烷基化SiO_2纳米线的疏水性表征 |
| 4.1.3 超疏水涂层的疏水、自清洁、抗冰和抗反射性能表征 |
| 4.2 烷基化SiO_2纳米线的超疏水特性 |
| 4.3 超疏水涂层的制备与表征 |
| 4.3.1 超疏水涂层的制备 |
| 4.3.2 超疏水涂层的浸润性 |
| 4.3.3 超疏水涂层的性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）基于激光烧蚀法制备超疏水金属表面及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 润湿性的相关理论 |
| 1.2.1 润湿性的衡量 |
| 1.2.2 杨氏方程 |
| 1.2.3 Wenzel方程 |
| 1.2.4 Cassie-Baxter方程 |
| 1.2.5 Cassie-Baxter润湿状态的存在条件 |
| 1.3 自然界中的超疏水表面 |
| 1.3.1 荷叶 |
| 1.3.2 玫瑰花瓣 |
| 1.3.3 水稻叶 |
| 1.3.4 蝴蝶翅膀 |
| 1.3.5 水黾腿 |
| 1.3.6 槐叶萍 |
| 1.4 超疏水表面的应用 |
| 1.4.1 自清洁效应 |
| 1.4.2 腐蚀防护 |
| 1.4.3 油水分离 |
| 1.4.4 防冰应用 |
| 1.5 激光烧蚀技术在超疏水表面制备中的应用 |
| 1.6 选题背景及研究内容 |
| 第2章 超疏水金属表面的制备与超亲水-超疏水可逆润湿转变 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验所需材料与试剂 |
| 2.2.2 激光烧蚀处理 |
| 2.2.3 加热处理 |
| 2.2.4 形貌与成分表征 |
| 2.2.5 润湿性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 表面形貌 |
| 2.3.2 加热处理对LA1 表面润湿性的影响 |
| 2.3.3 超疏水LA1 表面的润湿性能 |
| 2.3.4 可逆润湿转变 |
| 2.3.5 加热处理对表面化学成分的影响 |
| 2.3.6 吸附空气中有机化合物对润湿性的影响 |
| 2.3.7 表面结构对润湿性的影响 |
| 2.3.8 表面结构的稳定性 |
| 2.3.9 其它金属基体上的润湿转变 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 激光烧蚀金属表面的水下超润湿性能及其应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 低温加热处理对LA1 表面和LA2 表面水下润湿性能的影响 |
| 3.3.2 水下超润湿性的机理 |
| 3.3.3 水下超疏气性能与水下超亲气性能的应用 |
| 3.3.4 水下超疏油性能与水下超亲油性能的应用 |
| 3.3.5 其它金属基体上的水下超润湿性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超疏水激光烧蚀黄铜表面的耐蚀性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备与表征 |
| 4.2.2 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 开路电压(OCP)测试 |
| 4.3.2 动电位极化(PDP)测试 |
| 4.3.3 电化学阻抗谱(EIS)测试 |
| 4.3.4 在Na Cl溶液中浸泡后超疏水LA1 表面的润湿性变化 |
| 4.3.5 浸泡样品的PDP测试 |
| 4.3.6 浸泡样品的EIS测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 具有不同粘附力的超疏水激光烧蚀黄铜表面及其耐蚀性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 表面形貌 |
| 5.3.2 表面润湿性能 |
| 5.3.3 超疏水性及不同粘附力的原因 |
| 5.3.4 具有不同粘附力的超疏水表面的耐蚀性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 内容总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于氮掺杂多孔碳材料构筑的高性能酯交换反应催化剂（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氮掺杂碳材料的性质 |
| 1.3 氮掺杂碳材料的合成 |
| 1.3.1 后处理方法 |
| 1.3.2 原位合成法 |
| 1.3.3 氮掺杂碳材料负载金属纳米颗粒催化剂的制备 |
| 1.4 氮掺杂碳材料的应用 |
| 1.4.1 在催化领域中的应用 |
| 1.4.2 在吸附领域中的应用 |
| 1.4.3 在电化学领域中的应用 |
| 1.5 有机碳酸酯的合成 |
| 1.5.1 酯与醇酯交换反应研究进展 |
| 1.5.2 碳酸二甲酯与碳酸二乙酯合成碳酸甲乙酯 |
| 1.6 本论文的研究目的和意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 主要试剂和原料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 催化剂的制备 |
| 2.4 材料的表征方法和测试手段 |
| 2.5 催化反应评价 |
| 2.5.1 碳酸二乙酯和苯甲醇酯交换反应 |
| 2.5.2 碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换反应 |
| 第三章 氮掺杂碳材料的合成及在苯甲醇与碳酸二乙酯酯交换反应中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 催化剂的合成 |
| 3.2.2 表征方法 |
| 3.2.3 苯甲醇与碳酸二乙酯反应催化性能评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料表征 |
| 3.3.2 催化反应性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 氮掺杂多孔碳材料负载氧化铁在苯甲醇和碳酸二乙酯酯交换反应中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 催化剂的制备 |
| 4.2.2 表征方法 |
| 4.2.3 苯甲醇与碳酸二乙酯反应催化性能评价 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料表征 |
| 4.3.2 催化反应性能评价 |
| 4.3.3 反应机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 氮掺杂多孔碳负载ZnO在碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换反应中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 催化剂的合成 |
| 5.2.2 表征方法 |
| 5.2.3 碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换催化性能评价 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 催化剂表征 |
| 5.3.2 催化反应性能评价 |
| 5.3.3 催化剂活性中心性质和催化反应机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）含油结合面的接触特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 结合面国内外研究现状 |
| 1.2.1 结合面统计接触模型 |
| 1.2.2 结合面分形接触模型 |
| 1.2.3 结合面有限元模型 |
| 1.2.4 结合面研究存在的问题 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 2 真实加工表面统计及分形特征 |
| 2.1 含油结合面接触状态分析 |
| 2.2 真实表面轮廓数据获取 |
| 2.3 真实轮廓表面的统计特征 |
| 2.3.1 三维表面粗糙度主要参数 |
| 2.3.2 不同采样间隔下的真实表面轮廓 |
| 2.4 真实轮廓表面的分形特性研究 |
| 2.4.1 样本表面轮廓的频谱特征 |
| 2.4.2 真实轮廓的分形参数表征 |
| 2.4.3 PSD法获取分形参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.基于连续变形理论的含油结合面接触刚度研究 |
| 3.1 含油结合面等效接触模型 |
| 3.2 结合面微凸体接触变形 |
| 3.2.1 弹性接触变形阶段 |
| 3.2.2 完全塑性变形阶段 |
| 3.2.3 弹塑性变形阶段 |
| 3.3 考虑弹塑性阶段的固体接触分形模型 |
| 3.3.1 结合面基本分形理论 |
| 3.3.2 结合面法向接触载荷 |
| 3.3.3 结合面真实接触面积 |
| 3.3.4 结合面法向接触刚度 |
| 3.4 油膜部分接触刚度 |
| 3.4.1 油膜部分等效模型分析 |
| 3.5 法向接触刚度的影响因素分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 应用改进分形理论与流体方程的结合面建模研究 |
| 4.1 基于改进分形理论的固体部分建模 |
| 4.1.1 基于改进分形理论分布函数 |
| 4.1.2 基于改进分形理论的法向接触载荷 |
| 4.1.3 基于改进分形理论的真实接触面积 |
| 4.1.4 基于改进分形理论的法向接触刚度 |
| 4.2 流体部分刚度建模 |
| 4.2.1 一般形式的雷诺方程(Reynolds) |
| 4.2.2 挤压膜的Reynolds方程 |
| 4.2.3 包含真实表面粗糙度的流体模型 |
| 4.2.4 不考虑侧向泄露 |
| 4.2.5 考虑侧向泄露 |
| 4.3 考虑油膜粘度后的法向接触总刚度影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结合部有限元仿真及实验验证 |
| 5.1 实验平台介绍 |
| 5.2 实验模态 |
| 5.2.1 模态方法介绍 |
| 5.2.2 实验模态基本原理 |
| 5.2.3 实验模态的获取 |
| 5.2.4 实验装置 |
| 5.3 基于实验装置的有限元模态仿真 |
| 5.3.1 有限元模型 |
| 5.3.2 有限元仿真结果 |
| 5.3.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 全文总结与结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究生期间主要工作 |
（6）基于热辐射光谱调控的红外隐身技术（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写和符号清单 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 热辐射调控研究进展 |
| 1.2.1 热辐射光谱调控器件研究进展 |
| 1.2.2 热辐射光谱调控应用研究进展 |
| 1.3 红外隐身研究进展 |
| 1.3.1 热传导型红外隐身研究进展 |
| 1.3.2 热辐射型红外隐身研究进展 |
| 1.4 课题研究目的与创新 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 2 热辐射调控红外隐身研究方法 |
| 2.1 红外光谱划分与大气窗口 |
| 2.2 热辐射原理 |
| 2.2.1 普朗克黑体辐射定律 |
| 2.2.2 维恩位移定律 |
| 2.2.3 斯特藩-玻尔兹曼定律 |
| 2.2.4 基尔霍夫热辐射定律 |
| 2.3 传热原理 |
| 2.3.1 热传导傅里叶定律 |
| 2.3.2 牛顿冷却公式 |
| 2.3.3 传热边界条件 |
| 2.3.4 自然对流 |
| 2.4 光学与传热学仿真 |
| 2.4.1 有限元法 |
| 2.4.2 传输矩阵法 |
| 2.5 红外隐身器件加工与表征 |
| 2.5.1 薄膜沉积 |
| 2.5.2 光谱表征 |
| 2.5.3 红外隐身表征 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 高温红外隐身 |
| 3.1 高温红外隐身背景与原理 |
| 3.2 高温红外隐身器件设计与制备 |
| 3.2.1 高温红外隐身设计 |
| 3.2.2 高温红外隐身制备 |
| 3.3 高温红外隐身性能表征 |
| 3.3.1 应对地面探测的高温红外隐身 |
| 3.3.2 应对高空探测的高温红外隐身 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多光谱兼容红外隐身 |
| 4.1 多光谱兼容红外隐身背景与要求 |
| 4.2 多光谱兼容红外隐身器件设计与制备 |
| 4.2.1 波长选择性吸收/辐射器设计与制备 |
| 4.2.2 微波吸收超表面设计与制备 |
| 4.3 多光谱兼容红外隐身性能表征 |
| 4.4 多光谱兼容红外隐身对流与辐射耦合 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士期间所取得的科研成果 |
（7）Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体颗粒冲蚀简介 |
| 1.2.1 固体颗粒冲蚀机理 |
| 1.2.2 影响固体颗粒冲蚀的因素 |
| 1.2.3 固体颗粒冲蚀防护方法 |
| 1.3 抗冲蚀磨损涂层的制备方法 |
| 1.3.1 电镀涂覆技术 |
| 1.3.2 热喷涂技术 |
| 1.3.3 激光表面熔覆技术 |
| 1.3.4 化学气相沉积技术 |
| 1.3.5 物理气相沉积技术 |
| 1.4 抗冲蚀涂层的材料体系与结构设计 |
| 1.4.1 抗冲蚀涂层的材料体系 |
| 1.4.2 抗冲蚀涂层的结构设计 |
| 1.5 抗冲蚀涂层的国内外研究、应用现状及存在的问题 |
| 1.5.1 国外抗冲蚀涂层研究和应用现状 |
| 1.5.2 国内抗冲蚀涂层的研究现状 |
| 1.5.3 抗冲蚀涂层研究存在的问题 |
| 1.6 论文选题意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 2 实验设备与方法 |
| 2.1 实验材料及前处理 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 试样尺寸 |
| 2.1.3 试样前处理 |
| 2.2 设备简介及工艺流程 |
| 2.2.1 电弧离子镀设备简介 |
| 2.2.2 涂层结构设计及沉积工艺 |
| 2.3 涂层的组织与结构分析 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.3 X射线物相分析(XRD) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.4 涂层的性能表征 |
| 2.4.1 膜基结合力 |
| 2.4.2 硬度与弹性模量 |
| 2.4.3 残余应力 |
| 2.4.4 摩擦磨损性能 |
| 2.4.5 冲蚀性能 |
| 2.4.7 热循环疲劳性能 |
| 2.5 计算机软件与数据处理 |
| 3 CrAlN单层涂层的制备及其结构与性能 |
| 3.1 复合磁场电弧离子镀的设计与构建 |
| 3.2 电磁电压对CrAlN涂层结构及性能的影响 |
| 3.2.1 电磁电压对靶面放电的影响 |
| 3.2.2 电磁电压对涂层厚度均匀性的影响 |
| 3.2.3 电磁电压对CrAlN涂层微观结构的影响 |
| 3.2.4 电磁电压对CrAlN涂层力学性能的影响 |
| 3.2.5 电磁电压对CrAlN涂层摩擦磨损性能的影响 |
| 3.2.6 电磁电压对CrAlN涂层冲蚀性能的影响 |
| 3.3 电磁频率对CrAlN涂层结构及性能的影响 |
| 3.3.1 电磁频率对靶面放电的影响 |
| 3.3.2 电磁频率对涂层厚度均匀性的影响 |
| 3.3.3 电磁频率对CrAlN涂层微观结构的影响 |
| 3.3.4 电磁频率对CrAlN涂层力学性能的影响 |
| 3.3.5 电磁频率对CrAlN涂层摩擦磨损性能的影响 |
| 3.3.6 电磁频率对CrAlN涂层冲蚀性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CrAl/CrAlN梯度多层涂层的构筑、结构与性能 |
| 4.1 CrAl/CrAlN多层涂层的设计及制备 |
| 4.1.1 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的微观结构及相组成 |
| 4.1.2 CrAl/CrAlN涂层的沉积机理及其对残余应力的影响 |
| 4.1.3 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的力学性能 |
| 4.1.4 CrN, CrAlN, CrAl/CrAlN涂层的冲蚀性能 |
| 4.1.5 CrAl/CrAlN涂层的冲蚀机理 |
| 4.2 厚度对CrAl/CrAlN多层涂层的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的构筑、结构与性能 |
| 5.1 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的设计及制备 |
| 5.1.1 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的微观结构及相组成 |
| 5.1.2 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的力学性能 |
| 5.1.3 Cr/CrN/Cr/CrAlN涂层的冲蚀性能 |
| 5.2 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的断裂机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 Cr/CrN/Cr/CrAlN多层涂层的热循环疲劳及高温摩擦学性能研究 |
| 6.1 涂层的热循环疲劳性能研究 |
| 6.1.1 涂层热循环后的微观结构及相组成 |
| 6.1.2 涂层热循环后的力学性能 |
| 6.1.3 涂层热循环后的冲蚀性能 |
| 6.2 涂层的高温摩擦学性能研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 论文的主要创新与贡献 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（8）活性炭吸液驱气过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 活性炭 |
| 1.1.1 活性炭的制备 |
| 1.1.2 活性炭的孔结构性质 |
| 1.1.3 活性炭的应用 |
| 1.2 多孔材料的表征方法 |
| 1.2.1 物理吸附法 |
| 1.2.2 压汞法 |
| 1.2.3 分子探针法 |
| 1.2.4 其他方法 |
| 1.3 吸液驱气法表征多孔材料孔结构 |
| 1.3.1 气体吸附机理 |
| 1.3.2 渗吸机理 |
| 1.3.3 吸液驱气法原理 |
| 1.3.4 吸液驱气发展现状 |
| 1.4 本课题的研究意义及内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验材料及实验仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 吸液驱气实验 |
| 2.2.1 吸液驱气装置原理 |
| 2.2.2 实验装置及流程 |
| 2.3 数据处理 |
| 2.4 吸液驱气动力学方程 |
| 2.5 实验装置稳定性的考察 |
| 3 活性炭的吸液驱气机理研究 |
| 3.1 实验条件对活性炭吸水驱氮过程的影响 |
| 3.1.1 粒度对活性炭的吸水驱氮过程的影响 |
| 3.1.2 温度对活性炭的吸水驱氮过程的影响 |
| 3.2 不同气体探针活性炭的吸液驱气过程 |
| 3.2.1 气体临界温度对活性炭吸液驱气过程的影响 |
| 3.2.2 气体动力学尺寸对活性炭吸液驱气过程的影响 |
| 3.3 不同液体探针中活性炭的吸液驱气过程 |
| 3.3.1 液体极性对活性炭吸液驱气过程的影响 |
| 3.3.2 液体动力学尺寸对活性炭吸液驱气过程的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 活性炭微孔结构的表征 |
| 4.1 物理吸附法对活性炭孔结构的表征 |
| 4.2 吸液驱气法对活性炭微孔结构的表征 |
| 4.2.1 吸液驱气法评价活性炭微孔孔容和孔口尺寸的相对大小 |
| 4.2.2 吸液驱气法测量活性炭微孔的孔容分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 吸液驱气动力学方程推导过程 |
| 附录B 吸液驱气动力学方程拟合过程 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）静电喷涂制备环氧导电涂层的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 导电涂料简介 |
| 1.2 导电涂料成膜物质 |
| 1.2.1 环氧树脂成膜物质 |
| 1.2.2 环氧树脂的固化 |
| 1.2.3 环氧树脂的稀释剂 |
| 1.3 导电介质 |
| 1.3.1 碳纳米管 |
| 1.3.2 石墨烯 |
| 1.4 环氧导电涂层的制备及导电原理 |
| 1.4.1 环氧树脂涂层的制备工艺 |
| 1.4.2 导电涂层的导电原理 |
| 1.5 导电复合涂层导电性改善方法 |
| 1.5.1 分散性提升方法 |
| 1.5.2 定向排列 |
| 1.6 导电涂料存在问题及解决方法 |
| 1.6.1 导电涂料存在问题 |
| 1.6.2 导电涂料存在问题的解决方法 |
| 1.7 静电喷涂法 |
| 1.7.1 静电喷涂简介 |
| 1.7.2 静电喷涂制备涂层的生产工艺流程 |
| 1.7.3 静电喷涂影响因素 |
| 1.7.4 静电喷涂的优势 |
| 1.8 研究目的、意义及研究内容 |
| 1.8.1 研究目的及意义 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.8.3 研究技术路线 |
| 2 试验及测试方法 |
| 2.1 试验材料及设备 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.2 试样的制备 |
| 2.2.1 导电涂层的制备 |
| 2.2.2 MWCNTs的表面处理 |
| 2.2.3 MWCNTs的磁化处理及涂层制备 |
| 2.3 性能检测方法 |
| 2.3.1 涂层的结合强度测试 |
| 2.3.2 涂层的孔隙率测试 |
| 2.3.3 涂层的摩擦磨损测试 |
| 2.3.4 涂层的耐蚀性测试 |
| 2.3.5 涂层的导电性测试 |
| 2.3.6 表面能测试方法 |
| 2.3.7 红外光谱测试 |
| 2.3.8 组织形貌分析 |
| 3 粉末静电喷涂环氧导电涂层 |
| 3.1 石墨烯/环氧导电涂层 |
| 3.1.1 涂层的基础性能 |
| 3.1.2 涂层的导电性 |
| 3.1.3 导电机理分析 |
| 3.2 MWCNTs/环氧导电涂层 |
| 3.2.1 涂层的基础性能 |
| 3.2.2 涂层的导电性 |
| 3.2.3 MWCNTs分散性对导电性影响 |
| 3.3 表面改性的MWCNTs对环氧粉末涂层性能影响 |
| 3.3.1 MWCNTs的分散性 |
| 3.3.2 红外光谱 |
| 3.3.3 XRD测试 |
| 3.3.4 改性MWCNTs制备涂层的导电性 |
| 3.4 MWCNTs的磁化处理对涂层导电性的影响 |
| 3.4.1 MWCNTs的磁化效果 |
| 3.4.2 红外光谱 |
| 3.4.3 XRD测试 |
| 3.4.4 磁化MWCNTs制备涂层的导电性 |
| 3.5 电场对导电介质分散性的影响 |
| 3.5.1 静电喷涂电压对涂层厚度的影响 |
| 3.5.2 喷涂电压对涂层粗糙度的影响 |
| 3.5.3 电场对导电介质分散性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 静电液体喷涂环氧导电涂层 |
| 4.1 石墨烯/环氧导电涂层 |
| 4.1.1 涂层的基础性能 |
| 4.1.2 涂层的导电性 |
| 4.1.3 导电机理分析 |
| 4.2 MWCNTs/环氧导电涂层 |
| 4.2.1 涂层的基础性能 |
| 4.2.2 MWCNTs分布对涂层导电性影响分析 |
| 4.2.3 导电机理分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基体前处理对静电法制备涂层结合强度的影响 |
| 5.1 表面前处理对涂层结合强度的影响 |
| 5.2 前处理对涂层基体表面化学结构的影响 |
| 5.3 前处理对基体表面粗糙度影响分析 |
| 5.4 涂层基体表面能计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 论文创新点 |
| 博士在读期间取得的主要成果 |
（10）高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高强铝合金的铸造成型 |
| 1.2.1 7xxx系铝合金的研究现状 |
| 1.2.2 7xxx铝合金的铸造工艺 |
| 1.2.3 7xxx铝合金流变成型研究进展 |
| 1.3 层状复合材料的成型方法 |
| 1.3.1 离心铸造法 |
| 1.3.2 浸渗法 |
| 1.3.3 铸造复合法 |
| 1.4 层状复合材料的界面结合机理 |
| 1.4.1 固液界面的复合机理 |
| 1.4.2 固液界面的过渡层 |
| 1.4.3 元素扩散及化合物生长对固液界面结合性能的影响 |
| 1.5 本论文研究目的与意义 |
| 1.6 本论文的难点、关键技术及创新点 |
| 1.7 本论文研究内容及技术路线 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 SiCp/A357复合材料 |
| 2.1.2 7050铝合金 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 SiC颗粒预处理装置 |
| 2.2.2 真空搅拌铸造装置 |
| 2.2.3 固液复合铸造装置 |
| 2.2.4 熔体处理装置 |
| 2.2.5 热处理装置 |
| 2.3 有限元模拟仿真 |
| 2.3.1 模拟仿真软件及内容 |
| 2.3.2 几何模型的建立及计算参数 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.4.1 化学成分分析 |
| 2.4.2 微观组织观察 |
| 2.4.3 室温力学性能分析 |
| 2.4.4 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.5 摩擦磨损性能分析 |
| 3 7050铝合金流变模锻工艺研究 |
| 3.1 7050铝合金流变模锻工艺仿真优化 |
| 3.1.1 模型建立及计算参数设定 |
| 3.1.2 计算结果及分析 |
| 3.2 实验中各工艺参数对成型性的影响 |
| 3.2.1 模具温度的影响 |
| 3.2.2 浇铸温度的影响 |
| 3.2.3 比压对成型性的影响 |
| 3.3 各工艺参数对微观缺陷的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 7050铝合金流变模锻组织性能调控研究 |
| 4.1 流变模锻成型工艺对组织的影响 |
| 4.1.1 浇铸温度对微观组织的影响 |
| 4.1.2 比压对晶粒形貌的影响 |
| 4.2 7050铝合金组织调控方案 |
| 4.3 7050铝合金制动毂调控前后的组织与性能 |
| 4.4 7050铝合金组织调控优化机理 |
| 4.4.1 微合金化对7050铝合金铸件微观组织与力学性能的影响 |
| 4.4.2 IC-AEMS熔体处理对7050铝合金铸件微观组织和性能的影响 |
| 4.5 7050铝合金层的拉伸断口分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺研究 |
| 5.1 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺仿真优化 |
| 5.1.1 耐磨环厚度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.2 耐磨环高度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.3 耐磨环预热温度对其内表面升温的影响 |
| 5.2 复合铸造工艺参数对固液界面结合的影响 |
| 5.2.1 耐磨环表面处理对界面结合的影响 |
| 5.2.2 耐磨环预热温度对界面结合的影响 |
| 5.2.3 复合铸造加压前等待时间对界面结合的影响 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合界面的组织与性能 |
| 6.1 固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.1 铸态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.2 T6态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.2 固液复合界面的力学性能 |
| 6.2.1 维氏硬度测试 |
| 6.2.2 剪切性能测试 |
| 6.3 分析和讨论 |
| 6.3.1 固液铸造过程中界面的形成 |
| 6.3.2 剪切断口分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂复合铸造实验 |
| 7.1 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂结构及制备 |
| 7.2 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂组织及性能 |
| 7.2.1 微观组织表征 |
| 7.2.2 性能分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、固体表面结构和常用表面分析技术（论文参考文献）
- [1]石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用[D]. 吴声豪. 浙江大学, 2021
- [2]超疏水二氧化硅纳米线的合成及应用[D]. 鲁帅. 天津理工大学, 2021(01)
- [3]基于激光烧蚀法制备超疏水金属表面及其性能研究[D]. 李欣义. 吉林大学, 2021(01)
- [4]基于氮掺杂多孔碳材料构筑的高性能酯交换反应催化剂[D]. 孙赫. 吉林大学, 2021(01)
- [5]含油结合面的接触特性研究[D]. 卫娟娟. 西安理工大学, 2021
- [6]基于热辐射光谱调控的红外隐身技术[D]. 朱桓正. 浙江大学, 2021(01)
- [7]Cr基金属/氮化物涂层的制备、结构及抗冲蚀性能研究[D]. 王迪. 西安理工大学, 2021
- [8]活性炭吸液驱气过程研究[D]. 张竹君. 大连理工大学, 2021(01)
- [9]静电喷涂制备环氧导电涂层的性能研究[D]. 李光照. 西安理工大学, 2021(01)
- [10]高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究[D]. 郑瀚森. 北京有色金属研究总院, 2021(01)