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透明超疏水多孔玻璃制备及其性能研究

透明超疏水多孔玻璃制备及其性能研究

作者：湛位东南大学

学位级别：硕士

近年来,超疏水表面在理论研究及制备技术方面都取得了巨大的进步。超疏水的玻璃表面可以减少灰尘及油渍的污染,提高其美观性和实用性。但是涂层如何在不影响玻璃本身高透光性的同时,具有良好的机械耐久性,一直是个亟待解决的问题。由于... 详细信息

近年来,超疏水表面在理论研究及制备技术方面都取得了巨大的进步。超疏水的玻璃表面可以减少灰尘及油渍的污染,提高其美观性和实用性。但是涂层如何在不影响玻璃本身高透光性的同时,具有良好的机械耐久性,一直是个亟待解决的问题。由于多孔玻璃表面的纳米结构和尺寸可通过工艺参数来调节,并且本身具有良好的透光性和机械强度,因此很适用于制备超疏水透明表面。本文以68SiO-25BO-7NaO作为母体玻璃,研究了不同分相温度、分相时间、酸处理工艺对玻璃表面纳米结构和性能的影响,并通过后续热处理提高了表面的耐磨性。此外本文还研究了冷凝液滴弹跳对不同粒径、不同数量、不同类型颗粒的去除情况。研究发现分相处理工艺决定了纳米结构形状和孔径大小。分相时间过长,分相温度过高会导致分相过度,两相二次互溶和表面二氧化硅富集,影响后续酸刻蚀和表面透光性;分相时间过短,分相温度过低会导致分相不彻底,难以形成粗糙纳米结构。低温分相时620℃分相12小时是较佳的分相工艺,获得直径在30到60 nm的颗粒状粗糙结构,颗粒间隙在10到20nm;高温分相时700℃分相2小时获得网孔骨架状的纳米结构,骨架厚度在30到50 nm,网孔大小在100到200 nm。两种最佳分相工艺下得到的玻璃都能获得155°以上的水滴接触角,并且不影响玻璃本身的透光率。通过对不同酸处理工艺的研究发现,盐酸处理容易使玻璃表面破碎,透光率严重下降,溶度为1.0 mol/L的盐酸水浴95℃处理24小时后所得的表面水滴接触角在141°左右;氢氟酸直接处理会产生微米级凹痕,虽然体积比2.5%的氢氟酸处理2到5分钟后得到的表面水滴接触角在150°以上,但是透光率损失明显;通过先预处理,然后氢氟酸和硫酸(硝酸)混合处理的玻璃能达到155°以上水滴接触角,同时具有良好的透光性,平均透光率在91-92%。酸处理后表面结构脆弱,需要后续热处理提高其表面耐磨性能。经过700℃分相2小时,然后酸处理的玻璃,在530℃热处理6到12小时后耐磨性提高显著。其超疏水表面在200 g载荷下,接触面积为1 cm的橡皮摩擦50次后仍然有145°以上的水滴接触角。透明超疏水多孔玻璃表面具有优异的抗结露和水滴自弹跳性能。冷凝过程中,通过高速摄像机捕捉发现合并自弹跳和触发弹跳两种液滴弹跳方式,并且两种方式都能够带走表面沉积的灰尘及颗粒。同时发现颗粒越小,数量越少,冷凝除尘效果越明显。通过对比不同除尘方式,发现机械振动及风力吹动只能除去较大的灰尘,而水滴滚动和冷凝液滴自弹跳可以将表面细小的灰尘完全除去。

关键词：多孔玻璃超疏水分相工艺透光性冷凝除尘

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基于白光扫描干涉法的光纤折射率分布的测量

光子学报 2021年第4期50卷 39-45页

作者：李敏宋五洲湛位吴荣耀邱锦华华中科技大学材料科学与工程学院连接与电子封装中心武汉430074

提出了一种光纤折射率分布的测量方法,采用白光扫描干涉技术,并在参考镜上构造与光纤样品相同的结构来克服白光相干长度短的限制,优化了光路,提高了干涉条纹间的对比度。采用与白光干涉信号的包络线呈高斯分布的Morlet小波作为小波变换... 详细信息

提出了一种光纤折射率分布的测量方法,采用白光扫描干涉技术,并在参考镜上构造与光纤样品相同的结构来克服白光相干长度短的限制,优化了光路,提高了干涉条纹间的对比度。采用与白光干涉信号的包络线呈高斯分布的Morlet小波作为小波变换的母小波进行拟合处理,得到光纤与已知折射率的匹配液之间的相对高度。通过计算获得光纤的折射率分布,并对获得的数据采用光纤折射率分布的经典函数进行拟合,得到多模光纤和单模光纤的决定系数分别为0.997 2和0.996 4。最后将实验获得的结果与官方参数进行比较,误差为0.01%,表明该种方法测量的精度较高,完全可以用来测量光纤的折射率。

关键词：干涉仪扫描显微镜折射率剖面光纤测量条纹分析

基于波长编码和阵列波导光栅解调的光纤位置传感器

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光通信技术 2021年第10期45卷 40-43页

作者：桂聪宋五洲湛位刘浩成夏卫生华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074

波长编码光纤位置传感器具有对光强变化不敏感、稳定性高等优点,为了进一步简化结构和降低成本,提出了一种新型波长编码光纤位置传感器。使用10阶二进制伪随机m序列作为传感器的编码基准,以100μm的栅距制作编码标尺并搭建传感系统,由... 详细信息

波长编码光纤位置传感器具有对光强变化不敏感、稳定性高等优点,为了进一步简化结构和降低成本,提出了一种新型波长编码光纤位置传感器。使用10阶二进制伪随机m序列作为传感器的编码基准,以100μm的栅距制作编码标尺并搭建传感系统,由工作通道的输出电压解调绝对位置信息;同时,阵列波导光栅(AWG)作为解复用器与多个光电二极管组成多波长检测系统,简化了传感系统并提高了响应速度。采用单向定位精度为6μm的步进电机作为位移量标准,验证了设计分辨率为100μm的传感器方案可行性。

关键词：光纤传感器波长编码 m序列阵列波导光栅强度解调

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钨合金弹丸侵彻钢靶的数值模拟方法

爆炸与冲击 2025年

作者：位国旭崔浩周昊杨贵涛郭锐南京理工大学机械工程学院

为了更好地量化表征钨合金弹丸侵彻靶板过程，分别采用FEM、SPG、SPH、FE-SPH自适应数值仿真方法，对钨合金弹丸侵彻Q235A钢靶开展了数值仿真计算，对比了四种数值仿真方法在描述弹丸侵彻穿靶后，弹丸剩余速度、靶板穿孔孔径以及弹丸穿... 详细信息

为了更好地量化表征钨合金弹丸侵彻靶板过程，分别采用FEM、SPG、SPH、FE-SPH自适应数值仿真方法，对钨合金弹丸侵彻Q235A钢靶开展了数值仿真计算，对比了四种数值仿真方法在描述弹丸侵彻穿靶后，弹丸剩余速度、靶板穿孔孔径以及弹丸穿靶后二次破片生成及其分布方面的优势和不足。结果表明：在描述弹丸剩余速度方面，由于FEM方法在处理材料失效问题时基于单元侵蚀算法，因此FEM方法以及FE-SPH自适应方法严格依赖于失效准则以及失效参数的选择，而SPG方法在键失效模式下无需调整失效参数就可以得到相对准确的结果；在描述靶板穿孔孔径上，FEM以及FE-SPH自适应方法具有精确的物质边界，可以精确刻画穿孔形貌特征，但不同失效准则下的靶板穿孔直径相差较大；SPG方法对失效参数不敏感，可以准确预测靶板的穿孔直径；在弹丸穿靶后二次破片的生成及其分布方面，FE-SPH自适应以及SPH方法均能对二次破片进行表征，FE-SPH自适应方法可以直接获取大质量破片信息，但相比于SPH方法，求解效率低下。

关键词：数值模拟方法 SPG SPH 二次破片侵彻

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高中生短距离跑训练方法的探讨与实践

田径 2025年第1期 22-24页

作者：湛文生广东省广州市增城区新塘中学

在高中阶段，学生正处于身体机能快速发展与运动技能逐步形成的黄金时期，科学有效的训练不仅能够助力他们在体育运动中取得优异成绩，更能为其形成终身健康意识、养成运动习惯奠定基础。短距离跑是高中学生体育教学的重要内容，如何依... 详细信息

在高中阶段，学生正处于身体机能快速发展与运动技能逐步形成的黄金时期，科学有效的训练不仅能够助力他们在体育运动中取得优异成绩，更能为其形成终身健康意识、养成运动习惯奠定基础。短距离跑是高中学生体育教学的重要内容，如何依据高中生的身心特点，制定出具有针对性、系统性且高效的短距离跑训练方案，提高高中生短距离跑运动能力，成为摆在广大体育教师面前的重要课题。

关键词：高中短距离跑训练方法

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五老山隧道掌子面积热分析及降温技术研究

国防交通工程与技术 2025年第1期23卷 50-56页

作者：杨位珂中铁十四局集团建筑工程有限公司山东济南250000

长距离独头施工形成的掌子面处易积热,影响施工人员的作业环境。以五老山隧道掌子面处温度为研究对象,探究隧道内热源的形成,利用数值模拟软件,分析特长隧道在正常通风和增设局部降温措施下的温度场分布。结果表明:掌子面处高温的主要... 详细信息

长距离独头施工形成的掌子面处易积热,影响施工人员的作业环境。以五老山隧道掌子面处温度为研究对象,探究隧道内热源的形成,利用数值模拟软件,分析特长隧道在正常通风和增设局部降温措施下的温度场分布。结果表明:掌子面处高温的主要来源为机械散热;机械送风可以在一定程度上抑制掌子面高温,但当独头施工长度超过一定距离后,通风已无法有效降低温度;采用局部降温措施,如采用片冰融化的冷水,并在隧道侧壁喷雾,可将温度控制在理想范围内。采用综合降温措施后施工温度控制良好。

关键词：掌子面积热热源形成机制数值模拟局部降温温度场

O2和温度对C4F7N/CO2混合气体热分解影响机理研究

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绝缘材料 2025年

作者：叶凡超湛奡田双双李祎肖淞张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉大学电气与自动化学院

C4F7N/CO2/O2混合气体是目前具有潜力的可替代SF6的环保型气体绝缘介质之一。目前针对外加缓冲气体O2及其含量变化对C4F7N/CO2/O2分解特性的影响机理研究较少。本文基于ReaxFF反应分子动力学方法，通过构建C4F7N/CO2/O2混合气体反应体... 详细信息

C4F7N/CO2/O2混合气体是目前具有潜力的可替代SF6的环保型气体绝缘介质之一。目前针对外加缓冲气体O2及其含量变化对C4F7N/CO2/O2分解特性的影响机理研究较少。本文基于ReaxFF反应分子动力学方法，通过构建C4F7N/CO2/O2混合气体反应体系模型，开展了不同O2体积分数和温度下C4F7N混合气体的热分解过程模拟，分析了其可能的反应路径、产物分布特性等。结果表明：当模拟温度大于2 600 K时，C4F7N的初始分解时间显著减少，分解粒子的生成速率加快；C4F7N/CO2/O2混合气体热分解主要生成CF3、CF2、CF、F、C2F5和CN等粒子，CF2和CN两种粒子的生成量最高，其次是CF3和F。尽管C4F7N/CO2混合气体中加入O2会使C4F7N的初始分解时间缩短，但是可以有效减少C4F7N的分解量和大部分粒子的生成量，尤其在O2体积分数为6%时，C4F7N分解量最少。当O2体积分数为0%～4%时反应体系中主要分解反应的反应速率减小，而O2体积分数大于8%时反应速率增大。相关结论为C4F7N/CO2/O2的应用配比优化及其设备运维诊断提供了理论基础。

关键词： C F N/CO /O 混合气体 ReaxFF反应分子动力学热分解机理混合气体配比

100米跑运动员比赛期营养补充方案的实施效果分析

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田径 2025年第1期 82-84页

作者：朱丽明张位钟可立李友谊广州体育职业技术学院广州体育学院

本文旨在为100米跑运动员提供一份比赛期的营养补充实施方案，通过分析项目特征、能量供应和比赛特点，结合运动营养学知识，帮助运动员在比赛期间优化营养补充，以提升竞技表现。运用文献资料法和逻辑分析法，结合已有研究成果，制定... 详细信息

本文旨在为100米跑运动员提供一份比赛期的营养补充实施方案，通过分析项目特征、能量供应和比赛特点，结合运动营养学知识，帮助运动员在比赛期间优化营养补充，以提升竞技表现。运用文献资料法和逻辑分析法，结合已有研究成果，制定适合比赛期的营养补充方案。

关键词： 100米跑运动员比赛期营养补充

高技术产品出口、数字贸易壁垒与“双环流”价值链分工地位

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经济问题 2025年第1期 37-47页

作者：周国富湛婧宁熊宇航天津财经大学统计学院

随着《区域全面经济伙伴关系协定》（RCEP）的全面生效，中国将同时置身于全球价值链大环流和RCEP价值链小环流贸易网络中。在理论分析的基础上，采用社会网络分析与跨国面板数据模型相结合的方法，基于2007—2023年全球52个国家的高技... 详细信息

随着《区域全面经济伙伴关系协定》（RCEP）的全面生效，中国将同时置身于全球价值链大环流和RCEP价值链小环流贸易网络中。在理论分析的基础上，采用社会网络分析与跨国面板数据模型相结合的方法，基于2007—2023年全球52个国家的高技术产品出口数据测算了全球高技术产品贸易网络和RCEP高技术产品贸易网络的结构指标，并考察其对“双环流”价值链分工地位的影响及作用机制。结果显示：（1）在高技术产品贸易网络中，中国已成为链接全球大环流与RCEP小环流的枢纽国家；（2）相对于全球大环流，RCEP小环流的高技术产品贸易网络更有利于中国摆脱“被俘获”式发展和国际分工地位的跃升；（3）一国在高技术产品贸易网络中的广度和深度对其在全球大环流和RCEP小环流价值链中分工地位的提升具有显著促进作用；（4）相对于全球大环流，RCEP小环流高技术产品贸易网络对价值链分工地位的促进作用受到数字贸易壁垒的负面影响更显著。基于上述结论，从中国如何充分利用RCEP的全面生效和新的“双环流”带来的机遇与挑战，以及促进高技术产业发展和提升价值链分工地位等方面给出了对策建议。

关键词：高技术产品出口 “双环流”价值链分工地位数字贸易壁垒