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水合物颗粒与矿物表面间粘附力特性及其影响因素

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石油与天然气地质 2022年第3期43卷 703-710页

作者：滕莹王朋飞 Zachary Aman 深圳大学深圳市深部工程科学与绿色能源重点实验室广东深圳518060 深圳大学深地科学与绿色能源研究院广东深圳518060 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 深圳大学广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室广东深圳518060 南方科技大学深圳市天然气水合物重点实验室广东深圳518055 南方科技大学前沿与交叉科学研究院广东深圳518055 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 西澳大学机械与化学工程学院澳大利亚珀斯60090

在水合物开采过程中,管道内的液滴和气泡受环境条件影响会转化生成水合物颗粒,水合物颗粒发生聚集时会引起堵塞,导致潜在的安全问题。粘附力是探究开采管道流动安全及水合物颗粒聚集和沉积机理的关键,目前相关研究主要集中在输运过程中... 详细信息

在水合物开采过程中,管道内的液滴和气泡受环境条件影响会转化生成水合物颗粒,水合物颗粒发生聚集时会引起堵塞,导致潜在的安全问题。粘附力是探究开采管道流动安全及水合物颗粒聚集和沉积机理的关键,目前相关研究主要集中在输运过程中水合物颗粒间或颗粒-表面间粘附力的测量和描述,而对开采过程中沉积物矿物润湿性及表面粗糙度对粘附力的影响关注较少。利用粘附力测量实验系统,开展了水合物颗粒与经不同方法处理的碳钢表面及石英石、孔雀石、方解石和高岭石等矿物表面间粘附力的测量分析。结果显示,受润湿性影响,水合物颗粒与矿物表面之间粘附力是其与碳钢表面粘附力的3~6倍。此外,水合物颗粒与矿物表面粘附力受接触时间影响,与方解石和高岭石表面间的粘附力随接触时间的延长而增加。进一步探索添加离子表面活性剂对水合物晶体生长速度及粘附力的影响,并指出颗粒与矿物表面水膜接触面积变化使水合物颗粒形貌由层状结构变为针状结构。对比实验测量结果与理论计算结果的差异,分析得出矿物表面的强亲水性是造成结果差异的关键原因。

关键词：离子表面活性剂润湿性接触时间生长形貌粘附力沉积物矿物水合物开采

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齿槽表面多级微织构构筑及其润湿机理

表面技术 2023年

作者：李旭航王海斗朱丽娜底月兰朱凯悦中国地质大学(北京)工程技术学院陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室陆军装甲兵学院再制造国家工程研究中心

目的使外科手术器械表面具有超疏水功能，有效防止感染，解决医疗器械的清洁问题，降低设备维护成本。方法本文通过电火花线切割（WEDM）复合纳秒激光烧蚀在3Cr13不锈钢表面制备了亚毫米/微米多级复合织构表面，再在表面上制备了1H，1... 详细信息

目的使外科手术器械表面具有超疏水功能，有效防止感染，解决医疗器械的清洁问题，降低设备维护成本。方法本文通过电火花线切割（WEDM）复合纳秒激光烧蚀在3Cr13不锈钢表面制备了亚毫米/微米多级复合织构表面，再在表面上制备了1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷溶液(PFDS)自组装超疏水涂层。利用台式扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察复合织构表面形貌特征，使用接触角测量仪对水滴与复合织构表面的接触状态进行观察，并测量水滴的接触角与滚动角。利用表界面张力仪对多级织构表面粘附力进行表征。结果微米沟槽在亚毫米齿槽斜面上均布且不同高度的沟槽形状一致，方向与齿槽平行。水滴与齿槽阵列表面为Wenzel模型接触，水滴与多级结构表面为Cassie-Baxter模型接触。齿槽阵列试样最大粘附力为164.1 μN，最小粘附力为123.5 μN，多级织构试样的粘附力分别为77.2 μN、47 μN和24.1 μN。结论微米沟槽的存在改变了水滴接触状态，在亚毫米尺度上水滴与表面的接触状态由Wenzel状态转为Cassie-Baxter状态，有效改善水滴的接触性能与滚动性能。多级织构试样齿槽顶角的减小，有效减小了固液接触面积，水滴接触角最高达到163.2°。

关键词：多级复合织构激光超疏水齿槽接触状态粘附力

活动苗盘脱苗力学分析及粘附力影响因素试验研究

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农业工程学报 2019年第12期35卷 21-28页

作者：冯世杰颜波全伟吴明亮湖南农业大学工学院长沙410128 信阳农林学院园艺学院信阳464000 湖南现代农业装备工程技术研究中心长沙410128

为解决钵苗移栽过程中,因苗钵与苗盘间粘附力导致取苗过程中苗钵破损,进而影响取苗成功率及栽后幼苗长势的问题,对活动苗盘开启脱苗时苗钵和苗盘侧板进行受力分析并对苗钵与侧板间粘附力影响因素进行研究。发现苗钵粘附力与苗盘开启峰... 详细信息

为解决钵苗移栽过程中,因苗钵与苗盘间粘附力导致取苗过程中苗钵破损,进而影响取苗成功率及栽后幼苗长势的问题,对活动苗盘开启脱苗时苗钵和苗盘侧板进行受力分析并对苗钵与侧板间粘附力影响因素进行研究。发现苗钵粘附力与苗盘开启峰值力之间存在正相关关系,苗盘侧板倾角与苗钵粘附力呈负相关关系,苗盘开启部件速度和基质含水率与苗钵粘附力呈正相关关系。为进一步研究各因素对苗钵粘附力的影响规律,以苗盘开启峰值力表征苗钵粘附力作为优化指标,以苗盘侧板倾角、苗盘开启部件速度和基质含水率为试验因素,利用响应曲面方法进行优化试验设计,同时测算各试验组合中苗钵基质损失率。当苗盘侧板倾角为9.24°、基质含水率为55%、苗盘开启部件速度为7.98mm/s时,苗盘开启峰值力可以达到最小值6.97N,即苗钵与侧板间粘附力达到最小值;应用优化后调整的参数进行的验证试验表明:苗盘脱苗开启峰值力最小值为7.12N,相对预测值误差为2.1%,苗钵基质损失率为3.14%,相较于优化前最低4.39%的基质损失率,基质损失率明显降低,证明了粘附力变化影响苗钵基质损失率。该研究结果可为进一步研究钵苗移栽过程中基质损失机理提供理论支撑。

关键词：机械化移栽优化苗盘开启峰值力粘附力试验

一种具有自粘附性能的超疏水自清洁涂层制备方法

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表面技术 2019年第2期48卷 69-75页

作者：侯俊文蔡东宝叶向东西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 陕西省纳米材料与技术重点实验室西安710055

目的提高超疏水涂层的粘附性、表面强度及耐磨性,精简制备工艺,并解决制备中存在的不环保问题。方法将SPK胶水和疏水性二氧化硅纳米粒子作为原料,采用简单喷涂工艺制备了具有自粘附性能的超疏水涂层,通过水的接触角测量、粘附力测试、... 详细信息

目的提高超疏水涂层的粘附性、表面强度及耐磨性,精简制备工艺,并解决制备中存在的不环保问题。方法将SPK胶水和疏水性二氧化硅纳米粒子作为原料,采用简单喷涂工艺制备了具有自粘附性能的超疏水涂层,通过水的接触角测量、粘附力测试、耐磨性测试、涂层自清洁效果测试,分别评价涂层的润湿性、粘附力、耐磨性、自清洁效果,并通过扫描电子显微镜对喷涂前后涂层的形貌及元素组成变化进行分析。结果制备的涂层接触角为150.5°。在电子万能试验机作用下,涂层粘附玻璃样片的最大拉伸剪切强度为1.45 MPa,粘附打磨光滑的45钢样片,最大拉伸剪切强度可达1.69 MPa,粘附性良好。受力涂层在砂纸上拖行120 cm后,表面润湿性仍为超疏水。覆盖有涂层的照片,表面光滑平整,不影响照片本身的清晰度,当混合污染物滴落在图片表面时难以浸润入,并沿着表面流走。结论制备的涂层具有超疏水特性。该涂层对基底具有强粘附性,且涂层粘附力与胶粘附力有关,如果使用粘附力更强的胶,涂层的粘附力可继续提升。涂层具有良好的耐磨性且超疏水效果稳定。由于涂层的超疏水特性,附着在其表面的混合污染物难以浸润入基底,可以很好地保护基底表面。

关键词：胶粘附力耐磨性 SiO2 强度超疏水涂层

羊种布鲁菌lpsA基因缺失株的构建及生物学特性研究

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中国动物传染病学报 2023年第2期31卷 158-166页

作者：宋胜男郭嘉舒畅杨亚军杨宁宁姜海杨梅花王远志石河子大学动物科技学院石河子832003 石河子大学医学院石河子832003 石河子大学生命科学学院石河子832003 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所北京102206 石河子大学农学院石河子832003

为构建羊种布鲁菌lpsA基因缺失株并分析其对胚胎滋养层细胞(HPT-8)的损伤作用及引起炎症反应的因子变化。以羊种布鲁菌M5-90株为模板,同源重组和抗性替换法构建自杀载体,电穿孔法转入M5-90感受态细胞构建lpsA基因缺失株M5-90ΔlpsA,将l... 详细信息

为构建羊种布鲁菌lpsA基因缺失株并分析其对胚胎滋养层细胞(HPT-8)的损伤作用及引起炎症反应的因子变化。以羊种布鲁菌M5-90株为模板,同源重组和抗性替换法构建自杀载体,电穿孔法转入M5-90感受态细胞构建lpsA基因缺失株M5-90ΔlpsA,将lpsA基因亚克隆至pBBR1MCS4载体电转至M5-90ΔlpsA感受态细胞构建回补株M5-90ΔlpsA-C,对缺失株及回补株的体外生长、胞内生存、粘附力等生长特性和感染HPT-8产生的细胞毒性及细胞因子变化进行分析。结果显示,成功构建缺失株和回补株,体外生长趋势与亲本株相比,缺失株M5-90ΔlpsA粘附力较低且对环境的应激能力降低;在侵染HPT-8细胞12 h后缺失株生存率显著低于亲本株,细胞毒性降低,且诱导的细胞因子IL-1β和IL-18均比亲本株高,差异显著;回补株M5-90ΔlpsA-C恢复了这些表型变化。本研究表明lpsA基因在羊种布鲁菌M5-90株的致病能力中发挥了重要作用,为进一步揭示布鲁菌生物特性及感染宿主细胞分子机制奠定基础。

关键词：布鲁菌 lpsA缺失粘附力胞内生存细胞因子

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海洋钢桩清刷机器人清除粘附藤壶的力学研究

哈尔滨工程大学学报 2021年第2期42卷 259-265页

作者：王立权李超陈凯云王刚庞乂铭哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 黑龙江科技大学机械工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了清除附着在海洋钢桩上的污损生物,本文设计了一款海洋钢桩清刷机器人,携带刮削清理工具,以藤壶为典型清理对象,研究了切削力对附着在海洋钢桩表面污损生物的清理作用。基于正交切削理论和Peel Zone方法,提出了将刮削法及其切削力模... 详细信息

为了清除附着在海洋钢桩上的污损生物,本文设计了一款海洋钢桩清刷机器人,携带刮削清理工具,以藤壶为典型清理对象,研究了切削力对附着在海洋钢桩表面污损生物的清理作用。基于正交切削理论和Peel Zone方法,提出了将刮削法及其切削力模型用于清理被污损生物附着的海洋钢桩表面。用有限元方法验证分析模型误差,表明切削力的相对误差小于15%。该模型可用于清刷机器人设计中的切削力估算。分析表明:刀具前角对切削力影响较大,减小刀具前角到45°,较前角为60°时,曲线拟合相对误差增大,清理效果相对不理想,在今后设计海洋钢桩清刷机器人设计中,不建议减小设计清理刀具的前角。

关键词：海洋钢桩清刷机器人藤壶模型粘附力正交切削受力分析切削力仿真模拟

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宏纳观多尺度集料-沥青粘附性评价

材料导报 2021年第2期35卷 2052-2056页

作者：虞将苗周文理华南理工大学土木与交通学院广州510640

集料-沥青的粘附性能作为沥青混合料路用性能的重要指标之一,对道路的耐久性有着重要影响。集料-沥青粘附性受多种因素共同影响。为探究集料的内在成分对集料-沥青粘附性的影响,对原子力显微镜(AFM)的探针针尖进行改造和修饰。采用道路... 详细信息

集料-沥青的粘附性能作为沥青混合料路用性能的重要指标之一,对道路的耐久性有着重要影响。集料-沥青粘附性受多种因素共同影响。为探究集料的内在成分对集料-沥青粘附性的影响,对原子力显微镜(AFM)的探针针尖进行改造和修饰。采用道路工程在建项目附属石场的集料,提取集料中主要化合物成分制成小球针尖并对沥青表面进行粘附力测定;同时,结合荧光光谱仪(XRF)分析与拉拔试验,探究集料成分对集料-沥青粘附性的影响,并进行综合评价。结果表明,沥青-集料的粘附作用包括物理吸附和化学吸附,Al 2O 3在宏纳观尺度与沥青都有着较大的粘附作用;纳观尺度测定的结果表明,SiO 2与沥青之间有着较强的粘附力,而CaCO 3与沥青之间的粘附力较弱。宏观尺度测定结果表明,化学吸附对集料-沥青的粘附作用有着更强的影响,且碱性集料与沥青之间有着较强的抗水损害能力。本工作针对道路工程集料筛选给出了基于粘附性评价的建议,具有一定的指导意义。

关键词：沥青原子力探针显微镜(AFM) 粘附力拉拔试验

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液态金属强化石墨烯膜界面传热研究

液态金属强化石墨烯膜界面传热研究

作者：王景晔大连海事大学

学位级别：硕士

在建设新时代海洋强国精神的指导下,我国船舶的研发制造正朝向智能化、自动化的方向发展,大量高功率、高集成度的电气设备广泛用于船舶制造领域,在船舶有限的空间上产生了较高的热量,高效散热对于有限空间下的高功率的电气设备稳定运行... 详细信息

在建设新时代海洋强国精神的指导下,我国船舶的研发制造正朝向智能化、自动化的方向发展,大量高功率、高集成度的电气设备广泛用于船舶制造领域,在船舶有限的空间上产生了较高的热量,高效散热对于有限空间下的高功率的电气设备稳定运行有着极为重要的意义。而热源到热沉之间的界面接触热阻正是影响散热的重要因素,因此强化热界面材料传热能力,减小界面接触热阻对于现代船舶的发展非常重要。碳基热界面材料有着较高的本征热导率,尤其是石墨烯导热膜,制备工艺成熟,性能优异,被广泛用于热源与热沉之间降低接触热阻,但在实际应用时,固态的石墨烯膜不能很好的填充进界面的微小空隙,因此石墨烯膜与界面存在较大的接触热阻最高可达界面间总热阻的70%;为了降低石墨烯膜与固体表面的接触热阻,本文使用镓基液态金属作为热桥涂覆在石墨烯表面,具有流动性的液态金属能填充入固体界面的微小空隙中,解决了石墨烯膜不能填充固体表面微小空隙的问题,进而强化了石墨烯膜与固体界面的传热能力,探究了在不同外界压力下不同厚度的镓基液态金属-石墨烯膜的热性能;其次建立了液态金属液滴与石墨烯膜的粘附力计算模型,并设计实验进行验证,揭示了界面性质对液态金属润湿性的影响;最后对镓基液态金属在界面的粘附力进行调控,并研究了在不同液态金属粘附力下制备的镓基液态金属-石墨烯膜的界面传热能力。通过上述研究工作本文得出如下三点主要结论:(1)采用液态金属改性石墨烯膜可以有效的增强材料的界面传热能力涂覆液态金属后石墨烯膜与界面的接触热阻降低90%以上;(2)建立氧化膜包裹液态金属液滴与界面的粘附力计算模型,定量分析液态金属和界面之间的粘附力;(3)通过模型和实验验证,液态金属作为热界面材料使用时提高界面粘附力可以有效提升界面传热能力当表面粘附力从13.87m N增加到15.2m N时试样的接触热阻降低了25.31%。

关键词：接触热阻液态金属粘附力表面改性强化传热

同方学位论文库评论

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粘附水凝胶贴剂制备及性能研究

粘附水凝胶贴剂制备及性能研究

作者：王瑞星长春工业大学

学位级别：硕士

人们对药物的使用方式多种多样,其中比较典型的有口服、注射、喷剂、雾化和经皮贴剂等。经皮贴剂具有较高的安全性、便捷性,能保持药物的持续释放,因此广受欢迎,特别是在镇痛领域使用广泛。然而,目前临床使用的经皮贴剂普遍存在粘性较... 详细信息

人们对药物的使用方式多种多样,其中比较典型的有口服、注射、喷剂、雾化和经皮贴剂等。经皮贴剂具有较高的安全性、便捷性,能保持药物的持续释放,因此广受欢迎,特别是在镇痛领域使用广泛。然而,目前临床使用的经皮贴剂普遍存在粘性较差等缺点,限制了其在医药行业的推广,研制性能优良的经皮贴剂具有较高的社会效益和市场应用前景。近阶段水凝胶在药物制剂中的应用日益广泛。以水凝胶制备贴剂,可以避免传统经皮贴剂载药少、粘性差等缺点,同时具有透气性好、剂量准确、贴附性和保湿性好、生物利用度高、皮肤刺激性小、释药性好等优点,因此成为潜在的发展方向,也是本文研究的主要内容。本研究具体进行了以下工作:首先制备了三种不同类型的水凝胶贴剂,以初黏力、持黏力、剥离力为评价指标对其粘附性能进行了综合评价,通过单因素实验和正交实验确定了各个成分在制备过程中的最佳配比,其中创新组聚乙烯吡咯烷酮-沙蒿胶水凝胶贴剂最优用量比为:PVP K88-96为5%、沙蒿胶为2%、甘油为40%、甘羟铝为0.1%、PAAS NP-700为7%。以此配方制备的水凝胶贴剂的综合评价最高,粘附性最好。其次通过对所制备水凝胶贴剂的力学性能、紫外透过性能、保水性能、抗溶胀性能、表面形貌等多种表征的对比分析,证明了聚乙烯吡咯烷酮-沙蒿胶水凝胶贴剂其内部三维网络结构更加细致紧密,网状膜结构孔径更多更小,单位空间内比表面积更大,这为药物分子在水凝胶贴剂中的大剂量负载提供了基础,具有实用价值。最后,与传统的聚乙烯吡咯烷酮水凝胶贴剂相比,聚乙烯吡咯烷酮-沙蒿胶水凝胶贴剂有适当的粘附力作用于皮肤,形成的孔径三维网络结构更小,分子间作用力更强,预计药物分子透过时受到的阻力更大,释药时可能会起到良好的缓释效果,具有进一步研究的价值。此项工作为药物学领域中深入探索慢速发作药的递送方式提供了重要的实验数据。

关键词：水凝胶贴剂粘附力沙蒿胶聚丙烯酸钠