一、介绍一种测量表面间分子作用力的仪器:表面力仪（论文文献综述）
冯勃[1]（2020）在《土壤矿物相互作用力及其表面电化学性质的AFM测定方法研究》文中研究说明土壤矿物之间的相互作用力决定了土壤颗粒的聚集与分散,从而影响土壤团聚体与土壤孔隙的形成与稳定,进而影响土壤水分运动、土壤颗粒迁移等宏观过程的发生。溶液中颗粒表面之间相互作用力的直接测定对于理解双电层结构、胶体凝聚分散过程、离子特异性效应（Hofmeister效应）等都具有重要的意义。自从描述胶体凝聚与分散机制的DLVO理论提出以来,大量相互作用力的直接测定实验被用来验证其正确性。然而在现有的土壤矿物表面之间相互作用力研究的相关文献中,所得实验结果不论在其重现性和测定值的合理性方面都存在较大问题,主要表现在:（1）同种材料在相同条件（电解质浓度或p H）下进行测定,在不同文献中测得的作用力、表面电位和表面电荷密度差异非常悬殊;（2）各条件下得到的表面电位和表面电荷密度的绝对值太小,表面电位有时甚至小于同条件下的zeta电位测定值。这些结果显然是不合理的,然而已有文献并未对这些不合理性给出解释。其实,在现有的研究中,利用力学测量仪器（原子力显微镜（AFM）、表面力仪（SFA）等）直接测定颗粒间作用力时,均是将实验材料视作几何形状“绝对”规则（理想的柱形、球形或平面）和表面“绝对”光滑的情况。然而实验材料的实际形状往往并不十分规则、表面也并非完全光滑。因此,在相互作用力的测定中,如果不考虑这些因素的影响,对实验结果的分析拟合可能出现严重偏差。基于此,本研究假定,造成上述问题的主要原因是:现有研究未考虑到实验材料的形状与表面粗糙度所带来的影响。因此,本研究另辟蹊径,提出考虑实验材料的形状和表面粗糙度对相互作用力测定的影响的校正方法,从而使实验测定与理论预期相符。研究取得了以下结果:（1）关于云母相互作用力测定中的校正方法。由于云母这一特殊材料具有原子级光滑的表面,因此在相互作用力测定中云母的应用相当广泛。但是在现有的云母作用力研究的相关文献中,所得到的表面电位和表面电荷密度普遍性地严重偏离理论预期。显然,出现这种不合理的可能原因并非云母表面粗糙度的问题,而是云母材料的形状问题。所以本研究通过引入“有效半径”这一参数,来调整文献中所使用的柱形云母表观半径值来重新拟合实验数据,发现所得结果与表面电位和表面电荷密度的理论预测值相吻合。所得到的表面电荷密度为恒定值,与云母所属的“恒电荷表面”相符;所得的表面电位远高于zeta电位,与实际情况相符。（2）关于二氧化硅相互作用力测定中的校正方法。大多数材料不仅形状不规则,而且表面也不平整,所以需要同时对形状和表面糙度进行校正。本研究以二氧化硅为材料,测定了“二氧化硅球修饰探针与二氧化硅晶片”之间的相互作用力,直接推算出相互作用的距离偏移量和有效半径参数。结果表明,二氧化硅材料的形状和表面粗糙度会直接影响相互作用力测定;二氧化硅形状和表面粗糙度对相互作用力的影响可以通过“距离偏移”和“有效半径”这两个参数定量表征;基于材料形状和表面粗糙度校正,就可以通过作用力拟合出正确的表面电位和表面电荷密度值。（3）由于材料形状和表面粗糙度会直接影响相互作用力的测定,本研究进一步提出了对于形状和表面都非常不规则的天然蒙脱石颗粒进行AFM分析中的校正形状与表面粗糙度的方法。此方法成功测定了蒙脱石和云母之间的相互作用力,校正形状和表面粗糙度后,可以通过拟合AFM测得的作用力获得土壤矿物的表面电化学性质。通过AFM测定,获得了Hofmeister效应对金属阳离子界面反应和土壤矿物相互作用力的影响的直接证据。因此,AFM在揭示土壤体系Hofmeister效应的发生机制上将具有十分重要的意义。综上所述,本研究证明材料形状与表面粗糙度会直接影响颗粒间相互作用力与材料表面电化学性质的测定。在测定相互作用力的过程中,均需要首先对材料的形状和表面粗糙度进行校正。通过本研究建立的理论方法,可以很好地校正材料的形状和表面粗糙度,并通过实验测定的作用力数据拟合得到材料正确的表面电化学性质。由于土壤颗粒的AFM研究中最大困难正是其颗粒形状和表面粗糙度问题,因此本文所建立的原理与方法为AFM在土壤体系中的应用推广奠定了基础。
申子婷[2]（2019）在《二维材料几种摩擦现象的第一性原理研究》文中认为纳米摩擦学是在原子尺度和分子尺度下,研究接触界面间摩擦的起因和行为的一门学科。与宏观摩擦不同,它更注重接触界面间原子、分子层次的变化。近年来,器件微小化、集成化的发展迫切需要理解原子尺度下的摩擦现象,因此研究纳米尺度下的摩擦对现代社会的科学进步及经济发展具有重要的意义。长期以来人们接触更多的是宏观摩擦,对纳米尺度下摩擦现象的理解还很有限。基于此,本文应用基于密度泛函理论的第一性原理方法,通过计算界面电子结构及滑动势垒研究了几种二维材料界面的纳米摩擦性质。研究结果有助于人们认识和理解纳米尺度下的摩擦现象,进而对界面摩擦进行调控。本文的研究内容简述如下:1.研究双层六角氮化硼的层间纳米摩擦性质。构建的双层六角氮化硼模型有两种不同的堆垛方式:一种为B原子与B原子或N原子与N原子相对,称为同种原子堆垛;另一种为B原子与N原子相对,称为异种原子堆垛。研究发现:对于同种原子堆垛的双层六角氮化硼,沿不同滑动路径的摩擦力相同,即摩擦性质各向同性;而对于异种原子堆垛的双层六角氮化硼,极性滑动路径上的摩擦力大于非极性滑动路径上的摩擦力,摩擦性质表现为各向异性。上述结果表明六角氮化硼层间摩擦性质依赖于初始堆垛方式和滑动方向,界面电子结构的差别是上述差异摩擦的主要原因。在此基础上,我们对比研究了双层石墨烯的层间纳米摩擦特性,研究发现:双层石墨烯沿不同滑动路径滑动时摩擦力相同,即石墨烯层间纳米摩擦性质各向同性。2.研究含有杂质石墨烯的层间纳米摩擦性质。计算中我们对4x4超胞的双层石墨烯分别都掺入一个B原子构成p-type/p-type掺杂系统,掺入一个N原子构成n-type/n-type掺杂系统,掺入一个B原子和一个N原子构成p-type/n-type掺杂系统。研究结果显示:与未掺杂的系统相比,p-type/p-type和n-type/n-type系统都能够不同幅度地降低石墨烯的层间摩擦,其中n-type/n-type系统降低的比较显着;而p-type/n-type系统却增大石墨烯的层间摩擦。在此基础上我们又考虑原子掺杂浓度和杂质位置对摩擦性质的影响。研究结果显示:（1）掺杂两个原子与掺杂一个原子对摩擦的影响趋势相同,即p-type/p-type和n-type/n-type系统双原子掺杂都降低石墨烯的层间摩擦,而p-type/n-type系统双原子掺杂增大了其摩擦,并且n-type/n-type系统双原子掺杂比单原子掺杂摩擦减小近一倍;（2）杂质位置对摩擦无显着影响:计算结果表明掺杂原子相遇与不相遇的情况对石墨烯层间纳米摩擦性质几乎没有影响。该研究为我们提供一种调制石墨烯层间纳米摩擦的方法,具有一定的应用价值。3.研究新型二维材料Ca2N的层间纳米摩擦性质。研究发现:Ca2N是一种层状电子化合物材料且具有很强的层间结合力,但它却有着比传统范德瓦尔斯（vdW）弱结合的层状润滑材料（如石墨烯、六角氮化硼和二硫化钼）更低的层间摩擦行为。我们采用第一性原理方法计算了Ca2N的层间电子结构分布,发现该体系层间二维导电电子分布均匀,这一结果成功地解释了Ca2N超低的层间摩擦性质。以上研究不仅拓宽二维固体润滑剂的应用范围,而且也丰富了人们对二维系统超低摩擦机制的理解。
邹明[3]（2019）在《聚乙烯吡咯烷酮溶液的水基润滑特性研究》文中认为传统润滑油广泛应用于现代工业,但对环境不免造成危害。出于环境保护以及可持续发展的需求,开发具有优良性能的绿色环保型润滑剂具有重要意义。水基润滑是指向纯水中添加不同种类的润滑添加剂来改善其减摩性能的一种润滑方式,对环境友好,减摩润滑效果优异,具有重要的应用价值。本文采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为水基润滑添加剂,研究其溶液的水基润滑特性。主要研究内容包括:1.通过PVP分子的红外光谱图发现,PVP分子是一种具有亲水基团和极性基团的水溶性高分子;利用材料分析软件模拟了 PVP分子与水分子的相互作用,研究发现,在氢键的作用下,PVP分子与水分子能够相互交织形成水合分子,发挥润滑效果。2.采用石英玻璃为摩擦副,研究了面接触条件下PVP溶液浓度、载荷以及转速对润滑效果的影响。结果表明,溶液浓度为3.00wt.%时润滑效果最好,浓度增大或减小均会造成摩擦系数增大;载荷大小显着影响PVP溶液的润滑特性,载荷为5 N时润滑效果最好;不同载荷下转速变化对溶液润滑特性的影响不同,载荷为3N和5N时摩擦系数几乎不随转速变化,载荷为7 N和9N时不同转速下摩擦系数存在一定差异。3.采用氮化硅/钛合金为摩擦副,研究了点接触条件下PVP溶液浓度以及转速对润滑效果的影响。研究发现,溶液浓度为5.00wt.%时润滑效果最好;不同载荷下转速变化对溶液润滑效果的影响不同,载荷为0.3 N时,随着转速的增大,摩擦系数并未出现明显变化,当载荷增大到0.5 N时,随着转速增大,摩擦系数逐渐减小,但转速大于210 r/min后溶液出现润滑失效,摩擦系数又略微增大。4.针对氮化硅/钛合金摩擦副,研究了干摩擦跑合与硼酸跑合对PVP溶液润滑效果的影响。结果表明,干摩擦跑合后摩擦系数显着降低但润滑稳定性较差,适当的跑合转速和溶液浓度能够获得更低的摩擦系数;硼酸跑合后摩擦系数降低幅度较小但润滑稳定性提升显着,适当的溶液浓度有利于发挥PVP溶液的润滑效果。
杜佳[4]（2018）在《微细伊利石颗粒表面水化特性及机理研究》文中提出粘土类矿物是煤泥水中的主要矿物,由于粘土类矿物颗粒表面的强亲水性导致煤泥颗粒表面形成一定厚度的水化膜,煤泥颗粒间存在水化斥力,不利于煤泥水的沉降,同时对煤泥脱水带来严重不利影响。从微观出发,以煤泥水中的主要粘土矿物之一伊利石为研究对象,研究并掌握煤泥水中伊利石颗粒表面水化特性和机理,可以为煤泥水沉降及脱水新技术开发提供理论依据和技术支持,对高泥化煤泥水沉降澄清处理有着十分重要的意义。通过试验和理论计算研究了微细伊利石颗粒对煤泥水沉降的影响及伊利石颗粒表面水化特性规律。发现煤泥水中解理程度高的微细片状伊利石颗粒会恶化煤泥水沉降;伊利石表面的水化膜弱化颗粒间的范德华作用势能,颗粒界面双电层内金属阳离子的水化产生额外的斥力,以及颗粒表面水化膜间的排斥均不利于煤泥水沉降;粒径较小或悬浮液pH较大的伊利石颗粒的水化度较大;由于金属阳离子水化能不同,不同电解质的微细伊利石颗粒表面水化度大小顺序为Al3+>Mg2+>Ca2+>Na+>K+,Mg2+、Na+浓度的增加,会增加颗粒表面水化程度。基于密度泛函理论模拟计算研究了伊利石的晶格取代对表面结构性质的影响规律。研究表明伊利石晶胞的硅氧四面体中的晶格取代位置是对位分布时,晶胞的能量最稳定,层间阳离子电势越大,层间距越小;K+在（001）面吸附以静电作用为主,NH4+在（001）面吸附以共价作用为主;不同阳离子在（001）面吸附的吸附能大小顺序为K+<Na+<NH4+<Ca2+<Mg2+,晶格取代比例的增加,金属阳离子的吸附能增大;晶格取代使得基面取代附近的氧原子活性增强,同时增加端面取代附近羟基基团的酸碱性。采用DFT模拟计算揭示了水分子在伊利石表面吸附的微观机理。结论为水分子在铵伊利石（001）面吸附的最稳定吸附构型为垂直吸附于有NH4+的硅氧环,水分子的氢原子、氧原子分别与（001）面A1O3的氧原子和NH4+的氢原子形成较强氢键,吸附能为-0.67eV;在钾伊利石（001）面吸附的水分子一方面与表面AlO3的氧原子形成氢键,另一方面受K+的静电作用,最稳定构型的吸附能为-0.55 eV;在（010）面吸附的水分子,由于层间K+的存在,阻碍水分子进入层间,最稳定的吸附构型为平躺吸附在硅羟基和铝羟基基团之间,与表面形成3个氢键,吸附能为-0.91 eV;水分子在表面吸附存在氢键作用和静电作用;水分子在（010）面的吸附强于（001）面,端面的增加,使得水分子在（010）面的吸附位增多,导致颗粒水化膜的强度增大。借助DFT模拟计算揭示了 H3O+和OH-在伊利石表面吸附的微观机理。发现在（001）面硅氧环上方的水分子易获得质子,H30+优先吸附于硅氧环空穴上方;（010）面的≡Al-OH易从H30+获得质子,水分子与H30+存在竞争吸附;OH-在（001）面的吸附为吸热反应,不能自发的在（001）面吸附;OH-在（010）面优先与四面体中的取代原子Al形成配位键,OH-在（010）面吸附使得水分子获电子0.04e,提高了与界面的金属阳离子间的静电作用,有利于阳离子的吸附。通过MD模拟计算揭示了表面荷电及金属阳离子对伊利石水化层的影响规律。结果表明伊利石界面性质受表面荷电影响,随着表面荷电增加,水化层内水分子密度增加,水分子层紧密,Stern层厚度减小,扩散层对K离子的束缚增强,界面水分子的扩散系数减小;在伊利石界面吸附的金属阳离子水化数大于在体相的水化数,界面K+的主要吸附位置位于距离（001）面1.6、2.5 A处,Na+主要吸附位置位于2.0、4.0A处,Ca2+、Mg2+主要吸附位置位于2.0、4.0A处;K+、Na+主要在硅氧环Si4Al206吸附,Ca2+、Mg2+主要在硅氧环Si4Al206和AlO3的空穴处吸附;K+、Na+、Ca2+、Mg2+在（001）面的吸附增加界面水的有序度和粘度;在与表面有相同距离时,不同平衡阳离子的（001）面界面水分子的扩散系数存在的大小顺序为Mg2+<Ca2+<Na+<K+,在剪切力相同时,水化层与体相分离得到的颗粒表面水化层厚度的大小顺序为Mg2+>Ca2+>Na+>K+,与试验结果一致。图[80];表[37];参考文献[164]
刘建维[5]（2017）在《面向润湿作用的黄土结构性及吸附特性试验研究》文中研究说明浸润在黄土的渗流中起着非常重要的作用。黄土在湿陷过程中,其含水量、颗粒表面的湿度及孔隙尺寸、形状、排列方式等均发生大的变化,从而影响到颗粒对水份的吸附作用以及水的入渗规律。为了探讨非饱和黄土的浸润及其深层渗透的内在机理,分析毛细水在运动过程中力学特性,进行了黄土的比表面积、接触角及其对水的吸附力测试。通过理论分析及试验研究,取得了以下成果:（1）天然含水量条件下,不扰动黄土的颗粒比表面积与土体干密度呈线性递减的关系,相关性显着;孔隙主要分布在孔径为0.0110μm的区间段内;大孔隙和中孔隙的体积随着干密度的增大而递减,小孔隙的体积随干密度的增大先增大后减小,微孔隙体积最大,但其变化量随干密度的变化较小,仅略呈增加趋势。（2）黄土视接触角在干燥条件下比天然含水量条件下大,并且与干密度呈显着的线性正相关关系;同时视接触角随大孔隙和中孔隙线性递减,随微孔隙变化呈线性递增,而与小孔隙的变化曲线为抛物线。（3）提出一种测定土-水界面黏附力的方法并自制黏附力测定仪,通过试验发现在室温环境下,不扰动黄土干燥条件下比天然含水量条件下的黏附力大,天然含水量状态下的黏附力随深度及含水量的增加而递减。（4）提出传统土力学中的毛细管水上升平衡模型中应增加黏附力这一指标,并对该模型提出了两种不同的修正方法。
宋一凡[6]（2017）在《双锁结构在宏观超分子组装中的应用》文中研究指明超分子化学,是一种“研究分子组装和分子间键的化学”。超分子组装则是形成超分子聚集体和超分子材料的重要手段。传统超分子组装的研究主要集中在分子层次或者纳米尺度,但是从微观尺度的构筑基元到制备宏观尺度的体相超分子材料,尺寸上巨大的差别使得较难控制超分子材料的性质。因此,发展宏观超分子组装,并将它当做从微观尺度到体相超分子材料制备的桥梁具有很重要的意义。目前宏观超分子组装主要集中在单重相互作用力上,由于对多重相互作用力在宏观构筑基元界面-界面作用机理的研究较少,限制了多重相互作用力在宏观超分子组装中的应用,也限制了对适用于宏观超分子组装的作用力体系的认识。针对上述问题,本论文从利用多重相互作用力进行宏观超分子组装的条件和解决多重相互作用的组装动力学问题两方面进行探索,并获得以下的研究成果:1、对具有高结合常数和生物相容性的多重相互作用生物素-亲和素体系的宏观超分子组装条件进行初步的探索,发现多重相互作用在界面-界面存在组装动力学问题。2、提出并发展了“双锁结构”策略解决上述问题。通过对识别层同时引入单重相互作用环糊精-偶氮苯、多重相互作用生物素-亲和素两个体系,由环糊精-偶氮苯在震荡的条件下实现第一重组装,作为“第一重锁”,提供生物素-亲和素可以发生第二重组装的距离和时间,使生物素-亲和素发生相互作用,作为“第二重锁”。实现了以多重相互作用生物素-亲和素为主导的宏观超分子组装。3、我们对双锁结构的体系进一步拓展到静电相互作用与生物素-亲和素作用上,说明了双锁结构的普适性。双锁结构的提出,解决了多重相互作用的宏观超分子组装动力学问题,为引入具有生物相容性的多重作用体系并实现宏观超分子组装在生物领域的应用奠定基础,对于宏观超分子组装自身理论建设和对应用前景探索均具有重要研究价值。
祝胜光[7]（2017）在《随机粗糙表面接触的摩擦力计算研究》文中提出摩擦是相对运动接触副常见的现象,看似简单的现象,却与生活和生产的经济效益息息相关,吸引着众多学者对其进行不懈的研究,经过长时间的积累与发展,摩擦学已经成为一门多学科交叉的学科。经典宏观摩擦学定律已经在工程实践中广泛应用,然而目前现代装备和产品朝着微型化和超精密化发展,宏观摩擦定律已不能满足微观尺度的计算精度要求,随着近年来原子力显微镜、表面力仪等微观摩擦仪器的出现,人们在微纳米摩擦取得了较大的进展。以往对于微纳米摩擦的研究多是以表面形貌确定性模型为主,但是,在工程实际中的摩擦接触表面都存在一定的粗糙度。实际形貌、结构、材料特性、工况条件和摩擦过程均具有随机性,要获得更符合实际情况的分析计算结果,就需要建立随机摩擦模型。然而,目前关于随机摩擦研究非常少,实验和测量的定性研究方式居多,计算和分析的定量研究方式过少,缘于随机摩擦过程影响因素过多。在普通的摩擦过程中,摩擦副材料属性、温度、结构等因素相对较稳定,而接触表面的随机形貌特征却是影响随机摩擦的主要因素,因此本文主要致力于研究随机形貌特征对摩擦力的影响机理,并建立基于形貌特征的随机摩擦计算模型。主要研究内容如下:（1）基于接触界面势垒与摩擦接触表面形貌的随机特性,建立了一种新的纳米级粗糙表面滑动摩擦力计算模型;利用该模型对满足严格平稳的同种摩擦副材料纳米级随机粗糙表面的摩擦力进行了数值计算。结果表明:经该模型数值计算得出的平均滑动摩擦力与法向载荷呈线性关系;法向载荷与平均接触界面间隙呈指数关系;在相同界面间隙下,平均法向力与粗糙峰高度分布标准差呈线性关系。计算结果与现有的研究结论相符,证明该模型是有效的、可行的;基于该模型,可根据接触界面的形貌分布参数、材料参数与法向载荷预测出平均滑动摩擦力。（2）采用Kogut和Etsion对单个球与光滑刚性表面弹塑性接触的精准有限元分析结果,结合Greenwood和Williamson的粗糙表面接触统计理论,分别基于复合振子模型和接触界面势垒理论构建出两种名义水平的随机粗糙表面接触的滑动摩擦力计算模型,并将两种计算模型进行对比。结果表明:对于同一摩擦副及接触工况,在法向载荷较小的情况下,基于复合振子模型计算出的摩擦力比基于接触界面势垒理论计算得出的摩擦力小;当法向载荷超过一定值时,两种模型计算出的结果相交,并随着法向载荷的增加逐渐趋于一致;摩擦力随着塑性指数的增加而减小。（3）基于系统与能量的观点,及Greenwood和Tripp接触模型,建立了光滑球与名义水平的粗糙表面滑动摩擦力计算模型,并采用AFM球探针与粗糙表面样品进行摩擦实验验证。结果表明:在较小的塑性指数区间,理论计算值与实验值比较吻合,随着塑性指数的增加,理论值与实验值偏差较大。（4）基于接触界面势垒理论和粗糙表面接触的有限元统计方法,提出了一种新的随机粗糙表面接触静摩擦力计算模型,并与已有的主要几种随机粗糙表面接触静摩擦力模型进行了对比。对比结果表明:对于同种钢材料摩擦副,当塑性指数小于1时,该模型得到的计算结果与Kogut和Etsion的静摩擦力模型的计算结果相吻合。以往的粗糙表面静摩擦力的计算源于经典接触力学模型,而本模型的静摩擦力计算则引入了能量耗散机制,为粗糙表面接触摩擦力计算提供了一种新的思路。（5）建立了干摩擦与润滑摩擦的摩擦系数与支撑率曲线的函数式,采用车、铣、磨三种加工方法得到45#钢的随机粗糙表面样品,通过形貌仪获取各个样品的形貌参数统计值,并利用销盘摩擦磨损试验机进行干摩擦和润滑摩擦试验,最后根据实验结果对比分析证实:从支撑率曲线与摩擦系数的函数关系出发,可以很好的理解随机粗糙表面各个形貌参数对摩擦行为的影响机理,也验证了函数式的正确性。
赵光[8]（2016）在《软体非均相复合驱油体系构筑及驱替机理研究》文中研究指明常规提高采收率方法因聚合物耐温耐盐差、碱耐盐差、注气易气窜且注气压力高等致命问题,往往难以满足中高温（80℃110℃）中高盐（1.0×104mg/L1.0×105mg/L）油藏进一步提高采收率的迫切需求。针对这一技术难题,基于自主研发的酚醛树脂冻胶分散体和优选的耐温抗盐高效表面活性剂,构筑了适合中高温中高盐油藏的软体非均相复合驱油体系,并探索了其驱替机理,为其在中高温中高盐油藏的应用奠定基础。建立了以地面耐温耐盐的酚醛树脂本体冻胶为原料,高效制备酚醛树脂冻胶分散体的机械剪切法。酚醛树脂冻胶分散体的制备经过本体冻胶的形成和酚醛树脂冻胶分散体的剪切成形两个阶段,通过调整机械剪切参数制备出了低成本、粒径可控（7505000nm）、形状规则、低粘度、带负电,高抗剪切、易老化聚集特点的纳微尺度冻胶分散。以粒径为指标,建立了酚醛树脂冻胶分散体的工艺参数模型,并基于此模型,自主开发了工业化制备酚醛树脂冻胶分散体的软件。以驱油体系的配伍性、粘度和界面张力为评价指标,构筑了适合中高温中高盐油藏的软体非均相复合驱油体系。该复合驱油体系体系能够降低油水界面张力达10-3mN/m,具有低粘度、带负电、热稳定、聚集膨胀、使油湿润湿反转,水湿表面减弱的特点。岩心流动实验表明软体非均相复合驱油体系能够进入岩心深部,对储层进行微观调控,提高后续流度控制能力,实现原油采收率的大幅度增加。阐明了软体非均相复合驱油体系在油水界面的界面组装行为。表面活性剂在酚醛树脂冻胶分散体颗粒表面的吸附属于典型的Langmuir吸附,非均相复合驱油体系在油水界面层的吸附是竞争吸附重排的过程,并能够在油水界面层形成具有粘弹性的吸附膜。吸附作用提高了复合驱油体系的降低界面张力能力,并使体系中的酚醛树脂冻胶分散体具有洗油能力。非均相复合驱油体系与不同润湿性储层表面、非均相复合驱油体系之间的作用力均表现为斥力作用。表面活性剂的加入强化了非均相复合驱油体系的负电性,空间位阻效应、静电作用是形成斥力作用的主控因素。该斥力作用使得非均相复合驱油体系能够顺利进入岩心深部并在强亲水储层表面滞留、吸附,增强了复合驱油体系的储层微观调控能力。揭示了软体非均相复合驱油体系的驱替机理。非均相复合驱油体系存在较弱的色谱分离效应,能够保证组成成份之间具有较好的协同效应。非均相复合驱油体系的酚醛树脂冻胶分散体以直接通过和变形通过两种形式进入到地层深部,通过单个颗粒直接封堵,多个颗粒架桥封堵、吸附、滞留形式实现对储层的微观调控。复合驱油体系中酚醛树脂冻胶分散体的增粘效应可改善表面活性剂的流度比,降低其扩散速率,微观调控作用促使表面活性剂转向中低渗层,提高了表面活性剂的微观洗油效率。复合驱油体系中的表面活性剂能够吸附在酚醛树脂冻胶分散体颗粒表面强化非均相复合驱油体系的深部运移能力和洗油能力,二者成份的协同效应,提高了复合驱油体系的波及体积和洗油效率,最大限度的提高原油采收率。
陈赫男[9]（2015）在《超滤膜界面性质和溶液环境对海藻酸钠膜污染行为的影响》文中指出城市污水是重要的潜在水资源,膜处理技术在城市污水处理中发挥了重要的作用。随着城市居民生活方式的变化,城市污水中多糖含量日益增加,论文选取海藻酸钠（SA）作为多糖代表物,通过纯水接触角、标准截留率,以及扫描电镜和原子力显微镜等分析技术,获取了以浸没沉淀相转化法制备的亲疏水性不同的聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜、醋酸纤维素（CA）以及聚醚砜（PES）超滤膜的界面特性参数。结合zeta电位仪对不同p H值及特定浓度的Ca2+、Na+及腐殖酸（HA）、牛血清蛋白（BSA）等溶液环境中,SA溶液的zeta电位和粒径等特性理化性质参数的测定分析数据。以扩展胶体空间理论（XDLVO）和宏观过滤过程的膜污染数学分析模型,探讨了特定溶液环境条件（p H、离子种类、共存有机物）下,SA在不同材质超滤膜界面上的膜污染行为。研究结果如下:1.溶液p H从4升高到11时,SA的zeta电位由-9.72m V下降到-21.4m V;Ca2+或Na+存在下,SA的zeta电位从-15.43m V分别增加到-7.61m V和-7.86m V,SA稳定性下降;Ca2+存在下,SA的粒径呈现较为明显的变化（从138.4nm增加到500.1nm）,表明SA发生团聚行为。2.XDLVO理论分析显示:疏水自由能决定了界面粘附自由能值的大小和正负,溶液环境的改变影响了SA与膜的极性张力分项,从而导致SA与膜界面间疏水自由能的改变。超滤膜界面的亲水化程度增加,溶液p H提高,共存金属离子的引入,可以有效提高膜界面及SA表面的极性张力,增大膜与污染物间的粘附自由能,从而减小SA的膜污染趋势。腐殖酸HA和BSA溶液共存环境中,SA界面负电性和粒径增大,界面极性张力分项减小,导致膜与SA界面间的粘附自由能降低。在相同溶液环境下,SA与CA的粘附自由能高于PES膜和PVDF膜,且SA在亲水性PVDF/PVA膜上的粘附自由能高于疏水性PVDF膜。随着p H升高,SA的粘附自由能增大。在Na+和Ca2+存在时,SA+Na+和SA+Ca2+比单一SA与膜的粘附自由能增大。在HA和BSA存在下,SA+HA和SA+BSA比单一SA与膜的粘附自由能降低。SA+HA与三种超滤膜中CA膜的粘附自由能最高;SA+BSA的混合比例对粘附自由能影响不明显。3.宏观膜污染过滤实验数据显示:随着p H值增加,单一SA,SA+HA和SA+BSA混合体系的膜污染情况均有所降低。Na+存在下,SA的通量衰减曲线变化不明显,不可逆污染指数和堵孔阻力有所下降;Ca2+的存在使得SA的通量衰减速率和损失量均明显增加,滤饼阻力明显增加。HA和BSA的存在,均使得SA的不可逆和堵孔吸附阻力增加。SA在亲水性PVDF/PVA膜上的污染程度均小于疏水性PVDF膜污染。在CA超滤膜上,SA+HA的膜污染较PES和PVDF超滤膜污染程度轻。过滤过程的膜通量衰减和膜污染数学模型分析数据验证了XDLVO理论分析结果,为超滤膜改性和膜前预处理调控提供了基础研究依据。4.以膜污染数学分析模型的初期通量下降速率、不可逆污染指数（rir）及堵孔阻力（Rf）,与XDLVO理论中粘附自由能的相关性,其中最佳相关系数分别为0.9435,0.8586和0.9548,表明实际膜污染与理论预测结果具有较好相关性,然而在Ca2+存在下,SA的粘附自由能结果与初期通量下降速率的相关系数较低,这可能是因为Ca2+的自身极性导致的。
尹振鑫[10]（2015）在《高压高剪切流体边界滑移机理与剪切特性研究》文中指出在高压、高剪切工况下，润滑油膜易出现边界滑移现象。此时，油膜流动的速度边界条件发生改变，界面处油液的速度不再简单地等于壁面的运动速度，油膜的厚度、承载力及摩擦力等特征参数也会发生变化。因此，边界滑移现象对润滑油膜的动态特性有显着影响。针对油膜流动的边界滑移问题，本文采用微观分子力学理论，建立微观分子体系剪切模型，分析边界滑移前后油液分子的动力学响应以及速度和剪应力分布情况，揭示了边界滑移产生机理及其演变过程，并拟合得到边界滑移率和极限剪应力计算公式，为考虑边界滑移现象的润滑理论的建立提供了理论基础。本文首先针对工程领域常见的高粘度牵引油“Santotrac50”基础成分的分子结构，进行可视化建模，并耦合工程中常见的钢材基础成分Fe原子，通过分配力场参数，建立微观分子体系剪切流动模型。利用分子动力学模拟理论求解该模型，并研究了油液分子动力学响应特性，分析了其在压力、剪应变率（或壁面运动速度）、壁面润湿性及温度等参数影响下的变化规律。此外，根据受限油液在剪切流动中速度轮廓分布情况，及压力、剪应变率（或壁面运动速度）、壁面润湿性、温度以及膜厚等参数对速度边界滑移的影响规律，拟合得到边界滑移率计算公式，建立了边界滑移速度的计算模型。在此基础上，进一步研究了受限油液在边界滑移前后的剪应力分布及其在不同参数作用下的变化规律，发现了边界滑移时油液近壁面处的剪应力尖峰，揭示了边界滑移现象产生的机理；并分析了压力、剪应变率（或壁面运动速度）、壁面润湿性及温度等参数对受限油液剪切力学特性的影响规律，通过拟合大量的数据点，得到了受限油液在不同工况下的极限剪应力计算公式；分析不同工况起滑条件下的剪应力分布规律，结合边界滑移率模型，揭示了边界滑移现象的发生过程。
二、介绍一种测量表面间分子作用力的仪器:表面力仪（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、介绍一种测量表面间分子作用力的仪器:表面力仪（论文提纲范文）
（1）土壤矿物相互作用力及其表面电化学性质的AFM测定方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 表面电化学性质 |
| 1.1.1 固体表面在水溶液中的带电机理 |
| 1.1.2 双电层理论与表面电化学性质 |
| 1.1.3 土壤矿物表面电化学性质的测定方法 |
| 1.2 表面之间的相互作用力 |
| 1.2.1 静电排斥力 |
| 1.2.2 范德华吸引力 |
| 1.2.3 DLVO理论 |
| 1.3 AFM在土壤矿物相互作用力及其表面电化学性质测定中的应用 |
| 1.3.1 AFM的基本原理 |
| 1.3.2 AFM测定相互作用力的理论方法 |
| 1.3.3 AFM测定土壤矿物相互作用力及其表面电化学性质的研究进展 |
| 第2章 引言 |
| 2.1 立题依据 |
| 2.2 研究目标 |
| 2.3 研究内容 |
| 2.4 技术路线 |
| 第3章 云母相互作用力测定中的问题: 材料形状校正的原理与方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 对Li~+溶液下云母作用力数据的重新拟合 |
| 3.3.2 “有效半径”的合理性解释 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 二氧化硅相互作用力的AFM测定: 形状和表面粗糙度的同时校正 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 相互作用力的测定 |
| 4.2.3 表观半径和表面粗糙度的测定 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 考虑粗糙度和形状的方法:距离偏移和半径偏差 |
| 4.3.2 确定距离偏移量ΔD和半径偏差系数m |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于材料形状和表面糙度校正的AFM技术在土壤矿物相互作用力测定中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 材料 |
| 5.2.2 蒙脱石探针和云母基底制备 |
| 5.2.3 相互作用力的测定 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 蒙脱石和云母之间的相互作用力 |
| 5.3.2 蒙脱石颗粒形状和粗糙度的校正 |
| 5.3.3 作用力及表面电化学性质的重新拟合 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表论文与参加学术会议情况 |
（2）二维材料几种摩擦现象的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 摩擦学的研究范畴和研究意义 |
| 1.1.1 摩擦学的研究范畴 |
| 1.1.2 摩擦学的研究意义 |
| 1.2 纳米摩擦学 |
| 1.2.1 纳米摩擦学简介 |
| 1.2.2 纳米摩擦的理论模型 |
| 1.2.3 纳米摩擦的实验研究方法 |
| 1.2.4 纳米摩擦的计算模拟研究 |
| 1.3 典型二维材料摩擦性质的研究现状 |
| 1.3.1 单质二维材料的摩擦研究现状 |
| 1.3.2 垂直二维异质结构材料的摩擦研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 理论计算方法 |
| 2.1 密度泛函理论(DFT) |
| 2.1.1 Hohenberg-Kohn定律 |
| 2.1.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.3 交换关联势 |
| 2.2 赝势方法 |
| 2.3 计算过程 |
| 2.4 第一性原理计算纳米摩擦的方法 |
| 第三章 双层六角氮化硼层间纳米摩擦特性 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 六角氮化硼的层间纳米摩擦性质 |
| 3.3.2 六角氮化硼与石墨烯层间纳米摩擦性质的比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 掺杂对石墨烯层间纳米摩擦性质的影响与调制 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 单原子硼、氮掺杂对石墨烯层间纳米摩擦性质的影响 |
| 4.3.2 硼、氮双原子掺杂对石墨烯层间纳米摩擦性质的影响 |
| 4.3.3 掺杂浓度对石墨烯层间纳米摩擦性质的影响 |
| 4.3.4 杂质位置对石墨烯层间纳米摩擦性质的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 层状电子化合物Ca_2N的超低层间摩擦 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ca_2N层间纳米摩擦性质 |
| 5.3.2 Ca_2N超低层间摩擦机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录：硕士研究生学习阶段发表的论文 |
| 致谢 |
（3）聚乙烯吡咯烷酮溶液的水基润滑特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 水基润滑 |
| 1.2.1 水基润滑机理 |
| 1.2.2 水基润滑液 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 水溶性聚醚类 |
| 1.3.2 离子类 |
| 1.3.3 酸类 |
| 1.3.4 纳米材料类 |
| 1.3.5 生物材料类 |
| 1.3.6 高分子聚合物类 |
| 1.4 聚乙烯吡咯烷酮 |
| 1.5 本文的研究内容与意义 |
| 2 PVP分子水合作用的分子动力学模拟 |
| 2.1 Material Studio软件 |
| 2.2 PVP的分子性质 |
| 2.2.1 NVP的分子结构 |
| 2.2.2 PVP的分子结构 |
| 2.3 PVP分子水合作用模拟 |
| 2.3.1 PVP分子模型的构建 |
| 2.3.2 PVP分子水合作用模拟 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 石英玻璃摩擦副面接触下PVP溶液的水基润滑特性 |
| 3.1 实验材料及方法 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 实验结果及讨论 |
| 3.2.1 载荷对PVP溶液水基润滑特性的影响 |
| 3.2.2 转速对PVP溶液水基润滑特性的影响 |
| 3.2.3 浓度对PVP溶液水基润滑特性的影响 |
| 3.2.4 面接触条件下PVP溶液的润滑机理 |
| 3.3 面接触条件下PVP溶液的润滑模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 钛合金摩擦副点接触下PVP溶液的水基润滑特性 |
| 4.1 实验材料及方法 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 浓度变化对PVP溶液水基润滑特性的影响 |
| 4.2.2 转速变化对PVP溶液水基润滑特性的影响 |
| 4.3 点接触条件下PVP溶液润滑模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 钛合金摩擦副点接触下跑合过程对PVP溶液水基润滑特性的影响 |
| 5.1 实验材料及方法 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 实验方法 |
| 5.2 实验结果及讨论 |
| 5.2.1 干摩擦跑合对PVP溶液水基润滑特性的影响 |
| 5.2.2 硼酸跑合对PVP溶液水基润滑特性的影响 |
| 5.3 跑合过程对PVP溶液的作用机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（4）微细伊利石颗粒表面水化特性及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 矿物表面水化研究现状及进展 |
| 1.2.1 水化机理及水化力计算模型 |
| 1.2.2 矿物表面水化性质的研究方法 |
| 1.3 矿物表面吸附水层结构性质的研究现状及进展 |
| 1.4 分子模拟研究矿物表面水化机理的现状及进展 |
| 1.5 研究内容 |
| 2 微细伊利石颗粒与煤泥水相互作用机制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试剂、仪器和方法 |
| 2.2.1 试剂和仪器 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.3 伊利石样品分析 |
| 2.3.1 伊利石来源及样品制备 |
| 2.3.2 XRD分析 |
| 2.3.3 SEM分析 |
| 2.3.4 EDS分析 |
| 2.4 伊利石界面性质 |
| 2.4.1 煤泥水溶液化学性质 |
| 2.4.2 伊利石表面酸碱特性 |
| 2.4.3 伊利石颗粒表面荷电特性 |
| 2.5 煤泥水中颗粒之间的相互作用势能 |
| 2.5.1 不同种类矿物颗粒的影响 |
| 2.5.2 电解质的影响 |
| 2.6 表面水化对伊利石颗粒之间作用势能的影响 |
| 2.6.1 表面水化对范德华作用势能的影响 |
| 2.6.2 表面水化对静电作用势能的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 溶液化学性质对伊利石表面水化特性的影响规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水化层厚度的粘度法理论推导 |
| 3.3 样品准备及试验方法 |
| 3.3.1 伊利石悬浮液的制备 |
| 3.3.2 试验方法 |
| 3.4 悬浮液pH及颗粒粒径对表面水化特性的影响 |
| 3.5 不同阳离子对伊利石颗粒表面水化特性的影响 |
| 3.5.1 离子种类对颗粒表面水化作用的影响 |
| 3.5.2 离子浓度对颗粒表面水化作用的影响 |
| 3.6 电滞效应的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 晶格取代对伊利石表面电子结构性质的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型与方法 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 计算方法 |
| 4.3 晶格取代对伊利石晶体结构的影响 |
| 4.4 晶格取代对基面性质的影响 |
| 4.4.1 基面电负性 |
| 4.4.2 平衡离子的吸附 |
| 4.4.3 基面的反应活性 |
| 4.5 晶格取代对端面性质的影响 |
| 4.5.1 端面结构及表面能 |
| 4.5.2 端面酸碱性 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 伊利石表面水化作用的微观机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型和计算方法 |
| 5.2.1 表面模型 |
| 5.2.2 计算方法 |
| 5.2.3 能量计算 |
| 5.2.4 差分电荷密度计算 |
| 5.3 水分子在铵伊利石表面吸附的微观机理 |
| 5.3.1 吸附位分布及吸附能计算 |
| 5.3.2 吸附构型及成键分析 |
| 5.3.3 态密度分析 |
| 5.3.4 电荷分析 |
| 5.4 水分子在钾伊利石表面吸附的微观机理 |
| 5.4.1 (001)面吸附 |
| 5.4.2 (010)面吸附 |
| 5.4.3 态密度分析 |
| 5.4.4 电荷分析 |
| 5.5 水合氢离子在伊利石表面吸附的微观机理 |
| 5.5.1 (001)面吸附 |
| 5.5.2 (010)面吸附 |
| 5.5.3 水分子的影响 |
| 5.5.4 电荷分析 |
| 5.6 氢氧根离子在伊利石表面吸附的微观机理 |
| 5.6.1 (001)面吸附 |
| 5.6.2 (010)面吸附 |
| 5.6.3 水分子的影响 |
| 5.6.4 电荷分析 |
| 5.7 多层水分子在伊利石表面吸附的微观机理 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 伊利石表面水化作用的分子动力学研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 表面模型与计算方法 |
| 6.2.1 表面模型 |
| 6.2.2 计算方法 |
| 6.2.3 界面性质计算 |
| 6.3 伊利石界面水结构性质 |
| 6.3.1 原子浓度分布 |
| 6.3.2 扩散系数 |
| 6.3.3 平面径向分布函数 |
| 6.3.4 界面原子密度分布 |
| 6.4 伊利石界面金属阳离子的吸附特征 |
| 6.4.1 金属阳离子在伊利石界面的浓度曲线 |
| 6.4.2 界面金属阳离子的水化数 |
| 6.4.3 界面金属阳离子在表面的分布 |
| 6.5 伊利石界面金属阳离子对水化层的影响 |
| 6.5.1 界面水分子浓度 |
| 6.5.2 界面水分子结构 |
| 6.5.3 界面水分子扩散系数 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（5）面向润湿作用的黄土结构性及吸附特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 润湿的研究现状及其应用 |
| 1.3 研究的不足 |
| 1.4 研究的内容与方法 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 润湿界面基础理论 |
| 2.1 润湿现象的基本分类与解释 |
| 2.1.1 润湿的概念及分类 |
| 2.1.2 润湿现象的微观分析 |
| 2.2 固-液界面理论与界面力分析 |
| 2.2.1 界面层理论及表面力 |
| 2.2.2 界面层分子间作用力分析 |
| 2.3 接触角 |
| 2.3.1 接触角滞后现象 |
| 2.3.2 影响接触角的因素 |
| 2.4 三相接触线的移动问题分析 |
| 2.4.1 典型固液接触模型 |
| 2.4.2 Young-Laplace方程 |
| 2.4.3 Kelvin方程 |
| 2.4.4 前驱膜模型 |
| 2.4.5 润湿的动力学因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 非饱和黄土孔隙分布分析 |
| 3.1 氮吸附测定黄土比表面积 |
| 3.1.1 试验所用黄土试样基本指标分析 |
| 3.1.2 比表面积测试原理 |
| 3.1.3 氮吸附测定比表面积 |
| 3.2 黄土孔隙分布测定 |
| 3.2.1 黄土孔隙成因分类 |
| 3.2.2 黄土孔隙大小分类 |
| 3.2.3 压汞仪测定孔隙分布 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 非饱和黄土接触角与孔隙变化关系分析 |
| 4.1 接触角的常用测试方法及原理 |
| 4.2 接触角测定 |
| 4.3 试验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 非饱和黄土黏附力试验及毛细管水受力平衡分析 |
| 5.1 土体吸力及表现形式 |
| 5.1.1 土体总吸力 |
| 5.1.2 土体吸力形式和土-水特征曲线 |
| 5.2 黏附力的测试方法及原理 |
| 5.2.1 仪器组成 |
| 5.2.2 试验步骤及原理 |
| 5.2.3 试验结果及分析 |
| 5.3 毛细管水上升受力平衡分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论和展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间参与科研及获奖情况 |
| 致谢 |
（6）双锁结构在宏观超分子组装中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超分子化学 |
| 1.2 超分子组装 |
| 1.3 宏观超分子组装 |
| 1.3.1 主客体作用实现宏观超分子组装 |
| 1.3.2 氢键实现宏观超分子组装 |
| 1.3.3 静电实现宏观自组装 |
| 1.3.4 其他作用力实现宏观自组装 |
| 1.3.5 宏观超分子组装的应用 |
| 1.4 生物素-亲和素系统 |
| 1.4.1 亲和素 |
| 1.4.2 生物素 |
| 1.4.3 链霉亲和素 |
| 1.4.4 生物素-亲和素系统的应用 |
| 1.5 界面-界面作用表征 |
| 1.6 课题意义和课题思路 |
| 1.6.1 课题意义 |
| 1.6.2 课题思路 |
| 第二章 生物素-亲和素的宏观超分子组装 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 交替层状自组装技术 |
| 2.1.2 柔性间隔层 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 PAH-Biotin的合成方法 |
| 2.2.3.1 酰胺化反应合成主客体的方法 |
| 2.2.3.2 PAH-Biotin合成方法 |
| 2.2.4 PDMS宏观构筑基元的制备 |
| 2.2.5 PAH-Biotin与PAA的LbL实验 |
| 2.2.6 生物素-亲和素组装条件探究 |
| 2.2.7 从界面自由度对生物素-亲和素组装的影响 |
| 2.2.8 构筑基元的原位测力表征 |
| 2.2.9 生物素与亲和素的组装机理和力发生距离 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 聚电解质产物分析 |
| 2.3.2 PAH-Biotin与PAA交替层状自组装 |
| 2.3.3 生物素和亲和素组装条件探究 |
| 2.3.4 固体-溶液界面自由度分析 |
| 2.3.5 界面-界面原位测力表征 |
| 2.3.6 作用机理及作用距离探究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双锁结构及其拓展体系 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 环糊精与偶氮苯 |
| 3.1.2 静电作用 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 含有主客体化合物的合成 |
| 3.2.3.1 无规共聚合成PAA-Azo |
| 3.2.3.2 接枝法合成带有环糊精的聚丙烯酸 |
| 3.2.4 双锁结构多层膜的制备 |
| 3.2.5 双锁结构的组装实验 |
| 3.2.6 定性:竞争吸附解组装实验 |
| 3.2.7 定量:原位-双锁结构作用力 |
| 3.2.8 双锁结构拓展体系 |
| 3.2.8.1 双锁结构拓展体系多层膜的构筑 |
| 3.2.8.2 拓展体系的组装实验 |
| 3.2.8.3 原位测力定量表征实验结果 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 含有主客体聚合物的合成 |
| 3.3.1.1 聚丙烯酸偶氮苯表征 |
| 3.3.1.2 聚丙烯酸接枝环糊精产物表征 |
| 3.3.2 双锁结构组装实验 |
| 3.3.3 定性:竞争性吸附因子验证生物素-亲和素作用 |
| 3.3.4 原位定量表征双锁结构作用力 |
| 3.3.5 双锁结构拓展体系 |
| 3.3.5.1 拓展体系组装 |
| 3.3.5.2 拓展体系原位力学表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（7）随机粗糙表面接触的摩擦力计算研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 常用符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 宏观干摩擦理论 |
| 1.3 微观干摩擦理论 |
| 1.4 粗糙表面接触摩擦理论研究现状 |
| 1.4.1 粗糙表面接触模型 |
| 1.4.2 随机粗糙表面静摩擦力计算模型 |
| 1.4.3 随机粗糙表面动摩擦力计算模型 |
| 1.4.4 粗糙表面形貌参数对摩擦行为影响的研究 |
| 1.5 课题来源和主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 课题的研究意义 |
| 1.5.3 课题的主要研究内容 |
| 第二章 基于L-J势与随机过程的纳米级粗糙表面摩擦力计算模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于LJ势的接触界面势垒模型 |
| 2.2.1 接触界面势垒 |
| 2.2.2 接触界面LJ势垒的计算简化 |
| 2.3 基于随机过程接触模型与LJ势的滑动摩擦力计算模型 |
| 2.3.1 基于随机过程的一维接触模型 |
| 2.3.2 平均法向力与平均滑动摩擦力计算模型 |
| 2.4 数值计算与讨论 |
| 2.4.1 平均法向力与平均界面间隙 |
| 2.4.2 平均摩擦力与法向载荷 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 两名义水平的随机粗糙表面接触滑动摩擦力计算研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于复合振子模型的随机粗糙表面接触滑动摩擦力计算 |
| 3.2.1 基于复合振子模型的滑动摩擦力计算模型 |
| 3.2.2 基于复合振子模型的球-面接触滑动摩擦力计算 |
| 3.2.3 基于复合振子模型的随机粗糙表面接触滑动摩擦力计算 |
| 3.3 基于接触界面势垒理论的粗糙表面滑动摩擦力计算研究 |
| 3.3.1 接触界面势垒 |
| 3.3.2 基于接触界面势垒理论的球-面接触滑动摩擦力计算 |
| 3.3.3 基于接触界面势垒理论的随机粗糙表面接触滑动摩擦力计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 球-面接触滑动摩擦力计算与AFM实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光滑球与粗糙平面接触的滑动摩擦力计算模型 |
| 4.2.1 基于Brizmer等的球-面接触经验式的统计计算 |
| 4.2.2 基于Kogut等的球-面接触经验式的统计计算 |
| 4.3 光滑球与名义水平的粗糙表面接触的AFM实验 |
| 4.3.1 实验方法与步骤设计 |
| 4.3.2 样品制作 |
| 4.3.3 摩擦实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于接触界面势垒的粗糙表面静摩擦力计算模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算模型 |
| 5.2.1 原子尺度下的球-面接触静摩擦力计算模型 |
| 5.2.2 随机粗糙表面接触静摩擦力计算 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于支撑率曲线分析随机粗糙表面形貌参数对摩擦行为的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 支撑率曲线与摩擦系数函数式 |
| 6.2.1 干摩擦下摩擦系数与支撑率曲线函数式 |
| 6.2.2 混合润滑摩擦下摩擦系数与支撑率曲线函数式 |
| 6.3 实验 |
| 6.3.1 实验材料及实验方法 |
| 6.3.2 样品制备 |
| 6.4 实验结果与讨论 |
| 6.4.1 支撑率曲线及S_(pk)、S_k、S_(vk)、S_(r1)、S_(r2)对摩擦磨损的影响机理 |
| 6.4.2 S_a与S_q对摩擦磨损的影响机理 |
| 6.4.3 S_(sk)与S_(ku)对摩擦磨损的影响机理 |
| 6.4.4 S_p、S_v、S_t对摩擦磨损的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要工作和结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 不同Pearson曲线类型的概率密度表达式 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）软体非均相复合驱油体系构筑及驱替机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展动态分析 |
| 1.2.1 中高温中高盐油藏开采技术研究进展 |
| 1.2.2 非均相复合驱油技术研究进展 |
| 1.2.3 冻胶分散体制备方法研究进展 |
| 1.3 本文的研究目标和研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 酚醛树脂冻胶分散体的制备与表征 |
| 2.1 酚醛树脂冻胶分散体制备方法的建立 |
| 2.2 酚醛树脂冻胶分散体本体冻胶的研究 |
| 2.2.1 实验部分 |
| 2.2.2 本体冻胶的交联机理 |
| 2.2.3 本体冻胶成冻影响因素研究 |
| 2.2.4 本体冻胶耐温性能 |
| 2.2.5 本体冻胶微观形貌 |
| 2.3 酚醛树脂冻胶分散体的制备 |
| 2.3.1 酚醛树脂冻胶分散体的反应程度 |
| 2.3.2 制备参数对酚醛树脂冻胶分散体微观形貌的影响 |
| 2.3.3 制备参数对酚醛树脂冻胶分散体粒径的影响 |
| 2.3.4 制备参数对酚醛树脂冻胶分散体粘度的影响 |
| 2.3.5 制备参数对酚醛树脂冻胶分散体电位的影响 |
| 2.4 酚醛树脂冻胶分散体的性质表征 |
| 2.4.1 微观形貌 |
| 2.4.2 粘度特征 |
| 2.4.3 膨胀能力 |
| 2.4.4 Zeta电位 分析 |
| 2.5 酚醛树脂冻胶分散体的制备机理研究 |
| 2.5.1 本体冻胶的形成过程 |
| 2.5.2 酚醛树脂冻胶分散体的剪切成形 |
| 2.5.3 酚醛树脂冻胶分散体的交联反应机理 |
| 2.6 酚醛树脂冻胶分散体规模化制备参数设计 |
| 2.6.1 酚醛树脂冻胶分散体制备模型建立思路 |
| 2.6.2 酚醛树脂冻胶分散体规模化制备软件的开发 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 软体非均相复合驱油体系的构筑 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.2 软体非均相复合驱油体系的构筑 |
| 3.2.1 软体非均相复合驱油体系配伍性研究 |
| 3.2.2 表面活性剂的优选 |
| 3.3 软体非均相复合驱油体系浓度的优化 |
| 3.3.1 软体非均相复合驱油体系降低界面张力能力 |
| 3.3.2 软体非均相复合驱油体系粘度特征 |
| 3.3.3 软体非均相复合驱油体系成份浓度确定 |
| 3.4 软体非均相复合驱油体系的性质表征 |
| 3.4.1 微观形貌 |
| 3.4.2 粘度稳定性 |
| 3.4.3 降低界面张力能力 |
| 3.4.4 膨胀能力 |
| 3.4.5 润湿改变性能 |
| 3.4.6 抗剪切性能 |
| 3.4.7 乳化稳定性能 |
| 3.4.8 Zeta电位 分析 |
| 3.5 软体非均相复合驱油体系应用性能评价 |
| 3.5.1 注入 — 运移性能评价 |
| 3.5.2 软体非均相复合驱油体系对岩心不同位置渗透率降低作用 |
| 3.5.3 软体非均相复合驱油体系剖面改善能力 |
| 3.5.4 软体非均相复合驱油体系驱替性能评价 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 软体非均相复合驱油体系的相互作用机制研究 |
| 4.1 表面活性剂在冻胶分散体颗粒表面的吸附行为 |
| 4.1.1 测定原理及方法 |
| 4.1.2 吸附时间对表面活性剂吸附行为的影响 |
| 4.1.3 吸附浓度对表面活性剂吸附行为的影响 |
| 4.2 软体非均相复合驱油体系的界面流变行为研究 |
| 4.2.1 界面流变行为理论研究基础 |
| 4.2.2 软体非均相复合驱油体系动态界面张力影响因素 |
| 4.2.3 软体非均相复合驱油体系扩张模量影响因素 |
| 4.2.4 软体非均相复合驱油体系在界面层的行为探讨 |
| 4.3 软体非均相复合驱油体系的作用力特征研究 |
| 4.3.1 作用力测定原理 |
| 4.3.2 作用力测定方案设计 |
| 4.3.3 软体非均相复合驱油体系结构分析 |
| 4.3.4 软体非均相复合驱油体系吸附膜粗糙度分析 |
| 4.3.5 酚醛树脂冻胶分散体作用力特征分析 |
| 4.3.6 软体非均相复合驱油体系作用力特征分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 软体非均相复合驱油体系的驱替机理研究 |
| 5.1 软体非均相复合驱油体系的色谱分离效应研究 |
| 5.1.1 冻胶分散体浓度对非均相复合驱油体系色谱分离效应的影响 |
| 5.1.2 渗透率对软体非均相复合驱油体系色谱分离效应的影响 |
| 5.2 软体非均相复合驱油体系对多孔介质储层的调控能力研究 |
| 5.2.1 软体非均相复合驱油体系在多孔介质中的作用形式 |
| 5.2.2 软体非均相复合驱油体系在多孔介质中的分布状态 |
| 5.2.3 软体非均相复合驱油体系在多孔介质中的波及能力 |
| 5.3 软体非均相复合驱油体系微观驱替机理研究 |
| 5.3.1 软体非均相复合驱油体系储层微观调控能力 |
| 5.3.2 软体非均相复合驱油体系微观驱油机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）超滤膜界面性质和溶液环境对海藻酸钠膜污染行为的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 超滤膜污染的形成机理和影响因素 |
| 1.1.1 超滤膜污染的定义及形成机理 |
| 1.1.2 膜界面性质对膜污染影响 |
| 1.1.3 溶液环境对膜污染的影响 |
| 1.1.4 污染物成分对膜污染的影响 |
| 1.2 海藻酸钠的膜污染行为 |
| 1.2.1 海藻酸钠的性质 |
| 1.2.2 海藻酸钠膜污染的研究现状 |
| 1.3 膜污染行为分析和表征方法 |
| 1.3.1 理论分析方法 |
| 1.3.2 数学分析模型 |
| 1.3.3 仪器表征与分析 |
| 1.4 课题研究目的及研究内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 试剂与仪器 |
| 2.1.1 主要试剂 |
| 2.1.2 主要仪器 |
| 2.2 海藻酸钠理化性质的测定 |
| 2.2.1 海藻酸钠溶液的配制 |
| 2.2.2 海藻酸钠溶液zeta电位和粒径与溶液环境的关系 |
| 2.3 超滤膜界面性质的表征 |
| 2.3.1 超滤膜的制备 |
| 2.3.2 超滤膜结构参数的测定 |
| 2.3.3 超滤膜界面性质的测定 |
| 2.4 膜污染行为评价与分析 |
| 2.4.1 XDLVO理论预测及分析 |
| 2.4.2 超滤过程的膜污染数学分析模型 |
| 2.4.3 膜污染行为的微观表征 |
| 参考文献 |
| 3 膜材质对SA膜污染行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SA溶液的zeta电位和粒径 |
| 3.3 超滤膜的界面性质 |
| 3.3.1 CA、PES和PVDF超滤膜的组成 |
| 3.3.2 CA、PES和PVDF超滤膜的结构 |
| 3.3.3 CA、PES和PVDF超滤膜的微观形貌 |
| 3.4 XDLVO理论对SA膜污染的预测及分析 |
| 3.5 SA过滤膜污染的数学模型分析 |
| 3.5.1 比通量随时间变化关系 |
| 3.5.2 膜污染指数 |
| 3.5.3 膜污染阻力分析模型 |
| 3.6 SA膜污染的微观现象 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 4 溶液环境对SA在亲/疏水性PVDF超滤膜的污染行为影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 溶液环境对SA理化性质的影响 |
| 4.2.1 pH值对SA溶液zeta电位和粒径的影响 |
| 4.2.2 共存金属离子对SA溶液zeta电位和粒径的影响 |
| 4.3 PVDF超滤膜的界面性质 |
| 4.3.1 PVDF超滤膜的组成和结构 |
| 4.3.2 PVDF超滤膜的亲水性 |
| 4.3.3 PVDF超滤膜的微观形貌 |
| 4.4 XDLVO理论对SA膜污染的预测及分析 |
| 4.5 SA过滤膜污染的数学模型分析 |
| 4.5.1 比通量随时间变化关系 |
| 4.5.2 膜污染指数 |
| 4.5.3 膜阻力分析 |
| 4.6 XDLVO理论预测和数学模型的相关性研究 |
| 4.7 SA膜污染的微观表征 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 5 共存污染物对SA膜污染行为的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 HA和BSA对SA溶液zeta电位和粒径的影响 |
| 5.2.1 HA和BSA对SA溶液zeta电位的影响 |
| 5.2.2 HA和BSA对SA粒径的影响 |
| 5.3 超滤膜的制备与表征 |
| 5.4 SA+HA混合体系对超滤膜污染的影响 |
| 5.4.1 XDLVO理论预测SA+HA混合体系对超滤膜污染 |
| 5.4.2 SA+HA混合体系过滤膜污染的数学模型分析 |
| 5.4.3 XDLVO理论预测与数学模型的相关性分析 |
| 5.4.4 SA+HA混合体系膜污染行为观察 |
| 5.5 SA+BSA混合体系对超滤膜污染的影响 |
| 5.5.1 XDLVO理论对SA膜污染的预测及分析 |
| 5.5.2 SA+BSA混合体系过滤膜污染的数学模型分析 |
| 5.5.3 XDLVO理论预测与数学模型的相关性分析 |
| 5.5.4 SA+BSA混合体膜污染行为观察 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
（10）高压高剪切流体边界滑移机理与剪切特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 边界滑移现象的实验研究概况 |
| 1.2.2 边界滑移现象的分子动力学模拟研究概况 |
| 1.2.3 边界滑移模型概况 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 微观分子力学模型 |
| 2.1 剪切流动分子体系模型的建立 |
| 2.1.1 微观分子体系模型的建立 |
| 2.1.2 分子体系的力场模型 |
| 2.1.3 分子体系的运动方程及其求解方法 |
| 2.1.4 宏观特性的统计计算 |
| 2.1.5 求解流程 |
| 2.2 高压高剪切下油液系统分子动力学特性 |
| 2.2.1 单个分子的动力学响应特性 |
| 2.2.2 系统分子的动力学响应特性 |
| 2.2.3 系统分子动力学特性的影响因素分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 高压高剪切流体边界滑移机理与影响因素研究 |
| 3.1 边界滑移机理研究 |
| 3.1.1 沿膜厚方向的速度轮廓 |
| 3.1.2 边界滑移现象 |
| 3.1.3 边界滑移现象机理研究 |
| 3.2 边界滑移的影响因素研究 |
| 3.2.1 压力对速度轮廓的影响 |
| 3.2.2 剪应变率对边界滑移的影响 |
| 3.2.3 壁面润湿性对边界滑移的影响 |
| 3.2.4 温度对边界滑移的影响 |
| 3.2.5 膜厚对边界滑移的影响 |
| 3.3 边界滑移率模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 边界滑移下油膜剪切特性分析 |
| 4.1 油膜微观剪应力特性分析 |
| 4.1.1 不同剪应变率下受限油液沿膜厚方向剪应力 P_xy |
| 4.1.2 不同压力下受限油液沿膜厚方向剪应力 P_xy |
| 4.1.3 不同壁面润湿性下受限油液沿膜厚方向剪应力 P_xy |
| 4.1.4 不同温度下受限油液沿膜厚方向剪应力 P_xy |
| 4.2 受限油液稳定剪应力特性分析 |
| 4.2.1 压力对受限油液稳定剪应力特性的影响分析 |
| 4.2.2 剪应变率对受限油液稳定剪应力特性的影响分析 |
| 4.2.3 壁面润湿性对受限油液稳定剪应力特性的影响分析 |
| 4.2.4 温度对受限油液稳定剪应力特性的影响分析 |
| 4.3 极限剪应力及其变化规律 |
| 4.3.1 不同工况下极限剪应力τL |
| 4.3.2 极限剪应力模型 |
| 4.3.3 起滑条件分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
四、介绍一种测量表面间分子作用力的仪器:表面力仪（论文参考文献）
- [1]土壤矿物相互作用力及其表面电化学性质的AFM测定方法研究[D]. 冯勃. 西南大学, 2020
- [2]二维材料几种摩擦现象的第一性原理研究[D]. 申子婷. 中原工学院, 2019(09)
- [3]聚乙烯吡咯烷酮溶液的水基润滑特性研究[D]. 邹明. 大连海事大学, 2019(06)
- [4]微细伊利石颗粒表面水化特性及机理研究[D]. 杜佳. 安徽理工大学, 2018(01)
- [5]面向润湿作用的黄土结构性及吸附特性试验研究[D]. 刘建维. 长安大学, 2017(03)
- [6]双锁结构在宏观超分子组装中的应用[D]. 宋一凡. 北京化工大学, 2017(04)
- [7]随机粗糙表面接触的摩擦力计算研究[D]. 祝胜光. 华南理工大学, 2017(06)
- [8]软体非均相复合驱油体系构筑及驱替机理研究[D]. 赵光. 中国石油大学(华东), 2016(06)
- [9]超滤膜界面性质和溶液环境对海藻酸钠膜污染行为的影响[D]. 陈赫男. 西安建筑科技大学, 2015(07)
- [10]高压高剪切流体边界滑移机理与剪切特性研究[D]. 尹振鑫. 北京理工大学, 2015(07)