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关键词： 有机硅助剂   杀虫剂   剑麻叶片   润湿性   表面张力   临界表面张力  

摘要： 研究农田常用的杀介壳虫药剂在剑麻叶片上的润湿性能,并通过添加适量的有机硅助剂提高杀虫剂的使用效率。采用Zisman作图法测定剑麻的临界表面张力,并与推荐剂量下7种杀虫剂药液的表面张力值,及添加不同浓度有机硅助剂后药液的表面张力值进行比较分析。结果表明,剑麻的临界表面张力值为23.89 mN/m,7种杀虫剂的表面张力值为35.72~72.51 mN/m,均大于剑麻的临界表面张力,药液在剑麻叶上润湿性较差。有机硅助剂能够降低药液的表面张力,当45%毒死蜱EC 450 mg/L中加入有机硅500 mg/L,4.5%高效氯氰菊酯EC 45 mg/L和70%吡虫啉WG 350 mg/L中加入有机硅200 mg/L,其余4种杀虫剂中添加有机硅100 mg/L时,药液的表面张力降至剑麻的临界表面张力以下,药液的润湿性能得以提升。因此,在麻田害虫防治上,建议在农药制剂中添加适量的有机硅助剂来改善药液在叶片上的润湿性能,进而提高农药的利用率。

关键词： 压痕   弹性微梁   表面张力   椭圆柱压头   解析解  

摘要： 压痕技术除被用于块体材料的性能测量,也被广泛用于软材料薄膜和微尺度材料的性能测量.随着材料尺度减小,表面效应对压痕接触问题中的力与变形发挥着重要作用.本文从理论上研究了椭圆柱压头作用下弹性微梁的平面压痕问题.针对具有表面张力影响的微尺度梁,通过求解表面压力分布和法向挠度满足的微分控制方程,获得了接触区域内外的表面压力和表面位移的解析解,解中的待定系数由接触区尺寸、压痕深度所决定.结合微梁在均布载荷下的变形解和Betti功互等定理,求解了不同测量力下的接触区尺寸和压痕深度,实现了弹性微梁压痕问题的解析求解.理论分析了表面张力、椭圆压头参数、微梁尺寸参数等对压痕问题中力与变形的作用规律.该研究有助于了解微尺度材料压痕行为中的表面效应,为相关压痕测试技术提供参考.

关键词： 地层水   水文地球化学   流体系统   巴什基奇克组   克拉苏构造带  

摘要： 地层水化学特征及流体成因的分析对油气成藏的研究具有重要意义,对库车坳陷克拉苏构造带的地层水化学特征及流体成因的研究有助于油气藏的勘探开发。塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带构造特征复杂,地层水化学特征及流体系统缺乏系统研究。为了明确克拉苏构造带地层水化学特征及其流体系统,对地层水的溶解性总固体(TDS)、离子比例系数及压力分布特征进行了分析。研究结果表明:克拉苏构造带地层水以高TDS的卤水为主(平均值为154.92 g/L),按照苏林分类主要为CaCl_(2)型,按照舒卡列夫分类为Cl-Na型和Cl-Na·Ca型,为典型的沉积埋藏水。地层水的脱硫系数较低(平均值小于1.2)、变质系数较高(平均值大于6),表明地层的封闭性较好,地层水经历了较强的水岩反应。参照地层压力场、岩性特征及地层水特征,将库车凹陷克拉苏构造带划分为第四系—新近系、古近系、白垩系、侏罗系及下伏地层四套流体系统。结合研究区岩性组成、构造演化特征及地层水化学特征分析,明确了白垩系巴什基奇克组地层水的成因为白垩系原始沉积水与侏罗系烃源岩生烃时排出的有机物转化流体、沉积水及古近系膏盐层高盐度流体的混合。

关键词： 油茶皂苷   复配   表面活性   表面张力   稳定性  

摘要： 目的:探究油茶皂苷与月桂酰肌氨酸钠(Sodium lauroyl sarcosinate,SLS)之间的协同作用。方法:考察油茶皂苷的加入对复配体系表面活性的影响,并探究复配体系在不同条件下的稳定性。结果:复配体系中加入质量分率(α_(1))为1%的油茶皂苷时,其临界胶束浓度(Critical micelle concentration,CMC)增效12.35%,表面张力(γ)比SLS低4.12%;体系的接触角为23.9°,相比于油茶皂苷的接触角减小23°,润湿性大幅提升。当α_(1)为1%、10%时,发泡体积相比油茶皂苷分别增效85.04%、72.68%。在α_(1)=4%时,泡沫稳定性相较于SLS增效11.35%。油茶皂苷-SLS复配体系在高温下稳定性优异,具有良好的抗硬水能力;在盐离子和酸性条件下,复配体系的CMC显著降低,表面活性提高。结论:油茶皂苷-SLS复配体系在表面活性上存在良好的协同效应,油茶皂苷的生产及应用不仅有利于日用化学工业的发展,而且对充分开发利用茶籽饼这一天然资源具有较大的实际意义。

关键词： 煤尘   生物表面活性剂   表面张力   沉降速度   线性回归模型  

摘要： 为解决糖脂类生物表面活性剂润湿性能差的问题,选取4种化学表面活性剂和3种生物表面活性剂,通过对化学表面活性剂与生物表面活性剂的溶液的表面张力、沉降速度和红外光谱分析,研究化学表面活性剂与生物表面活性剂复配对煤尘润湿效果的影响。研究结果表明:化学表面活性剂与生物表面活性剂复配对煤尘的润湿性存在增强作用,且化学表面活性剂润湿性能越强,复配后对煤尘润湿性的增强作用越好,当二者为阴/非组合时这种增效作用更强,当质量分数达到一定值时,影响减弱。单体与复配的表面张力的线性回归模型表明,在对复配表面张力的影响中化学表面活性剂占主要影响因素。其中化学表面活性剂SDS与生物表面活性剂槐糖脂复配时增效作用最好,表面张力最低为23.04 mN/m,煤尘沉降速度最快为7.70 mg/s。

关键词： 表面张力   智能手机   居家实验   Matlab边缘检测   悬滴法  

摘要： 本文基于智能手机和Matlab软件设计了一种居家环境下可实现的悬滴法水滴表面张力测量实验.借助智能手机拍照功能获得水滴图像,利用Matlab进行边缘检测及计算,从而得出表面张力系数.对于不同清晰度的情况提出了对应的分析和处理方法,实验结果表明该方法稳定可靠.为后疫情时代开展居家大学物理实验教学提供了一个典型案例.

关键词： 渗透水流   测压管   渗透压力   稳定计算  

摘要： 根据测压管观测资料不仅能反应出闸上游段的防渗效果和下游逸出点的反滤效果,而且能为闸在运行期间的安全稳定验算提供可靠的数据。本文根据观测成果分别绘出了水闸上游和下游水位与渗透压力曲线,进行了测压管渗透压力特征分析和水闸安全稳定计算。对利用测压管观测成果,分析水闸的运行是否安全稳定具有一定的现实意义。

关键词： Al-Ni合金   势函数优化   应力诱导马氏体相变   力学性能   微观结构  

摘要： Al-Ni合金具有良好的形状记忆效应和高温性能，在航空航天等领域得到广泛应用。Al-Ni合金在一定条件下会发生马氏体相变，会改善其材料服役性能，深化其机理探索将提高其工业应用水平。当前对于Al-Ni合金马氏体相变机理研究多从实验方面开展，但因为固体材料实验研究在技术上的困难，通过实验揭示的规律还不充分，需要探索从其他角度研究其相变机理。　　本论文采用分子动力学模拟研究Al-Ni合金马氏体相变机理。这种方法依赖性能良好的原子间相互作用势函数，以通过动力学计算手段预测合金的各种物理、力学行为。对于Al-Ni合金的势函数，本文采用第二近邻修正嵌入原子作用势（2NN-MEAM），选取影响材料性能的几个关键参数，利用基于遗传算法开发的势函数优化程序进行优化，得到了能更好模拟其马氏体相变的优化势函数，并基于该势函数从不同角度研究了Al-Ni合金马氏体相变机理。　　论文首先研究了不同条件下Al-Ni合金热弹性马氏体相变。在温度循环条件下得到了相变回滞曲线，并观察到随升降温的作用合金结构的变化和马氏体的产生。通过改变材料成分，研究了不同材料配比对回滞曲线的影响，发现合金成分会改变相变的温度和能量的损耗。研究发现升降温速率会改变马氏体相变成核，从而对相变产生影响;但反复升降温对马氏体相变没有影响。　　论文还研究了Al-Ni合金应力诱导马氏体相变。研究了产生应力诱导马氏体相变的温度条件，得到了相应的相变回滞曲线。通过改变材料成分配比，研究了不同成分下应力诱导马氏体回滞曲线，发现不同温度和成分对马氏体相变的影响规律。论文还发现疲劳荷载作用会对应力诱导马氏体相变产生影响。　　论文最后研究了马氏体机械性能，从宏观角度分析了合金力学性能与材料成分和温度的关系，研究发现材料成分和温度会影响马氏体的微观结构从而使合金的力学性能发生改变。

关键词： 微操作   毛细夹持器   微纤维   自对准   表面张力  

摘要： 微纤维组装和排布是一项关键的使能技术,其在生物医学、材料科学和微系统中具有广泛应用,如脑机接口、纤维增强材料和光纤传感器。研究学者对微纤维的操作和排布进行了广泛研究,并开发出多种用于控制微纤维位置和取向的方法,包括静电纺丝、3D打印以及利用电场和磁场辅助对准等方法。这些工作取得了令人印象深刻的成果,但是控制结构中单根纤维位置和方向的能力依然有限;并且微纤维操作过程的复杂性、操作精度和排布效率的不足,限制了这些技术的应用。目前,微纤维的组装和排布仍然缺少高效的专业工具,开发一种高效、高精度的微纤维操作工具变得非常迫切。本文提出了一种基于表面张力的微纤维操作方法,并开发了一种新颖的自对准毛细夹持器,实现了微纤维的高效、高精度操作和排布。自对准毛细夹持器通过对平口不锈钢针头进行定量压制、然后在其端部刻蚀V形凹槽制备而成,其通过两阶段自对准策略实现了微纤维在毛细夹持器端部的高精度自对准。两阶段自对准策略原理如下:第一阶段,使用液体弯月面拾取微纤维并使微纤维在毛细夹持器长轴线方向实现粗略自对准;第二阶段,减小液体弯月面体积,使微纤维与毛细夹持器端部V形凹槽实现高精度自对准。通过上述两阶段自对准过程,在线性错动为20μm、角度错动为30°、抓取错动为250 μm的复合错动情况下,微纤维在毛细夹持器端部的线性对准误差为0.7±0.2 μm,角度对准误差为0.2±0.1°。采用理论研究、仿真研究和实验研究相结合的方式,对自对准毛细夹持器的操作机理和性能进行了深入探索。研究了微纤维拾取、自对准和释放过程的操作机理;建立了毛细夹持器拾取、自对准、释放微纤维的液桥理论模型,获得了微纤维拾取和释放的必要条件。建立了拱桥模型评估了毛细夹持器端部的最大液体弯月面体积,获得了不同长宽比毛细夹持器内孔局限液体弯月面高度和弯月面体积的关系。基于表面张力理论和能量最小化原理,利用Surface Evolver软件建立了微纤维与毛细夹持器自对准的数值仿真模型;研究了线性错动、角度错动、端部长宽比、微纤维位置高度、微纤维直径和接触角对液桥形态和系统自由能的影响,进一步分析了关键参数对微纤维受到的恢复力和恢复扭矩的影响。使用Hydro软件建立了毛细夹持器内孔局限液体弯月面形状的仿真模型,获得了液体弯月面体积与弯月面高度的关系。根据微纤维操作流程设计并搭建了微纤维操作实验平台,实验研究了液体弯月面体积、夹持器端部长宽比等关键参数对微纤维自对准精度的影响。实验结果表明,使用较大的液体弯月面体积可以提高微纤维自对准精度;选取端部长宽比为4:1的毛细夹持器获得了良好的线性对准精度和角度对准精度。通过计算得到当微纤维与毛细夹持器发生干接触时,摩擦扭矩大于恢复扭矩约两个数量级,其导致了自对准失败。对自对准毛细夹持器的性能进行了实验评估。在线性错动为40 μm、角度错动为30°、抓取错动为500 μm的复合错动情况下,微纤维在自对准毛细夹持器端部产生了 1.6±0.5μm的线性对准误差和0.5±0.1°的角度对准误差。使用简支梁模型测量了自对准毛细夹持器的最大拾取力为4.2±0.6μN。测量了不同类型微纤维在自对准毛细夹持器端部的高精度自对准,证明了自对准毛细夹持器的广泛适用性。对自对准毛细夹持器的传输稳定性和操作效率进行了测试:其可以在100 mm/s和30°/s的快速运动中稳定保持微纤维;理论上可实现1小时完成900根微纤维的高精度拾取和排布。最后展示了自对准毛细夹持器在微纤维二维图案化排布和三维空间排布中的应用,其包括高密度平行阵列、十字形、三角形和正方形的二维图案化排布,以及将直径为8 μm的碳纤维插入内径为16 μm的玻璃毛细管以及半固化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。综上所述,本文提出的自对准毛细夹持器可实现多种微纤维的高效、高精度操作,并且自对准毛细夹持器具有性能好、通用性强、部件易得、制备工艺简单等特点,具有巨大的应用潜力和推广价值。

关键词： 鄂尔多斯盆地   长7页岩油   流体包裹体   成藏期次   古压力恢复  

摘要： 鄂尔多斯盆地油气资源量极为丰富,是我国大型的含油气盆地之一,也是我国油气勘探开发重点地区。本文以鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组长7段为研究对象,借助岩心观察、测井资料、普通薄片、荧光薄片、荧光光谱分析、冷-热台实验、激光拉曼分析等分析化验手段,重点分析了长7段流体包裹体的岩相学特征、均一温度和盐度,并结合模拟埋藏-热演化史,对研究区油气成藏时间和成藏期次,以及古压力分布特征做了研究。主要取得如下成果和认识:长7段页岩层的砂岩夹层中发育大量包裹体,流体包裹体可见赋存于4种矿物类型和产状,即石英颗粒微裂隙、石英颗粒次生加大边、切穿石英颗粒微裂隙、石英颗粒内成群分布,平均大小为2～15μm,按照包裹体成分和相态特征,可分为盐水包裹体、含烃盐水包裹体、烃类包裹体3类。烃类包裹体在蓝光激发下为黄绿色荧光,初步判断为一期次油气充注。烃类包裹体荧光光谱特征明显,油包裹体荧光光谱主峰λ介于542.4～549.1nm之间,λ与黄绿色荧光相对应;光谱参数红绿熵Q和QF值分布范围较广,反映了原油组分的复杂性。油包裹体均一温度范围为70～120℃,主峰段为90～100℃,与烃类包裹体伴生的盐水包裹体的均一温度范围为70～140℃,主峰段为90～110℃。研究区早白垩世末的剥蚀厚度为400～1500m,在此基础上模拟了研究区埋藏-热演化史,结合荧光光谱特征和均一温度明确了研究区为连续充注、一期成藏的成藏特征,烃源岩的成熟度可能影响成藏时间的长短。研究区流体包裹体盐度较高,主要集中在6～16%和18～22%两个区间,包裹体方法恢复的古压力为30.89～36.42MPa,平均古压力34.18MPa,平均古压力系数1.18,平均古剩余压力5.13MPa,整体表现为古超压。古压力系数存在多个高值中心,向四周逐渐减小,古压力系数沿周围低值区域展布;古压力系数高值中心与Ro高值中心对应良好,两者分布关系密切,反映了研究区古压力偏高的原因可能为生烃增压;生烃增压在一定程度上为提供了油气运移的动力,由高压力系数向低压力系数区域展布,指示了油气运移的大致方向。