自由体积

摘要： 在气体分离膜领域,传统膜材料常面临着气体渗透性与选择性相互制约的难题,寻求新型聚合物膜材料并探寻分子设计规律成为首要任务.本文综述了一类新型聚合物——蝶烯基聚合物近十年内的研究进展,着重阐述了蝶烯分子在不同种类气体分离膜材料(聚酰亚胺、聚苯并噁唑和自具微孔聚合物等)的结构、调控方式及气体分离性能,考察了碟烯结构在优化气体分离膜微孔结构和提升气体分离性能的贡献和规律,为新一代高性能聚合物气体分离膜的设计及研发提供指导.

摘要： 为了研究催化裂化柴油馏分烃分子在离子液体1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C_(6)mim][BF_(4)])中的扩散行为,采用分子模拟方法,以烃分子[C_(6)mim][BF_(4)]共混模型体系为研究对象,计算不同烃分子在[C_(6)mim][BF_(4)]体系中的均方位移,分析烃分子与[C_(6)mim][BF_(4)]的相互作用,并讨论烃分子尺寸对共混体系自由体积分数的影响。结果表明:饱和烃分子比芳烃分子更容易在[C_(6)mim][BF_(4)]体系中进行扩散;饱和烃分子与[C_(6)mim][BF_(4)]的相互作用以范德华作用为主;随着芳烃环数增多,芳烃分子与[C_(6)mim][BF_(4)]的静电作用逐渐增强,对于三环芳烃,静电作用是其与[C_(6)mim][BF_(4)]间的主要相互作用。分子体积越小、与离子液体相互作用越强的烃分子对应的共混体系自由体积分数越小。

摘要： 通过宏观尺度蠕变实验,在宇航服役环境范围内,对锆基非晶合金蠕变行为进行了研究。结果表明,在200°C时,非晶合金未发生显著的压缩蠕变,其长期变形比率与自由体积的增值数值变化存在表观一致,说明自由体积作为孕育形成剪切带的初始结构单元,在非晶合金蠕变变形中具有重要作用。在300°C时,非晶合金在低于屈服强度和玻璃转变温度的条件下,发生了显著的压缩和拉伸蠕变,实验结果给出了在宇航热环境下非晶合金的可靠服役热环境边界和载荷包络。锆基非晶合金服役温度不超过200°C,载荷不超过1000 MPa。

摘要： 通过宏观尺度蠕变实验,在宇航服役环境范围内,对锆基非晶合金蠕变行为进行了研究.结果表明,在200°C 时,非晶合金未发生显著的压缩蠕变,其长期变形比率与自由体积的增值数值变化存在表观一致,说明自由体积作为孕育形成剪切带的初始结构单元,在非晶合金蠕变变形中具有重要作用.在300°C时,非晶合金在低于屈服强度和玻璃转变温度的条件下,发生了显著的压缩和拉伸蠕变,实验结果给出了在宇航热环境下非晶合金的可靠服役热环境边界和载荷包络.锆基非晶合金服役温度不超过200°C,载荷不超过1000 M Pa.

摘要： 利用分子模拟技术研究了电场和温度对纳米SiO2改性绝缘油中水分子扩散行为的影响。结果表明:电场会使水分子发生极化,使得水分子由原本的无序排列变为沿着电场方向的有序排列。因此,电场的加入减弱了水分子的布朗运动,降低了水分子在油中的扩散能力;而且电场的加入增强了水分子与油介质之间的静电作用力,其数值是无电场作用下的2~3倍,这也是电场作用下两者间相互作用能增大的主要原因。此外,在电场的作用下,模型的自由体积分数减小,温度对模型中O原子和H原子之间氢键的影响减弱。

摘要： 为了研究以D5(十甲基环五硅氧烷)为介质的聚酯染色机理以制定合理的染色工艺,探讨了聚酯(PET)在D5中微观结构的变化.通过构建不同比例聚酯、D5、1-甲基萘共存的分子模型,采用分子动力学模拟溶剂、促进剂、温度对聚酯微观特性参数的影响.结果表明:分子模拟构建的纯PET体系的玻璃化转变温度(Tg)与实验测得的PET的Tg相吻合;加入D5后,PET的Tg明显下降;继续加入1-甲基萘,Tg进一步降低.单纯D5的加入并没有显著改善PET分子链的运动性能,而1-甲基萘与D5共存时,PET分子链运动性能显著提高.D5与1-甲基萘的存在增加了PET的总自由体积.分子模拟聚酯微观结构发现,D5、1-甲基萘有利于提升聚酯上染速率,降低染色温度,改善染色效果.

摘要： 水通量较低的问题限制了正渗透技术的大规模应用,在聚酰胺复合正渗透膜的支撑层和活性层中引入纳米材料是正渗透膜水通量提升的重要方式.采用Materials Studio (MS)软件对H2O分子、Na+和Cl-等在正渗透膜活性层和支撑层内的扩散过程进行模拟,研究了纳米材料的添加对水分子和离子渗透的影响.结果 表明,相较于支撑层,活性层具有较小的水分子和离子扩散系数及自由体积;活性层较低的自由体积结构是限制正渗透膜水通量的主要因素.在活性层中添加纳米材料可增加活性层聚合物的自由体积,相较于在支撑层中的添加,可更有效地提高正渗透膜的水通量.

摘要： 为了研究甲烷(CH4)在原油体系中的溶解过程,本文采用CH4溶解度测试和分子模拟相结合的方式,系统研究了不同温度、压力条件下CH4在原油体系中的溶解行为.以正庚烷为基础油,蜡、胶质、沥青质含量为影响因素,按照L16(43)正交表构建相应的原油体系,并构建胜利原油和南阳原油两种特定比例的原油体系,共18种原油体系.利用分子动力学方法模拟了CH4分子在不同原油体系中的溶解过程,并利用试验结果验证了模拟的可靠性.结果表明:在泡点压力范围内,随着溶气压力的增加,CH4溶解量逐渐增大,但其溶解位置可能发生变化;当溶气压力较低时,CH4分子较为分散地分布在原油体系中,随着CH4溶解量的增多,部分CH4分子会发生聚集;CH4在原油体系中的溶解为物理溶解过程,且CH4溶解过程中范德华力为主要的力学作用方式;原油体系自由体积分数越大,能够为CH4提供的溶解空间越大;原油大分子对CH4溶解量影响程度依次为:蜡<胶质<沥青质,且原油大分子未改变CH4溶解的力学作用方式,并通过力学模型揭示了相互作用能与原油体系体积变化量的线性关系,促进对CH4在原油体系中溶解的分子级理解.

摘要： 改性沥青广泛应用于道路工程建设,但微观层面上的沥青改性机理尚缺乏统一结论。采用分子动力学模拟方法,研究了四种聚合物改性剂分子与沥青分子之间的相互作用。基于基质沥青和改性沥青分子模型的溶解度参数、相互作用能及自由体积计算,解析了聚合物分子化学结构对沥青特性的影响。研究发现,沥青分子中芳香分含量越多,其溶解度参数与聚合物改性剂分子越接近;改性剂中存在杂原子,可对沥青分子起到一定的吸引作用;沥青模型加入改性剂分子后,自由体积有减小趋势,说明改性剂的加入,使部分沥青组分在改性剂周围产生了聚集效应,形成区域集中状态,沥青密度增大,稳定性增强。

摘要： 颗粒材料是一种复杂的多体相互作用体系,由大量离散的颗粒和其周围的自由体积组成.虽然颗粒的自由体积与颗粒材料的力学性能和变形特征的相关性已得到证实,但是由于表征上的困难,目前对非球形颗粒体系的局部自由体积的认识还不够充分.本文采用连续离散耦合分析方法进行了不同主轴长度的椭球颗粒试样的三轴剪切数值模拟,基于Set Voronoi算法对剪切过程中的颗粒试样进行了Voronoi元胞分割,分析了颗粒试验在剪切过程中自由体积的统计分布特性和演化规律,研究了颗粒形态对自由体积的影响.剪切过程中Voronoi元胞的各向异性逐渐增强,且各项异性增强程度随颗粒非球度的增加而增大,表明非球颗粒在剪切过程中经历更加强烈的重排列.具有不同非球度的椭球颗粒体系的局部孔隙比均服从k-Γ分布,且这个分布仅与颗粒体系的全局孔隙比相关,不受颗粒形态和剪切状态的影响.局部孔隙比的波动呈现非对称拉普拉斯分布,非对称参数刻画了局部自由体积收缩和膨胀的博弈,其与全局孔隙比呈线性关系.

摘要： 本文利用基团加和的方法,对常用的三种中空玻璃用密封胶的自由体积和内聚能进行了计算.将自由体积与内聚能的比值与影响中空玻璃使用寿命的水气渗透率、氩气渗出率及矿物油渗透的值进行比较,发现密封胶体系内的单位内聚能的自由体积与中空玻璃的密封性能关系密切.发现此值与非极性小分子气体的渗透率按自然对数相关联.

摘要： 针对大块非晶合金力学性能随周围温度的改变而变化的特性，本文选用具有代表性的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vit1)进行常温和高温动态拉伸实验。发现在外界温度高于150°C时Vit1块状非晶合金的材料动态拉伸断裂强度随着温度的升高而降低，外界温升对材料的软化效应很明显。本文分析认为Vit1样品在拉伸断裂过程中剪切带的形成和发展主要是由自由体积聚集发展形成空穴引起，而温度效应通过软化材料强度降低其粘性从而影响材料的断裂强度。

摘要： 通过热红外成像远程动态控制系统对非洲菊单支花和花束真空预冷过程(降压速率178.04 mbarmin-1，预冷时间246 秒)进行实时检测，对舌状花瓣、管状花瓣和茎杆三个部位的温度分布和变化进行了研究，并对冷藏后瓶插期间切花的鲜重变化、气孔导度和蒸腾速率等指标进行分析和比较。实验发现，预冷过程中单支花和花束不同部位的温度以及瓶插期间三个指标的变化均有明显差异，单支花的预冷终温比 花束低11.2°C，瓶插寿命比花束长1.7 天。说明真空室自由体积对鲜切花温度变化和品质有显著影响，实验结果对鲜切花真空预冷尤其是预冷参数的选择有重要价值。

摘要： 对于许多化工过程，混合物的粘度系数是十分重要的参数，可对其进行预测具有重要的意义。本文通过自由体积理论将扩散系数与剩余熵联系起来，同时又根据Stokes-Einstein方程，结合自扩散系数的Lennard-Jones链方程，获得了一个计算Lennard-Jones链流体粘度性质的方程。其计算值与分子模拟相比较，误差为4.48%;对于真实流体甲烷和乙烷，其粘度系数计算误差分别为5.59%和7.01%，可以满足工程需要。

摘要： 本文通过差示扫描量热仪(DSC)测定了橡胶填充油及其不同馏分的玻璃化温度。研究证实,橡胶填充油的组成与它的玻璃化温度存在一定的相关性：未分馏橡胶填充油的玻璃化温度,介于其饱和烃与芳香烃馏分各自的玻璃化温度之间;同时从分子结构角度用自由体积理论阐释了上述关系,目前有关橡胶填充油的玻璃化温度尚未见报道。

摘要： 本文对Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金进行了室温纳米压痕实验，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜揭示非晶合金的微区形变特征。结果表明：在压痕周围形成离散的剪切带；形变区域内块状非晶合金的微观结构发生了改变。与未形变区域相比，原子间距或自由体积显著增加。利用自由体积模型对非晶合金的微区形变机制进行分析。

摘要： 用ORTEC-583和ORTEC-414A快-快符合系统观测掺铊SiO2玻璃样品.通过对比分析发现,对SiO2玻璃作掺铊处理影响了玻璃中自由体积的分布性质,影响玻璃中Ps的形成,改变了Ps的Pick-off湮没过程和淹没率.

摘要： 对于高分子薄膜来说,膜的微观缺陷(自由体积)尺寸大小对膜的各项性能(如分离膜的渗透性和选择性等)有重要的影响.用正电子湮没寿命谱(PALS)研究高分子材料的自由体积,与常规方法相比,它具有如下三个特点:1.原位探测,干扰小;2.对于原子尺度(0.1nm-1.5nm)的自由体积极其灵敏;3.无损检测.可以准确地探测聚合物薄膜微观缺陷(自由体积)尺寸、分数、浓度、深度分布等.常规的正电子湮没技术主要侧重于测定高分子薄膜本体的自由体积尺寸、浓度、玻璃化转变等基本物理性质,慢正电子湮没技术则主要用于研究高分子薄膜的表面和界面性质.正电子湮没技术是一种新型的原子尺度的高分子材料表征手段,该技术在高分子薄膜研究中的应用还刚刚起步,可以预见,它对从微观上研究各种高分子薄膜的微结构-性能关系、表面效应、界面效应等将发挥积极作用.

摘要： 针对大块非晶合金较为复杂的力学特性，本文选用具有代表性的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vit1)进行动态拉伸实验。发现Vit1块状非晶合金的材料动态拉伸断裂强度随着应变率的升高而降低，材料在实验过程中有明显的温升效应产生。通过分析认为Vit1实验材料在动态拉伸过程中材料的流变机理为绝热温升软化，材料的断裂过程为多重剪切带共同作用的结果，造成这种结果的主要决定因素是实验中材料的温度。

摘要： 针对大块非晶合金较为复杂的力学特性，本文选用具有代表性的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vit1)进行动态拉伸实验。发现Vit1块状非晶合金的材料动态拉伸断裂强度随着应变率的升高而降低，材料在实验过程中有明显的温升效应产生。通过分析认为Vit1实验材料在动态拉伸过程中材料的流变机理为绝热温升软化，材料的断裂过程为多重剪切带共同作用的结果，造成这种结果的主要决定因素是实验中材料的温度。

摘要： 小体积灵活性高的多自由度工业机器人，属于工业机器人技术领域，为解决工业机器人的每个机械部分都依靠单独的电机或者液压进行驱动，且多个机械臂之间不便于进行收纳，整体设备较为庞大的问题；本发明通过第一电机、第一推拉式电磁铁和第二推拉式电磁铁控制丝杆转动带动活动塞压缩储液筒内部的液压油，使其进入到套筒内，活塞板在液压的作用下，使得齿条带动啮合齿轮移动，并通过端面齿轮、锥齿轮和转动轴带动第二机械臂、第三机械臂或者第四机械臂转动，本发明实现了分别控制第二机械臂、第三机械臂的第四机械臂转动，结构紧凑，并且第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂在不使用的状态下可进行收纳，进一步的压缩了空间。

摘要： 本发明实施例公开了种易崩解红层泥岩自由膨胀体积测试装置及测试方法。测试装置主要包括箱体、控温系统、束样机构、轴向膨胀监测系统、径向膨胀监测系统和数据采集系统。本发明实施例的测试装置具有结构简单、易于产业化、操作方便、高效的优点；其中，控温系统可最大程度减小试验过程中温度变化对试验结果的影响；补水警告系统可以防止倒入液体过多或因蒸发导致液面过低对试验结果的影响；从而使得其可用于对易崩解红层泥岩进行不同水温工况的自由膨胀体积测试，可以保证试验结果不受岩体崩解脱落的影响，有利于分析研究易崩解红层泥岩的自由膨胀特征，能够为工程结构设计、地质灾害预测等提供更为全面、准确、可靠的数据。

摘要： 本发明公开了一种基于使用者体型可自由控制膨胀体积的救生衣，涉及救生衣技术领域。本发明的目的是提供一种能够适用于各种体型的人、适用性强的基于使用者体型可自由控制膨胀体积的救生衣。一种基于使用者体型可自由控制膨胀体积的救生衣，包括有救生衣套、大泡沫块、小泡沫块、救生衣固定机构等；两所述大泡沫块固定安装在救生衣套一侧，两所述小泡沫块固定安装在救生衣套一侧且两小泡沫块分别位于两大泡沫块的上方。本发明所设置的救生衣固定机构，利用魔术贴和固定弯曲带的双重防护将救生衣牢固地绑缚在使用者身上，避免救生衣松落。

摘要： 三维场景序列由编码器编码为视频，并传送到恢复该3D场景序列的解码器。3D场景中从确定的视点可见的点被编码为流的第一轨道中的颜色图像，以便可独立于流的其他轨道进行解码。颜色图像与三自由度渲染兼容。深度信息和场景中的剩余点的深度和颜色被编码在流的单独轨道中，并且仅在解码器被配置为解码该场景以用于体积式渲染的情况下被解码。

摘要： 本发明属于航空航天非晶材料力学行为的分析方法，提出了一种压力作用下非晶体自由体积浓度最大值的计算方法，准确预测结构部件在压力作用下的力学响应。技术方案包括：利用Maxwell模型，结合固态相变动力学里面的速率方程，在平均场框架下得到应力应变曲线。得出的理论结果可以指导工程当中的试验以及做出准确预测，避免结构部件使用中产生意料之外的屈服和断裂。

摘要： 本发明公开了一种基于自由体积分布的溶质低能偏聚界面模型建模方法，属于金属材料领域；首先，构建初始模型并设置参数；然后，应用周期性边界条件对初始模型的盒子进行扩展，创建所有原子的栅格坐标及近邻列表；通过voronoi算法计算盒子中所有原子的体积并对各原子执行细密网格划分，基于原子自由体积决定溶质原子分布；接着，获取随机坐标并选择近邻列表中最邻近的四个非溶质原子组成间隙，执行多面体分析和稳定四面体间隙判定，将溶质原子插入晶体的四面体间隙，直至溶质原子数量达到目标值；本发明无需不断构建随机可能构型，不会导致大量体系能量的计算，有效的降低了耗时。

摘要： 本申请公开了一种基于聚合物自由体积变化的数据加密与防伪方法。所述数据加密的方法包括：通过光聚合，制备含有加密信息的聚合物薄膜，以反刚致变色荧光分子探针作为显影剂，对所述含有加密信息的聚合物薄膜进行解密，读取信息。与现有加密和防伪技术相比，基于聚合物自由体积变化的数据加密与防伪技术在信息区域和背景区域具有相同的元素组成和弹性模量，极大地降低了使用先进仪器破解数据的风险，图案的多维变化也不易被篡改，适用于加密与防伪技术领域。

摘要： 本发明提供了一种定性比较不同环氧树脂固化物的自由体积大小的方法，属于有机发光材料技术领域。本发明的方法包括制备一系列不同自由体积的环氧树脂固化物，所有环氧树脂固化物中均采用主客体掺杂的方式掺入同一种有机磷光体，所有环氧树脂固化物均为有机室温磷光材料；测量所有环氧树脂固化物的磷光寿命光谱，得到各个环氧树脂固化物在激光激发下的有机余辉发光寿命；比较各个环氧树脂固化物在激光激发下的有机余辉发光寿命的长短进而定性分析出各个环氧树脂固化物的自由体积大小。本发明利用有机余辉发光寿命长短定性可快速检测环氧树脂固化物自由体积的大小，简单方便，且对聚合物本体的自由体积不会产生明显影响。

摘要： 本发明属于航空航天非晶材料力学行为的分析方法，提出了一种压力作用下非晶体自由体积浓度最大值的计算方法，准确预测结构部件在压力作用下的力学响应。技术方案包括：利用Maxwell模型，结合固态相变动力学里面的速率方程，在平均场框架下得到应力应变曲线。得出的理论结果可以指导工程当中的试验以及做出准确预测，避免结构部件使用中产生意料之外的屈服和断裂。

摘要： 本发明公开了一种基于自由体积分布的溶质低能偏聚界面模型建模方法，属于金属材料领域；首先，构建初始模型并设置参数；然后，应用周期性边界条件对初始模型的盒子进行扩展，创建所有原子的栅格坐标及近邻列表；通过voronoi算法计算盒子中所有原子的体积并对各原子执行细密网格划分，基于原子自由体积决定溶质原子分布；接着，获取随机坐标并选择近邻列表中最邻近的四个非溶质原子组成间隙，执行多面体分析和稳定四面体间隙判定，将溶质原子插入晶体的四面体间隙，直至溶质原子数量达到目标值；本发明无需不断构建随机可能构型，不会导致大量体系能量的计算，有效的降低了耗时。