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微尺度氧化铁粉还原过程的动力学模拟

王秀 , 孙菲 , 林姜多 , 李秋菊 , 洪新

上海金属

用热重分析法研究中低温条件下,氢气还原不同粒度氧化铁的过程,并提出了多颗粒反应料堆动力学模型,以模拟氧化铁微粉在中低温下的还原过程.该模型包括了化学反应动力学方程和颗粒间的气体扩散方程,采用全隐式有限差分方法对控制方程进行数值求解.通过计算得到不同粒度铁矿粉组成的反应料堆在不同温度下,还原率随时间的变化规律,并根据气体浓度在反应过程中的行为得知化学反应和气体扩散在反应速率控制过程中所起的作用.数值模拟数据与试验结果基本吻合.

关键词: 微尺度氧化铁粉 , 动力学模型 , 还原率 , 中低温 , 气体扩散

气体分子在Parylene AF4和Parylene AF8中的渗透行为数值模拟研究

范昌改 , 帅茂兵 , 周元林 , 邵虹 , 齐晶晶 , 董发勤

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.08.021

采用数值模拟方法对气体分子在两类新型氟取代聚对二甲苯聚合物(Parylene AF4、Parylene AF8)中的溶解、扩散和渗透行为进行了研究。基于COMPASS力场,利用 Material Studio (MS)软件,构建了含300个F代对二甲苯单元的长链模型,经过能量最小化和“退火”处理,获得了较为合理的模型。在此基础上,计算了两种聚合物的自由体积,结果表明, Parylene AF4、Parylene AF8具有较小的自由体积,不易形成分子渗透的有效通道。结合分子动力学(MD )和巨正则蒙特卡洛方法(GCMC),计算获得了几种气体分子在 Parylene AF4、Parylene AF8中的扩散系数、溶解系数和渗透系数。结果显示,与前期 C 型Parylene聚合物的研究数据相比,F 取代 Parylene 聚合物对较大的渗透剂分子有更好的阻隔性。分子动力学模型说明气体分子在Parylene C聚合物中的扩散符合跳跃机理。

关键词: Parylene AF4 , Parylene AF8 , 分子动力学 , 蒙特卡洛 , 气体扩散 , 气体渗透

气体扩散法合成花状碳酸化羟基磷灰石微球

张群 , 朱虹 , 刘晓红 , 许文娟

硅酸盐通报

利用较为简单的气体扩散法合成出了花状的碳酸化羟磷灰石微球,研究了羟磷灰石微球的组成和表面活性剂三聚磷酸钠对其形貌的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)等方法对所得产物进行了表征.研究结果显示,矿化时间的长短对晶体形貌无太大影响,而改变三聚磷酸钠的浓度则会导致晶体形貌发生变化.不同浓度下形成的生物矿物均是碳酸化羟基磷灰石,这是由CO32-取代羟基磷灰石中(PO4)的位点所产生的结果.

关键词: 碳酸化羟磷灰石 , 气体扩散 , 合成 , 微球

气体分子在聚氯代对二甲苯中渗透行为的数值模拟

范昌改 , 帅茂兵 , 周元林 , 邵虹 , 齐晶晶

高分子材料科学与工程

用数值模拟方法对气体分子在聚氯代对二甲苯(Parylene C)中的溶解、扩散和渗透行为进行了研究.构建了含300个对二甲苯单元的聚氯代对二甲苯分子链模型,经结构优化处理,获得了具有一定有序性,密度、玻璃化转变温度与实验数据接近的聚合物分子链结构模型.计算了该聚合物中的自由体积,结果表明Parylene C聚合物具有很小的自由体积,不易形成分子渗透的有效通道,这是其具有高气体阻隔性能的重要原因.结合分子动力学(MD)和巨正则蒙特卡洛方法(GCMC),计算获得了几种气体分子在Parylene C中的扩散系数、溶解系数和渗透系数,发现相比H2、He、O2、N2等分子,H2O分子更易被ParyleneC聚合物吸附溶解.分子动力学模型说明在ParyleneC聚合物中,气体扩散和渗透符合跳跃机理.

关键词: 聚氯代对二甲苯 , 分子动力学模拟 , 气体扩散 , 气体渗透

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