1大学格勒诺布尔(Grenoble Alpes),CNRS,环境地球科学研究所,38000,法国格勒诺布尔2大学。Grenoble Alpes, University of Toulouse, Météo-France, CNRS, CNRM, Center for Snow Studies, Grenoble, France 3 F.R.S.-FNRS, Laboratory of Climatology, Department of Geography, University of Liège, 4000 Liège, Belgium 4 Department of Geosciences, University of Oslo, Oslo, Norway 5 Science Systems and Applications,美国马里兰州格林贝尔特
摘要。表面能量表征对于设计可靠的电子设备的制造过程很重要。表面能量受表面功能和形态等各种因素的影响。由于高表面与体积比率,纳米级的表面能与散装的表面能有所不同。然而,由于表征有限的表征量有限,因此无法将表面能(如无梗液或刷毛方法)表征表面表征的常规方法。最近,已经提出了使用原子力显微镜(AFM)在纳米级上进行表面能表征,并提出了具有峰值力量定量纳米力学映射(PF-QNM)成像模式的表面能。纳米级AFM尖端测量纳米级的粘附力,该粘附力通过预校准的曲线转化为表面能。先前已经报道了使用AFM与PF-QNM方法对纳米级金属样品的成功表面能表征。这项微型审查讨论了使用PF-QNM方法使用AFM在纳米级表面表征的最新进展。引入了PF-QNM模式的基本原理,并总结了表面能表征的结果。因此,讨论了纳米级表面能量表征的未来研究方向。
摘要:近年来,由于汽车和航空航天等结构应用对减轻重量和提高性能的需求,金属的粘合剂粘合变得越来越重要。我们利用硬木生物质中的技术有机溶剂木质素和丙烯腈丁二烯共聚物橡胶 (NBR) 开发了用于粘合钢基材的可再生热塑性粘合剂。将丙烯腈摩尔比分别为 33%、41% 和 51% 的 NBR33、NBR41 和 NBR51 与木质素混合形成两相热塑性粘合剂,并测量其粘合性、粘弹性和表面特性。组合物中的木质素含量各不相同,范围从 40% 到 80% (w/w),以改变材料的韧性、刚度和表面能特性。NBR 中的腈含量越高,木质素和 NBR 相之间的相互作用或反应性越好,从而导致粘合剂的模量和刚度越大。同时,增加木质素的比例会降低韧性并提高刚度,在木质素负载率为 60% 的 NBR51 中测得的最高粘合强度为 13.1 MPa。表面能测量表明,总表面能(极性和分散表面能的总和)随木质素负载而上升,这表明表面能和基质强度对合成材料的粘合性能都起着关键作用。开发并实施了基于有限元的粘结区模型 (CZM),以研究粘合接头的破坏强度。这项研究证明了木质素作为粘合剂的宝贵组成部分的可行性,这不仅是因为其固有的化学结构和刚性,还因为其表面能特性。
由于合金的成分空间几乎是无限的,因此设计耐腐蚀高熵合金 (CR-HEA) 具有挑战性。为此,需要高效可靠的高通量探索性方法。为此,当前的工作报告了一种基于第一性原理的方法,利用功函数、表面能和耐腐蚀性之间的相关性(即,根据定义,功函数和表面能分别与合金固有的耐腐蚀性成正比和反比)。使用由密度泛函理论 (DFT) 计算得出的离散表面能和功函数,评估了 fcc Co-Cr-Fe-Mn-Mo-Ni 功函数和表面能的两个贝叶斯 CALPHAD 模型(或数据库)。然后使用这些模型对不同的 Co-Cr-Fe-Mn-Mo-Ni 合金成分进行排序。观察发现,排序后的合金具有与之前研究的耐腐蚀合金相似的化学特性,这表明所提出的方法可用于可靠地筛选具有潜在良好固有耐腐蚀性的 HEA。
晶体生长过程。但由于胶体纳米晶体在与周围基质相互作用的同时经历快速成核和生长,因此晶体生长动力学难以控制。纳米晶体胶体溶液中微结构的形成通常用奥斯特瓦尔德熟化 (OR) 理论来解释。21,25,26 OR 机制被广泛用于解释纳米晶体的晶体生长,纳米晶体可产生直径较大的颗粒,通常在微米尺寸范围内。然而,在某些情况下,纳米晶体的晶体生长在纳米范围内通常无法用 OR 动力学来解释。27 – 29 在纳米尺度上,有证据表明晶体生长更受另一种机制的主导,称为取向附着 (OA),其中纳米晶体通过共享共同的晶体取向自组装成单晶。 30,31“ OA ”的概念最早由 Banfield 等人在研究 TiO 2 纳米晶体的水解合成时提出。32 从那时起,这种基于聚集的晶体生长概念就对构建纳米级材料很有吸引力。由于 OA 工艺通过增强自下而上的制造工艺实现了初级纳米晶体的自组装,因此它可以生产出具有多种特性的新型结构,不同于相应的块体材料。特别是,OA 工艺已被证明是一种制备各向异性纳米结构的有效方法,其中纳米晶体种子的附着总是引导自组装到一个取向,从而产生一维纳米线或纳米棒。33 – 35 在 OA 机制中,晶体生长速率与表面能呈指数相关。晶体生长沿特定晶面进行,这取决于与晶体面相关的相对比表面能。36 各个面的表面能差异会导致较高表面能平面生长得更快,而较低表面能平面则作为产品的面。例如,研究表明,由于 [001] 和 [101] 面之间的表面能差异,金红石 TiO 2 纳米晶体通过沿 [001] 方向融合纳米晶体形成一维项链状纳米结构,从而促进 OA 机制的定向晶体生长。32 在另一项最近的研究中,实时观察到了由 OA 机制引导的氢氧化铁颗粒的形成,证明了晶体生长过程中纳米晶体的旋转和晶体取向。 37 OA 还被证实可用于制备 ZnO 纳米棒、38 MnO 多足体、39 稀土金属氧化物纳米颗粒 40 以及具有各种形貌的混合氧化物纳米结构。21 尽管 OA 指导合成了具有各种形貌的形状和尺寸控制的金属氧化物和混合氧化物纳米结构,21 在OA驱动的湿化学合成中构建尺寸控制的金属氧化物纳米线的例子非常少。41,42
烧结可将粒子粘合到强,有用的形状中。它用于发射陶瓷盆和制造复杂的高性能形状,例如医疗植入物。烧结是不可逆转的,因为颗粒会抛弃与小颗粒相关的表面能,以在这些颗粒之间建立键。在烧结颗粒之前,在烧结后很容易流动颗粒,将颗粒粘合到固体中。从热力学的角度来看,烧结的键合由表面能量还原驱动。小颗粒的表面能量比大颗粒更快。由于原子运动随温度的增加,因此高温加速了烧结。烧结的驱动力来自高表面能和粉末固有的弯曲表面。烧结的初始阶段对应于接触颗粒之间的颈部生长,而曲率梯度通常决定烧结行为。中间阶段对应于孔隙圆形和晶粒生长的发作。在中间阶段,孔保持互连,因此该分量不是密封的。最后一阶段的烧结发生在毛孔塌陷成封闭的球体中,从而减少了谷物生长的障碍。通常,烧结的最后阶段开始时,当组件大于92%以上。在所有三个阶段中,原子通过多种传输机制移动以创建微结构变化,包括表面扩散和晶界扩散。此外,添加润湿液会引起更快的烧结。烧结模型包括参数,例如粒度和表面积,温度,时间,绿色密度,压力和大气。因此,大多数烧结是
描述 Araldite ® 2081-10 是一种快速固化、不易燃的双组分丙烯酸粘合剂,用于粘合多种塑料和其他基材 * 聚烯烃和低表面能材料除外。它具有高强度和良好的柔韧性,气味低。这种多用途粘合剂的开放时间为 10 分钟,可在多种基材上进行快速组装操作。
接触角(> 150 °)并且在低滑动角下易滚落。[1–3] 因荷叶自清洁机制的发现和阐明而受到广泛关注[4,5],超疏水表面因其实际应用而引起了广泛关注,例如自清洁太阳能电池[6–8]、金属表面的腐蚀抑制层[9,10]防冰涂层[11,12]以及油/水分离膜和网[13–15]。超疏水表面已在许多细分应用中得到采用,例如防血服装[16]、防生物污损涂层[17,18],以及用于浓缩分子以进行生物测定分析并提高检测限。 [19,20] 超疏水表面具有异质形貌,具有纳米和微观粗糙度,以由气穴隔开的突起形式存在,通常使用低表面能材料制成。 [21] 纳米/微米级突起与低表面能的结合导致粘附性降低和液滴流动性提高。溶剂和有毒化学品的过度使用、漫长而繁琐的化学过程、有限的生物相容性和昂贵的材料是可持续制造超疏水表面的挑战。一种方便而通用的方法,也适用于商业