自扩散系数

摘要： 为研究液态金属的自扩散行为,把液态金属看成硬球流体.考虑液态金属原子间碰撞深度随温度的升高而加大的问题,得到了硬球模型原子有效直径与温度的关系.进而对Enskog理论做出修正,得到能更准确地计算液态金属原子自扩散系数的公式.利用分子动力学软件LAMMPS模拟了液态金属铝、镁、铁的原子自扩散,得到了这些金属原子的自扩散系数,并与修正的Enskog理论计算结果进行了比较.结果表明:修正的Enskog理论更适用于硬度大的液态金属;温度比密度对液态金属原子的有效直径的影响小;密度的改变比有效直径的改变对液态金属原子的自扩散系数的贡献更大.

摘要： 采用分子动力学方法,对SPC、SPCE、TIP3P、TIP4P、TIP5P五种势能模型下水分子的热力学性质、径向分布函数、自扩散系数进行计算,优选最适合于水分子动力学性质研究的势能模型.研究发现:1)采用SPCE模型通过模拟得到的内能、汽化焓最为准确,其他模型受到了模型固有性质和系综(大量宏观上完全相同的体系的抽象集合)的影响,模拟结果不甚理想;2)采用SPCE、TIP4P、TIP5P模型可以较好地反映水分子短程有序、长程无序的微观结构;3)采用SPCE模型通过模拟得到的自扩散系数相对误差仅为0.39％,远好于其他模型.结果表明,SPCE模型能够较真实地反映水分子的热力学性质、微观结构和自扩散特性等动力学性质.

摘要： 为模拟石墨层/正十八烷复合相变材料中的烷烃分子在石墨层表面的吸附行为,构建了由石墨层和2层正十八烷分子组成的"三明治"复合相变材料微观模型,研究了体系中正十八烷分子的排布、自扩散系数等参量.最后,采用径向分布曲线对烷烃分子在不同温度下的结合强度进行分析.结果表明:石墨层对烷烃分子产生了明显的吸附作用;随着温度的升高,正十八烷分子的自扩散系数显著增加,当温度从253 K增加到283 K时,自扩散系数也从0.951 nm2/ns逐渐增加到1.526 nm2/ns,而在293 ～313 K温度范围内,自扩散系数从1.655 nm2/ns显著增加到3.356 nm2/ns;体系中烷烃分子自扩散系数快速增大的原因可能是发生了相变,且烷烃发生相变的温度是在303 ～313 K的过渡区间内.

摘要： 电渗析技术已广泛应用于高盐废水浓缩处理中,结合分子动力学(MD)模拟与实验研究了阴离子在阴离子交换膜内的扩散过程.分子动力学模拟研究结果表明,阴离子在水溶液和膜中的扩散系数大小顺序有一定差异,分别为D(I)＞D(Br-)＞D(Cl-)＞D(SO42-)和D(Cl-)＞D(Br-)＞D(I-)＞D(SO42-);通过径向分布函数分析得到rion2--N＞rion-N＞ro-N,表明阴离子先与水缔和,再与季胺基团发生相互作用.其次,通过电化学交流阻抗(EIS)实验得到阴离子在膜中的自扩散系数大小顺序为D(Cl-)＞D(Br-)＞D(I-)＞D(SO42-),与分子动力学模拟结果一致,离子在膜内扩散速率大小受离子水合半径和离子与膜的作用能共同影响,其中离子与膜的相互作用能起主导作用.

摘要： 核磁共振二维扩散序谱(DOSY)实验测定溶液中分子自扩散系数时,扩散系数维的数据点及其数字分辨率直接影响了测定值的精度.在较系统地确定了DOSY实验本身偏差范围的基础上,本文研究了扩散系数维不同的数字分辨率对测定值的影响,包括其引入偏差的来源以及形成偏差的大小.由于不同的溶液条件下分子扩散系数的改变可直接用于表征分子结构或状态的变化,本文提出的相对数字分辨率与扩散系数相对变化值的直接比较,可直观地表明数字分辨率对扩散系数测定值的影响.

摘要： 本文通过在活性炭孔表面植入不同摩尔比例的羰基、羟基和羧基实现孔的改性,并采用分子动力学模拟研究了丙酮分子在改性活性炭孔内的动力学特性.模拟结果表明:改性后,孔内丙酮分子自扩散系数显著降低,其中羰基和羧基改性孔的丙酮分子扩散系数随着官能团的增多逐渐降低,但羟基改性孔的分子扩散系数并未呈现单调递减的趋势.植入官能团摩尔比例相同时,羧基对丙酮分子扩散的影响最高,羟基次之,羰基最低.总结得出改性孔内丙酮分子扩散主要受势能平滑度,自由体积分数以及分子与孔表面相互作用能三大因素的影响.%In this work,molecular dynamics simulation was performed to investigate the dynamic characteristics of acetone adsorbed by activated carbon pore. In simulation,we will join in the oxygen functional groups (car-bonyl,hydroxyl and carboxyl) on the surface of the pores. For one thing,the results show that molecular self-diffusion coefficient will gradually decrease with the increase of functional groups in activated carbon pore modi-fied by carbonyl and carboxyl,but it has no same rule in activated carbon pore modified by hydroxyl. For another thing,when the surface inserts in the same molar concentration's functional groups,the degree of the influence of self-diffusion coefficient is in the following order: -COOH> -OH> -CO. Finally, three factors influen-cing the molecular diffusion in activated carbon pore are summarized:the smoothness of the potential energy sur-face,free volume fraction,the interaction energies between acetone and the surface of activated carbon pore.

摘要： 利用分子动力学模拟考察了不同浓度条件下NO2气体在金属有机骨架材料(MOFs)中的自扩散速率,并讨论了气体自扩散速率与材料结构之间的关系.研究结果表明NO2气体在IRMOF系列材料、具有开放金属位点的MOFs材料和ZIF系列材料中的自扩散系数随着气体浓度增加先升高后降低;在MIL系列材料中的自扩散系数仅随着气体浓度增加而降低.其扩散性能主要受材料最小孔径和孔隙率影响,在同系列材料中最小孔径和孔隙率越大,NO2气体的自扩散系数越大.其中NO2气体在IRMOF-9、MgMOF-74、ZIF-3、MIL-47和MIL-53Crht等材料中均具有较好扩散性能.通过气体分子在材料中的径向分布函数图、模拟轨迹等探讨了气体在MOFs材料中的扩散机理.研究发现MOFs材料金属簇吸附性能的强弱影响NO2气体随浓度变化的自扩散系数曲线.同时研究了无限稀释条件下NO2气体在MOFs材料中的自扩散系数D(0),从而获得NO2在MOFs材料中的活化能.

摘要： 为表征琼胶多糖溶液在淬火后形成凝胶过程中分子构象的变化,提出脉冲梯度场核磁共振技术表征的新手段.通过测量溶液中琼胶多糖分子的质子信号强度和自扩散系数的变化,考察了淬火温度对琼胶多糖形成凝胶过程影响.研究发现,淬火发生30 min内,多糖质子信号强度及自扩散系数都急剧减小,而后在恒温测量(0.5～18 h)期间,多糖质子信号强度进一步减小.在恒温测量(0.5 ～ 18 h)期间,当淬火温度接近凝胶转变温度时,琼胶多糖分子的自扩散系数变大,而当淬火温度低于凝胶转变温度时,琼胶多糖的自扩散系数会减小.结果表明:淬火发生后凝胶分两步形成:首先,多糖分子形成聚合物网状结构;其次,随着时间的推移,越来越多的多糖分子进入到聚合物网状结构.如果淬火温度低于凝胶转变温度,体系的变化快而显著.

摘要： 聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯Tween 40(T40)是一种常见的非离子表面活性剂,利用核磁共振技术的化学位移的变化、自旋-自旋弛豫时间和自旋-晶格弛豫时间、自扩散系数以及二维NOESY谱,研究了T40与双子表面活性剂(Gemini)四亚甲基-1,4-双(十二烷基氯化铵)、八亚甲基-1,8-双(十二烷基氯化铵)二元复配体系混合胶束的形成、大小变化、排列方式、复配比例、相互作用点以及T40/Gemini体系中联接基团(spacer)长度对复配体系效能的影响等.实验表明:T40/Gemini复配体系中,协同效应最佳摩尔比均为2.5∶1,且随着联接基团的增加,分子间的相互作用力有所下降.

摘要： 液态金属固有的良好导热性能和很好的流动性能,逐渐受到了工程领域越来越多的重视.但由于液相扩散系数的测量困难,目前未见液态纯铁的自扩散系数报道.本文以液态纯铁正则系综为研究对象,采用分子动力学模拟方法对其自扩散系数进行了模拟分析,研究结果表明液态纯铁自扩散系数随温度增加呈现出了较大的变化,应用自扩散系数与温度存在的Arrhenius 关系拟合出了液态纯铁的自扩散系数经验公式,进一步获得了液态纯铁原子的平均自由程.

摘要： 采用分子动力学模拟方法,选用COMPASS力场,对超临界水的微观结构和扩散性质进行了研究.结果表明,在超临界区水分子的氢键作用明显减弱,但是仍有氢键存在.水分子的键长和键角在近临界区变化迅速,在远临界区变化很小.径向分布函数特征峰值在近临界区随温度的升高而增大,在远临界区随温度升高而减小,表明水分子近程结构有序性随温度变化.超临界水自扩散系数是常温常压水的两个数量级,随温度升高而增大,随压力的升高而减小。

摘要： 将链式硬球模型流体方程用于计算实际高密度流体的自扩散系数,并与流体的试验数据或模拟数据相比较.使用该方程计算碳链长度在150以下压力在200MPa以下,平均温度在100K以上时,非极性流体自扩散系数的平均绝对偏差多为5℅左右.

摘要： 本文使用基于均匀源沉（Uniform Source-and-Sink，USS）方案的非平衡分子动力学模拟方法获得流体的输运系数，该方法针对不同输运过程，即热传导、剪切流动和扩散，每隔一定交换间隔对系统两个粒子进行某种物理量（速度、速度分量或粒子标号）的交换，分别建立了均匀能量、动量和质量源与沉，模拟得到的热导率、剪切粘度和自扩散系数与文献数据符合很好。本文的研究表明USS方法具有以下主要特点：增大了系统对扰动的松弛速率，从而消除了边界跳跃；通过系统的平均温度、速度分量或密度分别计算三种输运系数，无需对其曲线进行拟合；USS方法的收敛速度快，约为其他NEMD方法的10倍；系统尺寸效应较小。

摘要： 液态金属铅是重要的冷却工质，具有良好导热和流动性能，受到了工程领域重视。本文以液态金属铅为研究对象，采用分子动力学模拟方法对自扩散和互扩散输运过程进行了模拟分析，研究结果表明液态铅自扩散系数随温度增加呈现出了较大的变化，应用自扩散系数与温度存在的Arrhenius关系拟合出了液态铅的自扩散系数经验公式，对液态铅和金属材料铁的互扩散过程建立了互扩散模型，分析了液态铅与金属材料铁的互扩散系数和扩散过程机理。

摘要： 以常见气体二氧化碳为计算对象，采用反转法迭代得到了二氧化碳的新势能参数。在此基础上，根据分子动力理论，计算了二氧化碳在零密度下的迁移性质，包括黏度η、自扩散系数D和热扩散因子α0，计算的温度范围为300-3500 K。与文献比较表明计算结果可以满足实际工程应用。

摘要： 本文通过固体核磁技术表征了原位合成的聚乙烯/坡缕石粘土复合材料。通过宽线氢谱分解、13C固体核磁技术、纵向弛豫时间测定以及自旋扩散等固体核磁共振技术分析了复合材料的聚集态结构和链段运动性。固体核磁的表征结果证明,粘土的引入,增加了吸附链段的含量,对聚集态的结构和不同相区的运动性产生影响。此外,还运用脉冲场梯度NMR技术测定了有机溶剂在复合材料内的自扩散系数。结果表明，纳米复合材料对小分子的阻隔性能随着粘土含量的增加而增强。

摘要： 本文应用前期制备的基于坡缕石黏土为催化剂载体,原位乙烯聚合制备了聚乙烯/坡缕石黏土纳米复合材料。通过宽线氢谱分解、13C固体核磁技术、纵向弛豫时间测定以及自旋扩散等质子固体核磁共振技术分析了复合材料的聚集态结构。此外,还运用脉冲场梯度NMR技术测定了有机溶剂在复合材料内的自扩散系数。研究的主要目的在于：(1)揭示PLT的引入对聚乙烯聚集态结构的影响；(2)13C固体核磁技术研究纳米复合材料骨架运动情况；(3)研究小分子在聚乙烯纳米复合材料的扩散性能。动态力学分析表明,复合材料的储能模量在橡胶平台区相对于PE有显著提高。

摘要： 本文采用分子动力学模拟方法对液态钴的密度、比热和自扩散系数进行了研究.分子间作用采用嵌入原子模型(EAM)进行描述.研究发现,钴的密度和自扩散系数与温度的关系分别为ρ=7.47-7.6×10(T-1766)gcm和D=63.9678exp(-40843.03/RT)m/s,而比热在模拟的温度区间内几乎保持为定值32.509±0.194J/mol/K.对比表明,模拟的比热、密度和自扩散系数与熔点以上实验值或经验公式的预测值吻合较好.

摘要： 一种测量热扩散系数的装置以及测量热扩散系数的方法。该测量热扩散系数的装置，包括：拉曼光谱仪、加热设备以及信号分析单元。拉曼光谱仪用以测量待测薄膜的不同位置的拉曼散射强度。加热设备用以提供待测薄膜可控制的热驱动波。信号分析单元用以分析来自拉曼光谱仪的拉曼散射强度以及热驱动波，而得到待测薄膜的热扩散系数。

摘要： 本发明公开了基于电场贯穿扩散法测定核素在岩土介质中扩散系数的装置，所述岩土样品两侧均设置有接收池，岩土样品的顶部和底部均设置有样品池，接收池顶部和底部设置源液池，左侧接收池的左侧设置有阳极花岗岩岩片，右侧接收池的右侧设置有阴极花岗岩岩片，阴极花岗岩岩片的顶部和底部设置阴极隔离室，阳极花岗岩岩片的顶部和底部设置有阳极隔离室，阴极隔离室的右侧设置有阴极电解池，阳极隔离室的左侧设置有阳极电解池，阳极电极位于阳极电解池内，阳极电解池内设置有阳极溶液，阴极电极位于阴极电解池内，阴极电解池内设置有阴极溶液。本发明不仅有利于研究核素在岩土介质中的扩散行为，同时也可用于研究核素在岩土介质中的吸附行为。

摘要： 本发明提供一种同时测量二元系热扩散率和互扩散系数的装置及方法，该装置通过偏振光路将光束扩展成直径较大的均匀平行光束，进入实验本体后可以实现全域扫描测量，通过检测分析单元即可获取透射光与散射光干涉叠加的图像，其中包含各个散射体积下对应的散射光信息。本发明提供的同时测量二元流体混合物热扩散率和互扩散系数的方法，通过图像作差分析可以得到与时间相关的散射光强度信息，本发明即可同时计算获得热扩散率和互扩散系数数据。本发明除了可以实现热扩散率和互扩散系数全域测量以及同时测量外，无需机械控制角度，即可实现大量独立散射矢量下散射光信号的同时采集，显著提高了测量精度。

摘要： 本发明提供一种二硅化钼系材料氧扩散系数验证膜片的制备方法，包括：SiO

摘要： 本发明公开了一种水蒸气扩散系数测试方法及水蒸气扩散系数测试装置，通过在固定台上存在按预定方式处理并固定的实验样品，并且在所述实验样品的温度符合预设条件时，通过湿度测试仪获得至少两个测试孔中每个测试孔内的测试点在至少两个不同时刻一一对应的至少两个湿度参数，进一步再通过所述至少两个测试孔中每个测试孔内的测试点距第一湿度面的距离、和所述至少两个不同的时刻、和所述每个测试孔内的测试点的至少两个湿度参数，确定所述实验样品的水蒸气扩散系数。本申请技术方案中的所有测试结果均为瞬态结果，测试耗时较少且能避免干扰因素，因此具有提高测试效率和提高测试结果精准度的技术效果。

摘要： 一种测量热扩散系数的装置以及测量热扩散系数的方法。该测量热扩散系数的装置，包括：拉曼光谱仪、加热设备以及信号分析单元。拉曼光谱仪用以测量待测薄膜的不同位置的拉曼散射强度。加热设备用以提供待测薄膜可控制的热驱动波。信号分析单元用以分析来自拉曼光谱仪的拉曼散射强度以及热驱动波，而得到待测薄膜的热扩散系数。

摘要： 本发明提供了一种缝洞型油藏条件下注入气填充介质扩散试验装置、试验方法与扩散系数确定方法。该装置包括：气体注入系统、注入气填充介质扩散试验系统、压力监测系统及温控系统；注入气填充介质扩散试验系统包括相连接的密封高温高压气体缓冲罐和密封高温高压扩散釜；密封高温高压扩散釜包括可拆卸密封连接的釜体和釜盖，用于放置填充介质模拟岩心且尺寸满足放入其中的填充介质模拟岩心的侧壁不与密封高温高压扩散釜的内壁接触；气体注入系统出口与密封高温高压气体缓冲罐入口连接；压力监测系统分别与密封高温高压气体缓冲罐和密封高温高压扩散釜连接；温控系统用以控制注入气填充介质扩散试验系统的温度。

摘要： 本发明公开了一种多元合金扩散偶装置及多元合金扩散系数测定实验方法，本发明扩散偶包括配重模块、三个带有盲孔的圆柱形耐火材料，且盲孔均在耐火材料的中心位置。上端耐火材料的盲孔用于容纳制备扩散偶的固体材料Ⅰ；下端耐火材料内上端直径较大的盲孔用于收集固体材料Ⅰ和固体材料Ⅱ界面贴合后多余的熔体，下端直径较小的盲孔容纳直径更小的带有盲孔的耐火材料，此耐火材料容纳固体材料Ⅱ，且固体材料Ⅰ与固体材料Ⅱ接触。将三个耐火材料按顺序装进石英管进行真空封样处理，以降低样品氧化污染。通过本发明能获得真空条件下熔体界面的热扩散和界面反应情况，工艺成本较低，操作简单，稳定性好。

摘要： 本发明公开了一种测定THMC耦合作用下膨润土渗透扩散的室内试验装置及扩散系数测定方法，试验装置包括压力赋予装置、渗透扩散试验装置、试验数据处理装置。压力赋予装置包括，气压制造机、减压阀、压力控制器、渗滤液补充箱，可满足对渗流场、应力场的试验控制；渗透扩散试验装置主要包括，内部带有渗透舱的有机玻璃筒、恒温控制装置、进水头水管等结构，可以满足对温度场、化学场的试验控制；试验数据处理装置包括电导探测片、尾液收集测定箱、后处理计算机等结构。同时，本发明提出一种扩散系数的测定方法。通过本设备分段分层分时测定膨润土的电导率后，利用理论解计算可得到非稳态时的扩散系数，并可以通过计算机后处理后进行汇总计算。

摘要： 本实用新型公开了一种采用测量气体扩散系数的专用扩散装置，包括底座以及构造于底座顶端一侧的设备主体，所述设备主体的一侧固定安装有C型隔档板，且C型隔档板的底端固定连接于底座，所述底座、设备主体以及C型隔档板形成有用于承装水浴加热用水的矩形腔槽，所述设备主体朝向C型隔档板的一侧居中可拆卸安装有支撑组件，所述支撑组件包括支架以及两个对称可拆卸连接于支架一端的承载组件。该采用测量气体扩散系数的专用扩散装置，具备调节功能，可适用于不同规格的T型管，能够进行不同变量的气体扩散系数测量，还可在任意倾角下完成对于T型管的限位，以防止T型管滑落的情况，稳定性较强，使用方便，实用性较强。