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(物理化学专业论文)低维(VIa族化合物)半导体纳米材料的制备及表征

(物理化学专业论文)低维(VIa族化合物)半导体纳米材料的制备及表征

⑧浙江大学博十学位论文第一章绪论纳米是一种长度度量单位,即米的十亿分之一。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1一100m)或者由它们作为基本单元构成的材料。

广义地说,纳米材料是泛指含有纳米微粒或纳米结构的材料。

1.1.1纳米材料的诞生及其发展早在】8世纪60年代,随着胶体化学的建立,科学家们就开始了对纳米微粒体系(胶体)的研究。

到20世纪50年代末,著名物理学家,诺贝尔奖获得者理查德·费曼首先提出了纳米技术基本概念的设想。

他在1959年12月美国加州理工学院的美国物理年会上做了一个富有远畿鬈0意黑2=:盏:篙翼盎:见性的报告,并做出了美妙的设想:如果有一天可以按人的意志安排一个个原子,那将会产生怎样的奇迹?理查德·费曼先生被称为“纳米科技的预言人”。

随后,1977年美国麻省理工学院的学者认为上述设想可以从模拟活细胞中生物分子的研究开始,并定义为纳米技术(nanotcchnology)。

1982年Binining和Rohrer研制成功了扫描隧道显微镜(s1M),从而为在纳米尺度上对表面进行改性和排布原子提供了观察工具。

1990年美国IBM公司两位科学家在绝对温度4K的超真空环境中用sTM将Ni(110)表面吸附的xe原子在针尖电场作用下逐一搬迁,⑧浙江大学博士学位论文电子既具有粒子性又具有波动性,因此存在隧道效应。

近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观的量子隧道效应。

量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础,或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。

例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而溢出器件,使器件无法正常工作,经典电路的极限尺寸大概在O.25um。

目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。

研究论文:地下水科学与工程专业物理化学教学改革探索与实践

研究论文:地下水科学与工程专业物理化学教学改革探索与实践

物理学论文地下水科学与工程专业物理化学教学改革探索与实践物理化学是一门运用物理的理论与实验方法研究化学变化基本规律的学科,是化学、化工、冶金、材料、环境、生物、制药等专业的重要基础课程[1],它在高等数学、大学物理及无机化学、有机化学、分析化学等课程的基础上,进一步系统阐述化学理论,为后续专业课程学习提供基础,在基础课程与专业课程间起到桥梁作用[2]。

物理化学课程体系庞杂、理论逻辑性强、概念新颖抽象、公式繁多且应用条件复杂多变[3],所需数理基础知识较多。

教师难于教学,学生难于理解。

物理化学是我院地下水科学与工程专业开设的专业基础课,在学习该课程前,学生先期仅修了普通化学课程[4],化学理论基础薄弱。

并且,随着专业课程体系的改革,物理化学课时减少(现为64学时),课程内容扩展,增加了该课程的教学难度。

如何在有限的学时内完成大量知识的传授?解决的途径是优化、精简教学内容、弱化理论推导、强化应用,做到“精讲精导”,充分发挥教师的主动性和能动性,引导学生自觉学习、积极讨论和研究,从而改变教师讲、学生听的低效教学模式。

结合我院地下水科学与工程专业人才培养对物理化学知识的需求,笔者从优化教学内容、改革教学方法两方面进行探索与实践,取得了较好的教学效果。

1 教学内容的改革根据物理化学课程强调课程系统性和应用性的要求,在教学过程中必须有选择性地教学,精讲课程的核心内容,选讲部分前沿知识,突出应用,更好地引导学生把握物理化学课程的精髓,完成教学任务。

1.1 精选教学内容在我院地下水科学与工程专业学生已修完的普通化学课程中,化学热力学、化学动力学、化学平衡等内容与物理化学课程重复较多,因此,我们对教学内容进行了调整优化,不讲或略讲重复内容,注重基本原理的讲解,抓住重点,突出难点,以点带面,以便学生掌握各个知识点之间的内在联系,学会物理化学的思维方式。

例如:在化学热力学部分,简单介绍系统与环境、热与功、热力学能等基本概念以及利用标准摩尔生成焓和燃烧焓计算化学反应的焓变。

高职高专物理化学教学论文

高职高专物理化学教学论文

高职高专物理化学教学体会摘要:阐述了在高职高专的物理化学教学过程中,改革常规教学方法,采用与基础化学相联系,避免教学内容重复、结合专业需要,确定不同讲述重点、结合教学内容,科研内容进课堂等方法,来调动学生学习兴趣和积极性,达到较好的教学效果。

关键词:物理化学;教学方法;教学效果物理化学是研究所有物质体系的化学行为的原理、规律、和方法的学科。

相比其它化学课程,物理化学有其显著特征:理论性强、概念抽象、公式众多,并且使用定量的语言,逻辑性很强,十分严谨。

相对于教和学都是一门有一定难度的课程。

高职高专学生基础较差,安排的课时少,内容多,如何提高学生的积极性,学好本门课程是亟待解决的问题。

笔者针对物化课程的特点,结合多次教学过程的总结,将改进的方法在教学中进行实践,收到较好的效果。

1、与基础化学相联系,避免教学内容重复物理化学与无机化学内容有较多的重复部分,如热力学第一定律和热力学第二定律的基本知识,能斯特方程及其简单应用等章节的知识与物理化学有一定的重叠。

学习时这些内容时要避免低层次重复,应把重点放在知识的进一步拓展和结论的应用上。

这样处理使学生能感受到物理化学学习的难度,同时又觉得学习有渐进性,学生更容易接受。

既强调了知识的相关性和连续性,又避免了无谓的重复。

2、考虑专业属性,合理选择教学内容物理化学作为基础理论课,其内容是相对稳定的。

考虑到所教专业的专业属性,合理的选择教学内容,对教材的知识做到轻重有别。

对于化工专业的学生,由于他们今后要接触到大面积的反应,化学平衡、多相平衡、电化学、化学动力学等相关内容为教学重点。

对于药学专业的学生,在化学药物中合成路线选择、工艺条件确定、反应速率及机制的分析、药物制剂有效期的预测,这些都需要化学热力学及化学动力学基础,相平衡中结晶、蒸馏和精馏、萃取等方法为天然有效成分的分离纯化提供了很好的理论指导基础。

所以在给他们上课时对于这些章节要作为重点重点讲授。

而像电化学这样的内容由于他们今后很难接触到,可以一带而过。

物理化学毕业论文题目

物理化学毕业论文题目

毕业论文(设计)题目学院学院专业学生姓名学号年级级指导教师教务处制表二〇一五年九月二十日一、论文说明本团队专注于原创毕业论文写作与辅导服务,擅长案例分析、编程仿真、图表绘制、理论分析等,论文写作300起,所有定制的文档均享受免费论文修改服务,具体价格信息联系,同时也提供对应的论文答辩辅导。

二、论文参考题目物理化学硕士毕业论文基于LabVIEW软件的物理化学实验仿真系统的开发与应用多壁碳纳米管储氢的物理吸附与化学吸附特性交互智能性物理化学实验课件的设计与开发物理化学实验仿真软件的研究与开发中外两本优秀物理化学教材的比较研究中学化学实验中物理知识凸现状况的研究物理化学实验课程中实验题目的设计与研究化学电源与物理电源产品策略研究初中化学、物理、生物交融性教学的研究硅系延期药物理化学性质及燃烧性质的研究豫西烤烟主要物理性状与化学成分及中性香气物质的关系分析在半导体制造中使用物理气相沉积代替化学气相沉积来生长氮化钛阻挡层化工化纤生产过程中几种化学及物理检验方法研究物理化学网络虚拟实验室的构建方法研究蛋白质与纳米金颗粒之间化学连接和物理吸附作用的研究低渗透性含铀砂岩物理化学渗流规律研究荧光和共振瑞利散射法在有机物测定及某些物理化学参数求算中的应用烤烟常规化学成分与物理特性和中性挥发性香味成分的关系分析柠檬精油乳液的物理化学稳定性研究黄山地区大气气溶胶化学组分及其对云微物理特征的影响研究基于“分子中的原子”量子理论框架对亚纳米团簇物理化学性质的量子拓扑学分析四川石棉碲矿床成矿流体物理化学特性的热力学研究ZrO_2化学膜与物理膜损伤机理的对比研究酶处理对麦草化学浆物理性能的影响研究淮南市大气PM_(10)/PM_物理/化学特征研究医疗废物典型组分物理化学特性认识及其热解焚烧特性的基础研究油田用聚表剂的物理化学性质及其毒性研究空气质量预报模式中的物理化学方案和排放源的研究矿物外加剂早期水化过程中的物理和化学效应共轭亚油酸水包油型乳液物理化学稳定性研究水物理化学作用下渭河河床渗透系数变化机理研究水凝胶软骨修复材料物理化学性能研究四种苝醌类衍生物光物理化学性质的比较初中物理与化学相关知识交叉渗透的研究硫化工艺对高填充NR物理化学网络及性能的影响不同碱化度土壤在煤烟脱硫废渣改良过程中的物理化学变化及改良效果的研究氧化钨基纳米材料的制备与物理化学性质研究江西相山铀矿田热液蚀变特征及成矿物理化学条件分析含非线性共轭基团的聚丙烯酸酯的合成及其物理化学性质研究在高中生物教学中加强化学、物理学科知识渗透的教学案例研究高硅氧/酚醛复合材料体积烧蚀条件下的热—力—化学多物理场耦合分析化学反应速率的统计物理模型研究沙尘对香梨叶片的物理伤害和化学成分的影响填充型化学—物理复合交联高吸油树脂的合成与吸放油性能初中物理与化学生物地理交叉内容的初步研究及其教学探索动态膜压法研究有机物水溶液在气液界面的物理化学行为物理化学法制备活性炭的研究含氟硫酸稀土溶液氟—稀土分离的物理化学研究聚多糖纳米晶的物理及化学改性材料量子化学方法在计算化合物物理、化学、生物学性质中的应用对石膏改良碱化土壤过程中发生的化学过程和物理过程的研究网络课程教学资源平台的结构设计研究兴安落叶松林下土壤物理化学性质的研究醋酸系列离子液体的合成及物理化学性质的研究同分子多晶相体系的结构和光物理性质的量子化学研究高温热处理前后竹材主要化学成分及物理力学性能研究PDMS表面的物理化学共同修饰毛细管电泳电化学法用于天然药物药效成分物理化学常数的研究土壤物理性质的化学调控技术及其对作物产量的影响离子液体[C_nmmim][NTf_2](n=2,4)的物理化学性质的研究安康地区膨胀土物理力学性质及化学改性试验研究细菌纤维素的发酵生产及其物理化学性质初探喷吹煤气后高炉炉料物理化学变化过程的实验研究成都金沙出土象牙物理化学性质及赋存环境研究ZnO基纳米薄膜的制备与物理化学性质研究对石膏改良碱化土壤过程中发生的化学过程和物理过程的研究物理化学性质对纳米粒子在小鼠体内代谢和分布的影响的研究含物理交联高吸油树脂的合成和表征化学与物理复合降粘及解堵机理研究秸秆还田对黑土土壤主要物理化学性状影响的研究生物造粒流化床颗粒污泥物理化学特性研究化学辅助高能球磨制备SmCo_5纳米粒子、纳米薄片及其物理性质研究胶原、明胶和胶原水解物的物理化学性能及护肤功能的研究海洋物理化学多参数综合监测系统研究一种基于氨基酸物理化学性质上的DNA序列图形表示及相似性分析大连化学物理研究所质量管理体系建设研究大兴安岭呼中区铅锌矿地质、地球物理、地球化学特征及找矿标志熔盐电解制备Mg-Li-Pr合金及熔盐物理化学性质的研究复杂体系生物物理化学行为的理论研究初探集中空调系统积尘物理、化学及生物特征研究甘氨酸离子液体及其水溶液物理化学性质研究KNO_3-NaNO_2系熔盐的物理化学性质研究乙酸离子液体物理化学性质的研究粉碎秸秆还田用量对土壤主要物理化学性状和作物生长的影响川西坳陷须家河组天然气溶解、脱气物理化学机理研究腐植酸在气—液界面的物理化学行为研究低维金属氧化物材料的制备、微观结构及其物理化学性能研究环境水相中表面活性剂与盐类的物理化学关系及其对电化学过程的影响PVA复合水凝胶的物理化学性质研究化学镀银包覆锂霞石/铜复合材料显微组织和热物理性能改性固体表面的物理化学性质研究SO_2在功能化离子液体中溶解行为及溶解机理的研究聚偏氟乙烯表面接枝聚合物刷及表面物理化学性质水溶液中碳纳米管的物理化学表征及其血液相容性研究水飞蓟宾脂质体的制备及物理化学性质研究滑动弧低温等离子体物理化学特性的数值模拟及实验研究大连化学物理研究所题目组科研活动绩效考核方案设计胜利油田单家寺油区稠油物理化学性质研究新型物理化学制冷方法砷的地球化学屏障作用研究黄芩苷和氧化苦参碱的物理化学性质和药物动力学研究菱镁矿基脱硫剂的冶金物理化学研究化学保水剂对土壤水分及物理特性的作用效应PVA水凝胶载体药物释放的物理化学研究高温高压变形实验过程中地壳岩石的变形结构及其物理—化学响应基于国产燃油物理—化学特性的油箱可燃性评估技术研究退火处理对淀粉的结构和物理化学性质的影响刺参养殖系统中病原微生物的物理化学消除方法的研究电解低钛铝合金几个物理化学问题研究红壤团聚体特征与物理化学性质相互作用机理及其对侵蚀过程的影响各型肝包虫囊肿的生物、物理、化学性状改变的实验研究聚电解质多层膜的图案化及表面修饰增强选择性吸附微波加热化学反应中多物理场的数值计算与实验黑龙江省福草山地区地质、地球物理、地球化学特征及找矿方向新型化学注浆材料加固破碎煤岩体试验研究结合DFT计算和统计学校正方法用于准确计算化合物的物理化学性质低水合氯化镁吸水过程物理化学性质研究尼龙6/SiO_2纳米复合材料的制备、结构及性能研究物理分组提取的农田不稳定有机质化学本性的比较研究QSAR/QSPR在大数据集有机化合物物理化学性质预测中的应用研究热力学方法在电离层物理研究中的应用探讨新型含三嗪环Gemini表面活性剂的物理化学性能研究纳米TiO_2及其杂化薄膜的制备与物理化学性质研究粘弹性聚合物驱数值模拟研究玉米主要生物物理和生物化学参数高光谱遥感估算模型研究粗糙脉孢菌物理—化学诱变及分子验证铜表面物理化学特性对蒸汽冷凝传热特性的影响盐碱土在不同改良措施下土壤物理化学性质变化的研究长期施肥对石灰性潮土某些物理、化学及生物学特征的影响高分散气液界面物理化学行为研究及应用机械镀锌形层机理的研究超声波-溶胶-凝胶法制备超细二氧化锡粉体的研究应用近红外技术分析烤烟主要物理指标的研究三元复合体系相行为特征实验研究废食用植物油对老化沥青物理化学及流变性能的影响生物预处理对草类原料制浆性能的影响及机理研究粉煤灰、沉珠的机械力化学效应研究基于Belousov-Zhabotinsky反应的物理智能系统研究聚偏氟乙烯—碳纳米管—富勒烯纳米复合材料的制备及其在高压条件下的物理化学变化研究不同周龄及不同品质鸡蛋壳的化学组分和物理结构卤化咪唑类离子液体+Rb_2SO_4/Cs_2SO_4+H_2O三元体系相平衡及其相关物理化学性质的研究极浅型潜流人工湿地用于荒漠化治理时细沙的物理化学特性变化乙酸离子液体[C_4mim][OAc]、[C_5mim][OAc]的合成及稀溶液物理化学性质的研究富Li、K工业铝电解质的物理化学性质研究水难溶性药物固体分散体的物理化学性质研究金属热还原法制备高钛铁及其熔渣物理化学性质的研究含钛高炉渣物理化学特性的实验研究新型无机淬火介质G35物理化学性质及适应性研究表面改性对活性炭物理、化学性质及CO_2吸附性能的影响太湖沉积物物理化学性质时空变化特征研究。

物理化学论文-金属材料的海洋腐蚀与防护

物理化学论文-金属材料的海洋腐蚀与防护

金属材料的海洋腐蚀与防护金属材料与电解质溶液相接触时,在界面上将发生有自由电子参与的广义氧化和广义还原过程,致使接触面金属变成单纯离子,络离子而溶解,或者生产氢氧化物,氧化物等稳定化合物,从而破坏了金属材料的特性。

这被称为电化学腐蚀或湿腐蚀。

海洋生物的生命活动会改变金属—海水的界面状态和介质的性质,对金属产生不可忽视的影响。

海水中金属腐蚀是金属﹑溶液﹑生物群三个要素互相作用的结果。

由于附着微生物对钢结构表面的覆盖作用,阻碍了氧的运输,有利于减少钢的平均腐蚀;但是附有海生物的金属难以形成完整致密的覆盖层,钢的局部腐蚀却增加了。

这严重影响了在海洋环境下工作的材料的寿命。

由于微生物的生命活动也可以使金属遭到破坏, 故称为微生物腐蚀。

海洋腐蚀的热力学基础:海洋腐蚀是金属与周围海洋环境发生化学或者电化学反应而产生的一种破坏性腐蚀。

很多金属元素如铜、铁、镁等在自然界都是以化合物的形式存在,也就是以它们的最稳定态——氧化态存在。

人们通过冶炼时使这些元素吸收并储存一定能量后变为中性金属态,相对于氧化态而言,这是一种能量较高的不稳定态,在合适的条件下便自发的便会为稳定的氧化态。

中性金属态到氧化态的转变的吉布斯自由能小于零,可自发进行;从热力学上来讲,海洋腐蚀上由于金属与其周围介质构成一个热力学不稳定的体系,此体系具有自发的从这种不稳定状态趋向稳定状态的倾向。

海水腐蚀的电化学特征:海水是一种含有多种盐类近电解质溶液,并溶有一定的氧,含盐量、海水电导率、溶解物质、PH值、温度、海水流速和波浪、海生物等都会对腐蚀产生影响,这就决定海水腐蚀的电化学特征:(1) 海水中的氯离子等卤素离子能阻碍和破坏金属的钝化, 海水腐蚀的阳极过程较易进行。

氯离子的破坏作用有: 对氧化膜的渗透破坏作用以及对胶状保护膜的解胶破坏作用; 比某些钝化剂更容易吸附; 在金属表面或在薄的钝化膜上吸附, 形成强电场, 使金属离子易于溶出; 与金属生成氯的络合物, 加速金属溶解。

物理化学论文六篇

物理化学论文六篇

物理化学论文六篇物理化学论文范文11.1所学内容紧扣同学专业特点物理化学课程涉及的公式约有150个,教学时,要求同学把握基本公式的推导和证明,能用基本公式去解决一些实际性问题.提倡同学平常自学,上课前复习巩固学过的学问,强调数学和物理基础学问的重要性,培育同学对所学学问进行综合应用的力量.利用高等数学学问,关心同学把握、理解物理化学公式.如从卡诺循环可以推导出可逆热温商之和为零;从抱负气体发生PVT变化,可以求焓变、熵变、吉布斯函数变和吉布斯函数判据等参数;从肥皂可以了解润湿和乳化等概念.将现实生活中的某大事引入学习中,与物理化学紧密联系,加深同学对学问概念的理解,提高同学实际运用学问的力量.1.2引入物理化学科学家的故事进行励志教育在学习物理化学课程时,会涉及到许多闻名的物理学家和化学家,讲到相关内容时,老师会讲解他们的个人简历和趣闻逸事.一方面,可以提高同学学习的乐观性,集中他们的留意力,缓解课堂的学习气氛;另一方面,每一位科学家的胜利都离不开其自身不断努力奋斗的过程,通过了解他们的经受,不仅丰富了课堂教学内容,而且同学对科学的进展也产生了爱好,对科学家产生了崇拜,成为同学学习的榜样.如首次提出物理化学这个概念的是1901年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的两位化学家:荷兰的范特霍夫和德国的奥斯特瓦尔德,正是他们的讨论促成了物理化学学科的诞生.其中范特霍夫是首位诺贝尔化学奖的获得者,他50多岁时还经营着一家牧场,亲自送牛奶,被誉为"牧场化学家'.在讲到稀释定律时,介绍奥斯特瓦尔德的生平事迹,他出身一般家庭,求学时对化学产生深厚的爱好,1884年在博士论文中提出了电离假设,1888年提出了以他名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律,1909年因在催化作用、化学平衡和氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖.2教学方法与考核方式改革2.1多媒体教学与传统教学相结合传统教学采纳粉笔板书的方式,书写需要肯定时间,导致同学接受学问量较少.而利用PPT课件,结合Flas,能使教学内容生动、信息量大,给同学更直观的印象,提高课堂效率.物理化学课程公式多,规律性强,有些问题比较抽象,单纯采纳多媒体呈现,导致同学思维跟不上文字显示的速度,因此不能仅用多媒体一种教学方式.结合教学实际,采纳多媒体教学与板书相结合的方式授课,同学能充分地消化汲取所学的学问,教学速度适中,从而提高教学质量和效率.2.2考核方式的改革与创新物理化学课程考核方法普遍采纳平常成果加期末考试两大块的组合,存在期末考试成果在总评成果中比例偏重的问题.考核方式改革前,平常成果占20%,期末考试成果占80%.这种考核方式可能导致同学平常学习不仔细,期末考试前突击,因而不能起到督促同学平常学习的作用.考核方式改革后,实行平常成果占20%,阶段考试或考核成果占30%,期末考试成果占50%的形式.在原有基础上,降低了期末考试的比例,规定小于等于48学时的课程,期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程,期间加两次阶段性考试或考核.虽然老师的工作量比改革前增加了,但同学学习的主动性和乐观性得到了提高.同学要想取得优秀的成果,就不能忽视阶段性成果.另外,也尝试在总评成果中增加其它一些(如课堂争论、课程论文等)考核方式,从而促进同学乐观学习. 3设计试验教学环节,培育同学创新力量物理化学论文范文2实施素养教育,课堂教学是主渠道,抓住课堂教学这个中心环节,结合素养教育的精神实质,开展优化物理教学的讨论,是有效地推动素养教育在物理教学中得以实施的关键,要把物理课堂教学作为一个整体性的,师生相互作用的动态过程来讨论,让物理课堂教学焕发诞生机和活力,物理难学已是一个由来已久的问题,究其缘由是没有优化物理教学过程的结果,过去的物理教学过程,注意学问传授而忽视力量培育,注意老师的教而忽视同学的学,视老师为主导而不把同学视为主体,因此优化物理教学过程已是一个必需解决的问题。

物理化学论文

物理化学论文

物理化学论文
在物理化学领域,有许多研究论文可以进行讨论和研究。

以下是一些具有代表性的物理化学领域的论文题目:
1. "误差调控对光电化学催化反应性能的影响":该论文研究了
误差调控技术在光电化学催化反应中的应用,以提高反应的效率和选择性。

2. "纳米材料在电催化中的应用":该论文探讨了纳米材料在电
催化反应中的应用,以改善反应速率和催化效果。

3. "表面增强拉曼光谱用于表征催化剂活性中心":该论文研究
了表面增强拉曼光谱技术在催化剂活性中心研究中的应用,以理解催化剂的反应机制和活性。

4. "超快激光光谱学在化学反应动力学中的应用":该论文探讨
了超快激光光谱学技术在化学反应动力学研究中的应用,以揭示反应的速率和机理。

5. "电化学储能材料的设计与合成":该论文研究了电化学储能
材料的设计与合成策略,以提高电化学储能设备的性能和循环寿命。

这些论文涵盖了物理化学领域不同方面的研究,包括光电化学、纳米材料、催化剂、化学反应动力学和电化学储能等。

无论选择哪个主题,关键是根据自己的兴趣和研究领域选择适合的论文进行深入研究。

材料物理化学论文(5篇)

材料物理化学论文(5篇)

材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文范文第1篇一、材料物理专业的特色材料物理专业是“讨论各种材料特殊是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料进展供应科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。

材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。

主要讨论范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。

材料物理将理科的学问传授与工科的工程力量培育相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。

二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位材料物理化学是贵州高校材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度讨论材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。

该门课程的教学目的在于提高同学的专业学问水平,培育同学科学的思维方式和独立的创新力量,以及综合运用基础理论来解决实际问题的力量。

材料物理化学是材料物理专业特别重要的专业基础课,它以高等数学、高校化学、高校物理等理论基础课程为基础。

高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。

熟悉到高校物理和物理化学中热力学内容的连接,了解高校物理中原子结构学问的介绍,协调好与高校化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避开重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得留意和仔细对待的问题[4]。

材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。

材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本学问,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。

材料物理化学犹如一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业学问的系统与连贯性。

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姓名:__吴勰
学号:1203023005
Hefei University
课程论文
论文题目:__ _表面活性剂的润湿作用
学科专业:_____ 物理化学(化工)______
作者姓名:__________吴勰_____
导师姓名:__________邵国泉____ _
完成时间:_______2014年1月1日______
表面活性剂的润湿作用
前言:
润湿广泛存在于自然界的一种现象,最为普通的润湿是固体表面的气体被液体所取代,或是固-液界面上的一种液体被另一种液体取代。

例如:洗涤.印染.润滑.农药喷洒等;还有一些场合往往不希望润湿发生,例如:防水.防油.防锈等。

润湿:是指一种流体被另一种流体从固体表面或固-液界面所取代的过程。

即润湿过程往往涉及三相,其中至少两相为流体。

它可分为:浸湿、沾湿、铺展三种情况。

一、润湿过程
沾湿:液体与固体接触,变液/气界面和固/气界面为固/液界面的过程,如图所示。

例如飞机在空中飞行,大气中的水珠是否会附着于机翼上而有碍飞行;农药喷雾能否有效地附着于植物的枝叶上?这都是与沾湿过程有关的问题。

浸湿:指固体浸入液体的过程。

该过程的实质是固/气界面为固/液界面所代替,而液体表面在过程中无变化(下图)。

洗衣服时把衣物浸泡在水中即为此过程。

铺展:实质是在以固/液界面代替固/气界面的同时,液体表面也同时扩展(下图)。

如农药喷雾于植物上,就要求农药能在植物的枝叶上铺展以覆盖最大面积。

二、接触角与润湿方程
接触角:将液体滴于固体表面上,液体或铺展或覆盖于表面,或形成一液滴停于其上,此时在三相交界处,自固液界面经液体内部到气液界面的夹角。

润湿方程:
Wa = γlg(cosθ + 1) ≥ 0 θ≤ 180 沾湿
A = Wi = γlgcosθ≥ 0 θ≤ 90 浸湿
S = γlg(cosθ -1) = 0 θ= 0 铺展
习惯上将θ =90°定义润湿与否的标准。

θ > 90°为不润湿,θ < 90°为润湿。

Yang’s方程:γsg - γsl =γlgcosθ
1805年提出,也称为润湿方程。

三、影响接触角的因素
测定接触角时应注意以下两个问题:
平衡时间和体系温度的恒定。

当体系未达平衡时,接触角会变化,这时的接触角称为动接触角,动接触角研究对于一些粘度较大的液体在固体平面上的流动或铺展有重要意义(因粘度大,平衡时间长)。

同时,对于温度变化较大的体系,由于表面张力的变化,接触角也会变化。

因此,若一已基平达平衡的体系,接触角的变化,可能与温度变化有关,简单判断影响因素的方法是,平衡时间的影响一般是单方向的,而温度的波动可能造成γ的升高或降低。

除平衡时间和温度外,影响接触角的因素还有接触角滞后和吸附作用。

四、表面活性剂对润湿性的影响
1) 润湿剂
从润湿方程看,若液体的表面张力越低,则润湿能力越强,当某液体(如水)的表面张力大于某固体表面的γc值时,此液体是无法润湿该固体的,但若加入表面活性剂,使液体的表面张力大大降低,一旦表面张力低于γc,则此时液体便能润湿固体,这种表面活性剂一般称为润湿剂。

显然,γcmc和cmc值最低的表面活性剂应是最有效的表面活性剂。

选择合适的润湿剂应注意的事项是:
①润湿剂在固体表面上吸附时,不应形成憎水基朝外的吸附层
②由于固体表面通常是带负电的,阳离子型活性剂常形成憎水基朝外的吸附层,因此,不宜采用
2) 固体表面改性剂
表面活性剂也可通过物理吸附或化学吸附以改变固体表面的组成
和结构,使高能表面变为低能表面,而降低润湿性。

产生物理吸附的表面活性剂有:重金属皂类、长链脂肪酸、有机胺盐、有机硅化合物、合氟表面活性剂等,这些表面活性剂一般是在表面形成憎水基朝外的吸附层,而使固体表面能降低。

若表面活性剂的亲水基在固体表面产生化学吸附,而使憎水基朝外,则这亦有利于降低固体的表面能而使其润湿性降低,这方面的实例有黄药(黄原酸)在矿物浮选中的应用。

黄药与方铅矿表面发生化学作用。

这时,矿物表面的外层为碳氢基,其润湿性大大下降,并附着于鼓入的气泡中被浮选到液体表面。

以上讨论的是极性固体的表面改性。

若为非极性固体表面,若通过表面活性剂的吸附形成亲水基向外的吸附层则可使憎水表面变为亲水表面,即使其润湿性提高,如将聚乙烯,聚四氟乙烯,石蜡等典型的低能固体浸在氢氧化铁或氢氧化锡溶胶中,经过一段时间,水合金属氧化物在低能表面产生较强的吸附,干燥后可使表面润湿性发生永久性的变化,即从憎水变为亲水。

五、润湿热
将一固体浸入一液体所放出的热量称之为浸湿热或润湿热。

采用精密量热方法可以测出各种固体和液体浸润过程中的热效应。

润湿热的数值可以作为固液体系润湿性能的表征。

与接触角互补:
在接触角为0或自动铺展的体系,接触角无法分辨体系润湿性能的优劣,此时可从润湿热数据中得到相关信息。

非极性固体的润湿热:
对于非极性固体,各种液体与其之间的相互作用主要是色散力。


此,无论液体是极性还是非极性,所得润湿热应该都很相近
极性固体的润湿热:
极性固体与液体间的相互作用的强弱乃至性质都会随液体的性质不同而不同。

参考文献
1.表面活性剂化学/王世荣,李祥高,刘东志等编.-2版.北京:化学工业出版社,2010.4
2.物理化学/何杰,邵国泉,刘传芳等编.—北京:化学工业出版社,2011.12。

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