开题报告-液固表面摩擦力测量研究.doc

毕业设计（论文）开题报告学生姓名：学号：学院（系）：电子工程系专 业: 通信工程设计（论文）题目:液固表面摩擦力测量研究131指导教师： 20 年 3月 20日1.结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000 字左右的文献综述：文献综述假设在地面上有一静止的木箱，用力推它，然后撤去外力，则木箱运动一段距离 后将停下，运用高中所学物理知识，不难得出是因为木箱和地面之间存在着摩擦力而 致使木箱最终停下来乂如将一张纸放在水面上，若纸开始处于运动状态，而且水不 是流动的，则纸有一时刻总会处于静止比较两种现象，笼统地看两种现象是一样的 但若要系统地去分析，会发现他们有着诸多的不同点首先他们有着不同的界面，前 者为固固界面，后者为液固界面，他们的界面现象也就大为不同要研究界而现象首 先让我们追溯一下它的发展史并了解它的发展现状界面现象的研究是从力学开始的早在19世纪初，就形成了界面张力的概念， 正如这一领域的前驭杨（Young T）在1805年指出：系统中两个相接出的均匀流体， 从力学的观点就像是被一张无限薄的弹性膜分开，界面张力则存在于这一弹性膜中 杨还将界面张力概念推广应用于有固体的系统，导出了联系气液、液固、气固界面张 力与接触角的著名的杨氏方程。

1806年，拉普拉斯（Laplace P S）导出了弯曲界面 两边压力差与界面张力和界面曲率的关系，可以解释毛管中液体上升或下降的重要现 象1869年都普里（Dupre A）研究了润湿和粘附现象，将粘附功和结合功与界面张 力联系起来界面热力学的奠基人则是吉布斯，他在为化学热力学建立框架时同时也 包括了界面层的贡献针对其厚度难以确定的困难，1878年，他提出界面相厚度为零 的吉布斯界面模型，一直沿用至今由吉布斯-杜亥姆方程导得的联系i与P随 体相浓度变化的普遍关系式，被称为吉布斯等温方程另一个对界面热力学作出重大 贡献的是开尔文他在1859年将界面扩展时伴随的热与界面张力随温度的变化联系 起来1871年乂导出蒸气压随界面曲率的变化，被称为开尔文方程1893年，范德 华认识到在界面层中密度实际上是连续变化的，有一个分布他应用了局部自由能（亥 姆霍兹函数）密度的概念，结合范德华方程，并引入半经验修正，从理论上研究了决定于分子间力的状态方程参数与界面张力的关系范德华的研究可以看作是用统计力 学研究界面现象的前奏50年代以后，界面现象的统计力学研究取得了实质性的进展, 勃夫（Buff F P）、寇克伍特（Kirkwood J G）使用巨正则分布和密度泛函方法，哈 拉西玛（HarasimaA）应用正则分布，进行了与范德华类似的研究，但具有坚实的统 计力学理论基础。

另一方面，开展了固体表面的低能电子衍射（LEED）、X射线光电 子衍射（XPD）、扫描隧道显微术（STM）等的实验研究，对表面层的结构和分子的形 态有了更深刻的了解表面化学键的量子力学研究也再不断深入从实际应用来说， 主要还是半经验方法，已经发展了一系列预测界面张力的方法，以及半经验的状态方 程或活度因子方法，多侧重于平衡方面本文所要研究的液固表面摩擦力将涉及到界面现象的众多问题，诸如表面张力、 液体和固体表面的吸附作用、润湿现象，其中一些已经应用到实际中，例如润湿在模 型铸造、细化晶粒、熔炼冶金、焊接金属、节约能源以及农业上都得到了较广泛的 应用C除了上面的物理化学知识外，还要用到流体力学以及理论力学的相关知识本文 将以汞和氧化铝作为研究对象，对于液在固和固在液上都要对汞滴及氧化铝进行受力 分析液体和固体之间的界面受力将是如何，他们之间的摩擦力到底是怎样产生的， 在文中都将具体阐述此外，难免会涉及到无机化学的知识，比如氧化铝有两种变体，即a-A1203（刚 玉）和y-Al 203o Al 203晶体属三方晶体，而y-A] 203为不够紧密的立方晶体，是 一种缺陷尖晶石结构a-A1203硬度大，熔点高，挥发性小，绝缘性好和耐腐蚀等优 点，可用作耐腐蚀剂和抛光剂，也可用于耐火材料和陶瓷制品。

广A1203的密度小于 a-A1203,在低温下稳定，较为活泼，不溶于水，可以和酸碱反应，Y-A1203具有较 大的比表面积，可以作吸附剂和催化剂载体，也可用于色谱分离乂如汞，它的热膨 胀系数相当大，而旦在（TC到300C的范围内，膨胀系数和温度之间具有很好的线性 关系，乂不润湿玻璃，故汞用来制作玻璃温度计汞的蒸汽压比一般液体的蒸汽压低, 0C 时仅为 0. 0247Pa （1. 85*10-4mm 汞柱），252 时为 0. 245Pa （1. 84*10-3mm 汞柱）， 加上汞的密度较大，所以汞适合制作气压计汞的另一特性是能够溶解其他金属而形 成汞齐，汞齐在化学本性上与其他合金相似，同时乂有其自身的特点，即溶解于汞中 的金属含量不高时，所生成的汞齐常呈液态或糊状氧化铝和汞的自身性质就如上面所说，而要将两者联系起来，还要了解它们表面 分子是以何种形式连接在一起的，这样才能知道他们相接触后在界面处分子受力到底 是怎样的本文将以氧化铝和汞为研究对象，来研究液固表面的摩擦力参考文献：1） 胡英 主编 吕瑞东刘国杰 叶汝强等编 物理化学 下册 第四版 高等教 育出版社1999 1192） ［美］A.W.亚当森著顾惕人译表面的物理化学 上册科学出版社1976 第一・二.五.七章3） 邵光杰王锐董红星王艳芝编朱文涛审 物理化学 修订版哈尔挨工业大学 出版社2003 2164） 乐秀毓王立人宁文茂苏永勃编 大学化学 东北工学院出版社1988 2215） 赵振国等编著 界面化学基础 化学工业出版社2001第一.六.七章6） 邵学俊董平安魏益海编著 无机化学 下册 第二版 武汉大学出版社2001 248 2767） 罗澄源等编 物理化学实验 第二版高等教育出版社1983 3118） 叶大陆主编 物理化学实验 冶金工业出版社1986 1209） Dai ying, Zheng nanning, Li chunlai, Model-Independent Robust Adaptive Tracking Control of Robot Manipulators,! 99810） 陈文义张伟主编 流体力学 天津大学出版社2004 5 6 1311） 景思睿张鸣远编 流体力学西安交通大学出版社2001 10-1312） 蔡炳新主编 基础化学实验 科学出版社2001 18313） 项红卫 著 流体的热物理化学性质 科学出版社 2003 18314） 吴自勤王兵著 薄膜生长 科学出版社 2001 286毕业设计（论文）开题报告2.本课题要研究或解决的问题和你采用的研究手段（途径）：本课题要研究的是液固表面摩擦力的测量，以氧化铝和汞为研究对象，将分别测 量汞在氧化铝上和氧化铝在汞上的摩擦力。

要采用的研究手段如下：-：称量汞的质量，首先，将空的密封容器放于天平上称量，称得质量为血，再 把约Ml的汞注入到密封容器中，放到天平上称量，称得质量为rm,则汞的质量 为 m=mi-m2o二：将铝合金一端固定，而在另一端安装一个螺杆，并且己知螺距三：调整铝合金与地面平行四：将汞从密闭容器中倒出，并使它缓慢流到铝合金上，尽量使其成为一球形液滴五：慢慢拧动螺杆，使铝合金与地面之间有一小的角度，直到汞滴开始移动，此 时记下螺杆螺纹变化的数目六：对所得数据进行处理，得到摩擦力的值，进而得到摩擦系数的数值七：重复上述实验步骤，测量多组数值，取平均值指导教师意见：1.对“文献综述”的评语：2.对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测:指导教师： 年 月 FI所在专业审查意见：负责人： 。