土壤—固体表面粘附行为的热力学分析

依据界面热力学原理对土壤—固体表面粘附行为进行了分析。土壤粘附强度主要由毛细管作用力和界面水膜粘滞力构成,固体表面性质对其产生影响。本文还讨论了土壤动物体表特征,其体表憎水性、体表液的低粘滞性和亚宏观到微观层次上的非光滑结构是重要的表面特征。     

PTFE基复合材料的土壤粘附与磨料磨损的研究

研究了Al₂O₃颗粒填充PTFE和PTFE+50％(wt)PPS基复合材料表面上水的润湿及土壤粘附和磨料磨损特性。加入适当含量和一定尺寸的Al₂O₃粒子可提高水的前进接触角θ_a并使减粘性能保持在较高水平。PTFE(+PPS)—Al₂O₃复合材料表面在憎水性和非光滑性方面与某些土壤动物体表有相似特性。适量Al₂O₃粒子的弥散可明显提高复合材料的耐磨料磨损性能,且PPS可进一步改进复合材料的耐磨性。     

粘附界面土壤表层形态的研究

土壤与固体外物表面进行粘附过程中,粘附界面土壤表层形态发生相应变化,并与土壤特性和试验条件等因素有关。作为仿生减粘脱土研究的一项重要基础工作,作者利用扫描电镜对粘附界面土壤表层形态进行了研究,探讨了法向载荷、土壤含水量、固体表面与土壤的相对运动方式等对土壤表层形态的影响。     

土壤粘附机理的化学吸附分析

在对已有土壤粘附机理进行综合分析的基础上，从结构化学和量子力学的统计效应出发，对参与粘附的各种因素———土壤表面性质、触土部件表面特性、土壤水中各种离子的性质进行了全面分析，从化学吸附角度，提出了以化学吸附为主的土壤粘附机理。该模型认为土壤与触土部件金属材料表面的粘附力是由土壤与金属表面间的化学吸附力（包括物理吸附力）、土壤水在金属与土壤之间形成的化学吸附力（宏观上表现为毛细管力）和水的粘滞阻力三部分组成     

土壤粘附规律的化学吸附分析

用以化学吸附为主的土壤粘附模型，对法向粘附、切向粘附和无水情况下的粘附规律以及界面压力、加压时间、温度变化等因素对粘附力的影响进行了分析，该粘附机理不仅能够很好地解释粘附规律，而且还能对已有粘附理论尚解释不清的粘附现象，如土壤机械组成、矿物质组成与粘附力的关系，粘附力与吸附阳离子的关系，ｐＨ值对粘附力的影响等作出解释。在此基础上，作者根据这一模型提出了改变触土部件表面材料组成、触土部件非光滑表面仿生改形和电渗减粘脱土的有效方法     

土壤动物减粘脱土规律初步分析

在土壤中生活的许多动物经过亿万年的进化优化,具有减粘脱土的特殊功能。本文对七种典型土壤动物进行了实际观察和体表测试分析,初步探讨了土壤动物的减粘脱土规律,并对地面机械仿生减粘脱土研究提出了初步设想。     

钢铁的表面电位及其土壤粘附特性

在金属／土壤粘附系统中由于界面水膜而存在着电化学反应。该文研究了犁壁用钢土壤粘附特性与其表面电位的关系。结果表明，钢铁的表面电位能在一定程度上较好地反映出其土壤粘附性能。在试验条件下，试样的粘附力与表面电位符合二次曲线关系，表面电位越低，试样对土壤的粘附力越小。与目前已知的粘附性能评定方法相比，表面电位测定法具有数据稳定和试验周期短的优点。     

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）及其复合材料的土壤粘附

利用正交试验设计理论，研究了试验因素（如土壤水分、载荷作用时间）及其交互作用对土壤在超高分子量乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）及其基复合材料及４５钢，表面粘附力的影响，得到了粘附力与试验影响因素的回归方程。研究结果表明：在所考察的试验因素中，含水量对粘附力的影响最大，其次为土壤载荷和载荷作用时间。各影响因素对土壤在不同材料表面粘附的影响程度不同。研究结果同时表明：各因素间的交互作用对不同材料的土壤粘附力影响不     

钢的显微组织对其土壤粘附特性影响的研究

本文对土壤粘附系统动态过程进行分析,并研究了钢中不同显微组织试样的粘附特性及其随土壤含水量、载荷、加载时间等因素变化的规律。结果表明,显微组织对粘附力有影响:马氏体低温回火与高温回火组织的粘附力较低,而中温回火组织的粘附力较高。     

装载机铲斗粘附积土清除的仿生研究

本文采用仿生方法提出铲斗积土清除装置,并对装置的运动与受力进行了分析。给出了机构优化设计方法。经模型与实型试验证明此装置清土效果好,可提高作业生产率20％。     

地面机械触土部件仿生涂层的减粘降阻特性

对研制的11种地面机械触土部件仿生涂层的减粘降阻特性进行了试验研究,探讨了触土部件表面形态、仿生涂层的固有接触角、土壤含水量及推土板切削速度对减粘降阻特性的影响,并测试了部分典型涂层与土壤的滑动阻力,分析了仿生涂层固有接触角对滑动阻力的粘附分量及涂层与土壤摩擦角的影响。     

典型土壤动物体表形态减粘脱土的初步研究

土壤动物的不粘土特性,对于地面机械减粘脱土的仿生研究具有重要意义。本文利用实体显微镜和扫描电镜对典型土壤动物穿山甲、蝼蛄、蚂蚁和蜣螂等的体表形态进行了观察研究。结果表明,上述土壤动物具有类似波纹状的体表结构,并用波形表面模型进行了减粘脱土的机理分析。     

土壤粘附仿生研究(二) 典型土壤动物体表形态减粘脱土的初步研究

土壤动物的不粘土特性,对于地面机械减粘脱土的仿生研究具有重要意义。本文利用实体显微镜和扫描电镜对典型土壤动物穿山甲、蝼蛄、蚂蚁和蜣螂等的体表形态进行了观察研究。结果表明,上述土壤动物具有类似波纹状的体表结构,并用波形表面模型进行了减粘脱土的机理分析。     

35钢粘附特性研究

应用回归设计技术,探讨了35钢与土壤粘附特性及其影响因素。研究表明:热处理工艺能改变试样的粘附特性;在硬度较高或存在游离铁素体的条件下,硬度对粘附力的影响不同;金属材料与液体间的固—液接触角是影响粘附力的较主要因素;铁素体双相组织能降低粘附力值。     

土壤颗粒尺寸分布分维及对粘附行为的影响

依据Tyler和Wheatcraft推导的土壤颗粒累积质量—尺寸标度关系,计算了我国主要土壤的颗粒尺寸分布(PSD)分维,结果表明:淡栗钙土、黄绵土、黑垆土、褐土((土娄)土)、潮土、灰漠土、黑土、黄棕壤、黄壤、红壤及赤红壤(砖红壤)的PSD分维依次增大,土壤粘粒含量增加使其PSD分维增大。结合上壤颗粒表面分形特性及土壤粘附的基本原理,探讨了土壤PSD分维对土壤—固体表面粘附行为的影响。PSD分维高的土壤与固体表面粘附力大,与固体表面发生明显粘附的起始含水量提高,发生明显粘附的含水量区间增宽。     

犁壁材料表面特性与土壤粘附间的关系

选取机引犁壁和畜力犁壁，研究其表面特性与土壤粘附间的内在联系。首次将材料的土壤粘附特性与表面电化学现象联系起来，从理论与试验的结合上证明提高材料的耐蚀性有利于金属材料表面减粘脱土，为触土部件的材料选取、成分优化以及铁基减粘材料的研制提供了简捷有效的参考指标和理论依据