32、材料处理与管道分析：从表面改性到热流固耦合模拟

材料处理与管道分析：从表面改性到热流固耦合模拟

在材料科学与工程领域，对材料表面进行改性以及对工程设备中的热流固耦合现象进行分析是两个重要的研究方向。前者能够改善材料的性能，后者则有助于确保设备的正常运行和优化设计。下面我们将详细探讨这两个方面的内容。

1. 中性束处理聚合物的表面化学键研究

在研究中，发现中性束（NB）处理能够显著改变聚二甲基硅氧烷（PDMS）和热塑性聚氨酯（TPU）的表面化学性质，进而影响它们的摩擦电性能。

1.1 PDMS的O - NB处理

PDMS原本具有Si - O、Si - C、Si - O - C和SiO₂等化学键。其中，Si - O键构成聚合物主链，Si - C键连接主链与CH₃官能团。经过O - NB处理后，Si - C和Si - O键的比例下降。原本的化学键断裂后，O₂原子与自由基结合形成SiO₂。这种氧化作用虽然能增强PDMS表面的电子亲和力，但由于SiO₂是著名的正摩擦电材料，过多的SiO₂键会使PDMS表面转变为正摩擦电材料。不过，在低束能量（如6 eV）下进行O - NB处理，可以有效增强PDMS的功能特性。

PDMS化学键变化	处理前	O - NB处理后
Si - O键	有	比例下降
Si - C键	有	比例下降