导读:本文包含了界面润湿与界面反应论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:反应界面,固液界面能,动力学,润湿性
界面润湿与界面反应论文文献综述
林长顺,顾逸乔,王婷婷,朱定一,王连登[1](2019)在《固液界面反应润湿动力学的表征与计算》一文中研究指出目的获得在反应润湿过程中固液界面能与时间变化的关系,掌握反应润湿动力学的核心问题。方法基于反应润湿过程中反应界面处的叁相能量处于动态平衡状态,以反应界面新相覆盖率α和界面活性元素占位浓度分数Φs为变量,结合Young方程带入边界条件进行数学推导,并且进一步采用Dezellus推出的cosθ-t关系的动力学方程进行理论推导。通过真空熔炼炉炼制NiSi合金,采用改良座滴法,在高温真空润湿仪中的石墨基板上进行润湿实验,用高分辨率的CCD相机拍摄反应润湿过程中接触角的变化,获取接触角数据,结合公式计算,验证动力学方程。结果理论推导出了固液界面能与时间关系的动力学方程。该方程与文献中将固液界面能在反应过程的瞬时差值作为驱动力所推方程相同,也与Dezellus推出的cosθ-t关系经推导后的动力学方程完全相同。该动力学方程中固液界面能与时间呈指数规律降低的关系。Ni-Si/C体系润湿实验的结果表明,在界面反应控制阶段,固液界面能随反应时间呈指数规律降低,与理论推导的动力学方程中固液界面能随反应时间的变化规律一致,结合动力学方程与Arrhenius方程计算出Ni-45%Si/C体系的界面反应激活能为239kJ/mol,与文献中所报道的数值接近。结论反应润湿过程中,该反应动力学方程切实可靠,固液界面能随时间呈指数规律降低的关系,能够为材料表面改性与涂层中的润湿性问题提供理论参考。(本文来源于《表面技术》期刊2019年08期)
刘庭宾[2](2018)在《超声波作用下液态活性钎料在石墨表面上的铺展润湿及界面反应》一文中研究指出多孔石墨因其优越的导热、导电、吸波减震等特性获得广泛关注。液态金属材料在石墨表面铺展润湿性,在复合材料制备和异种材料连接的关键作用。石墨与金属进行连接时,因为异种材料的冶金不相容性和物理性能不匹配,熔融钎料很难在石墨表面润湿铺展。已取得的研究成果表明,在真空或者保护气氛下,活性钎料在高温下可以润湿石墨,获得可靠连接。但在工业生产领域真空设备昂贵且工艺复杂,限制了这种先进碳材的大面积应用。在大气气氛下,活性钎料表面因活性元素生成的氧化膜会影响在母材上润湿铺展,并不能形成良好钎焊接头。所以在非真空和较低温度下,实现活性金属钎料与石墨润湿铺展是先进碳素材料广泛工业应用的关键。本文采用超声波辅助钎焊,在大气气氛和较低的钎焊温度下获得了可靠连接的金属/石墨接头。研究了液态活性钎料在大气气氛下在石墨表面的润湿性和铺展过程,对影响润湿性和铺展的因素进行了分析。观察并分析了Sn基活性钎料在大气气氛下氧化膜的组成和形成机理。研究发现,Sn5Ag8Ti表面氧化膜由Ti、Ag、Sn叁种氧化物组成,随氧化物组成的不同,外观呈黄、白、蓝、紫、褐黑五种不同颜色。Sn5Ag2Ti1Al表面氧化膜颜色较单一,主要由银白色的Al_2O_3组成。施加声波可以使表面氧化膜破碎。分别研究了真空及大气环境下钎料在石墨表面的润湿性。研究发现,在真空下当钎焊温度为723K时,Sn5Ag8Ti和Sn5Ag2Ti1Al钎料都能润湿石墨表面,润湿角都为锐角,前者度数为40°后者是39°。超声波作用下,在大气气氛下当钎焊温度为723K时,Sn5Ag8Ti在石墨表面叁相线处润湿角为39°,Sn5Ag2Ti1Al在石墨表面叁相线处润湿角为14.5°。超声波能破碎活性钎料表面的氧化膜,摆脱其束缚,在声压作用下迅速延声波传播方向铺展,铺展过程中伴随有雾化现象。Sn5Ag2Ti1Al钎料较Sn5Ag8Ti钎料铺展距离更长,铺展面积更大。揭示了钎焊接头界面反应机理。结果表明,无论是在真空下还是在大气条件下,Sn5Ag8Ti或是Sn5Ag2Ti1Al钎料,界面处生成的Ti C反应层,是活性钎料在石墨表面润湿的关键,Ti C的生成降低固液界面张力,使接触角减小。超声波作用时由于焊接温度低及钎料表面的氧化膜,致使活性钎料中的Ti原子难以扩散进入石墨形成Ti C层,但随着超声波的去膜和空化效应,即使在低温下Ti元素任然能进入石墨,形成约20纳米的Ti C层,尽管生成的Ti C层很薄,但仍然能改善钎料在石墨表面的润湿性。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2018-03-12)
尹雪,李乔松[3](2016)在《Al-Ti-C细化剂制备过程中润湿及界面反应的研究》一文中研究指出在材料的制备、加工过程中,液—固相间润湿行为和界面间相互作用这一物理化学现象是常被提及的,因为对其研究不但在理论上有重要意义,在实际工程中也是必须考虑的关键因素,它对于材料制备的可能和材料形成的性能起到了较大程度的决定作用[1]。本实验研究以Al-Ti-C晶粒细化剂合成中的润湿反应行为及反应过程当中的合金组织形成机制为重点,通过润湿与反应条件的优化,选用液-固反应法成功制备Al-5Ti-0.25C中间合金基础上,通过OM和SEM等技术方法,系统分析了合成参数对其合金组织演化的影响规律,分析探讨了润湿与反应机制。(本文来源于《有色矿冶》期刊2016年04期)
张莉莉,李可,于称称,张玉文,吴成章[4](2016)在《Ag-Cu钎料与双相陶瓷透氧膜的润湿和界面反应研究》一文中研究指出用座滴法测试Ag-Cu合金钎料对Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2-δ)-NdBaCo_2O_(5+δ)(CGO-NBCO)双相透氧膜的润湿性,利用SEM-EDS分析润湿和界面反应机理。结果表明:空气条件下Ag-Cu合金与CGO-NBCO间的润湿遵从界面反应润湿机制。随着Cu含量的增加,Ag-Cu合金对透氧膜润湿性能提高,Cu含量为6.6mol%~15.8mol%时,润湿角在35°~20°左右。在润湿界面处出现Cu氧化物的富集,并且在透氧膜侧生成一层由Cu氧化物和CGO-NBCO双相透氧膜反应产生的Ba-Cu-O、Co-Cu-O和Nd-Ce-Cu-O等复杂氧化物相构成的产物层,新的界面反应层的生成有利于Ag基合金钎料的润湿,改善了钎料的润湿性能。(本文来源于《无机材料学报》期刊2016年06期)
侯斌[5](2015)在《无铅钎料钎焊Fe-Si-B非晶合金的润湿行为及界面反应研究》一文中研究指出非晶合金由于具有特殊的结构而呈现出相应晶态合金所不具备的优良物理性能、电磁性能和力学性能,因而在各个领域得到了广泛的应用。目前非晶合金中应用最为成功的是Fe基非晶合金,但由于材料尺寸的限制制约了其广泛运用。为开拓非晶合金更广泛的应用,可以通过可靠的低温钎焊连接来获得大尺度非晶合金或实现非晶与其它材料的组合。本论文工作以非晶态Fe84.3Si10.3B5.4合金为对象,研究了几种典型软钎料(即Sn-37Pb、Sn-58Bi、Sn-0.7Cu和Sn)在非晶态合金及其退火后不同微观结构合金表面的润湿行为和界面特征,然后采用高频感应加热方法研究了Sn-Cu钎料钎焊Fe基非晶合金、Fe基非晶合金与纯铜、Fe基非晶合金与纯铝(1050Al)叁种不同钎焊接头的界面微观组织。主要研究内容和获得的研究结果如下:(1)在250℃温度保温30min时,四种钎料在非晶态Fe84.3Si10.3B5.4合金基片上的平衡润湿角从小到大排序是:Sn-37Pb<Sn-58Bi<Sn-0.7Cu<Sn。观察界面形貌发现Sn-0.7Cu与非晶态Fe84.3Si10.3B5.4合金基片的界面上出现间断的化合物,综合考虑良好的润湿性和合适的界面反应,Sn-0.7Cu钎料更适合非晶态Fe84.3Si10.3B5.4合金的焊接。(2)随钎焊温度的升高,Sn-0.7Cu钎料在非晶态Fe84.3Si10.3B5.4合金基片上的平衡润湿角逐渐减小,润湿性获得改善;Sn-0.7Cu/非晶态Fe84.3Si10.3B5.4钎焊接头界面形成的金属间化合物(IMC)由间断分布变为连续分布。(3)随钎焊温度的升高,Sn-0.7Cu钎料在退火后不同微观结构Fe84.3Si10.3B5.4合金基片上的平衡润湿角均逐渐减小,润湿性逐渐变好,界面反应逐渐增强;在相同的钎焊温度下,Sn-0.7Cu钎料在不同退火工艺处理后具有不同微观结构Fe84.3Si10.3B5.4合金基片上的平衡润湿角随退火温度升高而逐渐增大,润湿性逐渐变差,界面反应逐渐减弱。(4)采用高频感应加热方法对Sn-0.7Cu钎料钎焊不同材料的接头进行研究后发现:非晶态Fe84.3Si10.3B5.4合金同质接头界面不存在明显的化合物相;非晶态Fe84.3Si10.3B5.4与Cu钎焊接头处靠近非晶侧的界面存在空洞,且没有观察到明显的化合物存在,而在靠近Cu侧的界面处形成了连续的Cu6Sn5相且钎料内部弥散分布大量的长条状Cu6Sn5相;非晶态Fe84.3Si10.3B5.4与1050Al钎焊接头处靠近非晶侧的界面没有形成显着的化合物,而靠近Al侧的界面受到Sn-Cu钎料的侵蚀作用而呈现波浪状,出现了Sn-Al固溶组织,且钎料内部弥漫分布着Al2Cu相。(本文来源于《华南理工大学》期刊2015-12-25)
陈晓燕,金喆,白雪峰,周亦胄,金涛[6](2015)在《C对一种镍基高温合金与陶瓷型壳界面反应及润湿性的影响》一文中研究指出采用座滴法研究了C对一种高温合金与陶瓷型壳的界面反应及润湿性的影响.通过SEM和EPMA研究了合金与陶瓷型壳的界面组织形貌及反应区元素分布.利用Thermo-Calc软件计算了合金熔体中C,Cr和Al的活度,分析了C含量对合金熔体中C,Cr和Al的活度的影响.探讨了合金/陶瓷界面反应与润湿性的关系.结果表明,合金中C含量高于0.1%时,C的活度明显增大,合金熔体与陶瓷型壳发生界面反应,合金熔体/陶瓷体系由非反应润湿变为反应润湿,合金表面产生黏砂层且合金中Cr和Al扩散到陶瓷表面.(本文来源于《金属学报》期刊2015年07期)
陈晓燕,周亦胄,张朝威,金涛,孙晓峰[7](2014)在《Hf对一种高温合金与陶瓷材料润湿性及界面反应的影响》一文中研究指出研究了Hf对一种高温合金与陶瓷材料润湿性及界面反应的影响.测量了合金熔体与陶瓷材料的平衡润湿角,通过SEM,EPMA和XPS研究了合金与陶瓷材料的界面组织形貌、反应区元素分布及界面反应产物,分析了Hf对合金熔体与陶瓷材料润湿性及界面反应的影响,阐述了润湿性与界面反应的关系.结果表明,高温合金中Hf元素的含量会影响合金熔体与陶瓷材料的润湿性.对于本工作的合金,当Hf含量从0.1%逐渐增大至2.0%时,润湿角由132°逐渐减小至112°,润湿性显着增强;当Hf含量达到1.5%时,合金熔体与陶瓷材料发生界面反应,界面反应使润湿角明显减小,反应产物为HfO2.界面反应热力学分析结果表明,Hf和SiO2满足发生置换反应所需的热力学条件.(本文来源于《金属学报》期刊2014年08期)
刘钧[8](2014)在《C_f/Al-Si复合材料界面反应与润湿性研究》一文中研究指出为了探究基体Si元素对Cf/Al-Si复合材料界面反应的影响规律,本文首先从热力学角度出发,对不同Si元素下界面产物Al4C3和SiC的Gibbs生成自由能和临界形核尺寸进行了理论计算,并以此为基础设计出试验用Al-Si合金的成分为Al20Si。采用挤压铸造法制备得到Cf/Al20Si复合材料,并将Cf/Al20Si复合材料在750℃下保温1、2、3h,以使碳纤维与Al-Si基体间充分反应,再利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对回熔处理后的复合材料界面组织进行了观察表征,并利用XRD对界面产物进行了定性定量分析,以上结果均与Cf/Alpure复合材料进行对比分析。理论计算结果表明:随着Si元素的增加,Al4C3反应驱动力下降,形核阻力增大,SiC反应驱动力增大,形核阻力减小,即Si元素的增加能改变Cf/Al复合材料的界面反应类型,使界面产物从Al4C3向SiC转变,。试验结果表明:Cf/Al20Si复合材料与Cf/Al复合材料相比,界面产物Al4C3含量从17%减少到10%,转而生成了10%的SiC,同时,Al4C3相尺寸减小,数量变少。因此,基体合金中Si的加入将抑制有害界面产物Al4C3的产生,使界面反应产物从Al4C3转化为SiC,试验结果与热力学理论计算结果一致。此外,本文还分别测量了Cf/Alpure复合材料和Cf/Al20Si复合材料的纤维横向弯曲强度,以此表征纤维与基体的结合强度。试验表明,Cf/Alpure复合材料结合强度仅为53.89MPa,Cf/Al20Si复合材料的结合强度仅为71.21MPa。因此,基体Al合金中Si元素的加入能增加Cf/Al复合材料的界面结合强度。本文还对Cf/Al与Cf/Al20Si界面反应润湿过程进行了研究。首先利用修正后的经典杨氏方程对Cf/Al与Cf/Al20Si的反应润湿性进行了预测,再运用座滴法对1023~1423K温度区间内Cf/Al与Cf/Al20Si润湿角进行测量,试验结果与理论预测结果一致:碳纤维与纯Al、Al20Si合金液在1023~1423K温度区间内,本质为不润湿状态(145~115),但经过界面反应生成Al4C3或SiC后,界面处发生反应润湿,润湿角减小到70~60之间。碳纤维与Al合金基体间存在着明显的反应润湿过程,反应润湿过程分为反应润湿阶段和Al合金液浸渗纤维两个阶段。合金液表面Al2O3的膜的存在会影响润湿效果,DSC试验表明,合金液表面Al2O3膜在1170~1275K温度区间内发生破裂。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-07-01)
程浩[9](2014)在《热电耦合作用下Sn-0.7Cu(-0.5Ni)与Cu基板间的润湿及界面反应研究》一文中研究指出电子工业的快速发展对无铅软钎料的性能提出了新的要求。在众多类别的无铅软钎料中,Sn-Cu系钎料以其较高的性价比而成为科学研究和商业开发的重点。如何提高Sn-Cu系钎料的性能以提高钎焊焊点的可靠性,是目前关于Sn-Cu系钎料的研究热点。而在电子产品的生产过程中,钎料在被连接材料表面的润湿性以及钎料与连接材料间的界面反应是影响可焊性及决定焊点可靠性的关键因素。研究钎料与基底的连接过程、并借此进一步理解焊点微观组织的形成特点及其形成机制,是研究提高焊点可靠性途径的重要方向。钎料熔融状态下的电迁移与固态条件下的电迁移有明显的区别,对液态电迁移的研究有助于探讨钎焊过程组织演化及深入理解固态电迁移的机制。因此研究热电耦合作用下钎焊过程中界面反应、润湿性及电迁移,对设计新的无铅钎料及改善钎焊工艺有着积极的意义。首先进行了热、电耦合作用下Sn-0.7Cu/Cu结构的润湿性实验,测量了焊接焊点钎料与Cu基板间的润湿角,对热、电耦合作用下钎料与Cu基板的润湿性及润湿过程微观机制进行了分析。研究发现,电流的密度及方向对钎料与基板间的润湿性均有较大影响:在实验温度、电流密度相同的条件下,Cu基板为阳极时钎料润湿性比Cu基板为阴极时润湿性更好;而当Cu基板极性相同时,在同样的实验温度下,电流密度越大,钎料钎料润湿性越好。其次,本文针对Sn-0.7Cu钎料与纯Cu基板间的界面反应过程进行了研究,分析了界面反应过程中IMC的生长方式;对比分析了通电、不通电两种条件下IMC生长状况的异同,由此以分析电流在其间所起的作用。同时分析了焊点的结构对IMC生长的影响。结果表明,无电流作用的Sn-0.7Cu/Cu结构钎焊焊点内部IMC形成空心六棱柱状;有电流作用时焊点内IMC形成被拉长的空心六棱柱状,其拉长方向与电流方向一致。而Cu/Sn-0.7Cu/Cu叁明治结构焊点内部形成的IMC在双扩散源作用下而并未成为被拉长的形貌。而在电流作用下两种结构的阴极界面IMC层均较薄而阳极界面IMC层较厚,且阴极界面出现了细棱柱状IMC,阳极界面则没有出现。最后鉴于在Sn-0.7Cu钎料中添加Ni元素将有效地提高钎料的性能,本文研究了在钎料中添加0.5wt%的Ni元素对钎料与Cu基板间的界面反应产生的影响,并分析了添加Ni元素之后在热电耦合作用下的钎焊过程中发生的元素迁移。研究发现,在Sn-0.7Cu钎料中添加0.5%的Ni元素后,钎料与Cu基板界面反应生成的IMC层变得更平滑、更致密,这样的形貌和分布对焊点的力学性能等产生了有利的影响。热、电作用方向相同,则二者互相促进,元素迁移效果加强,反之则互相抵消,元素迁移效果弱。(本文来源于《大连理工大学》期刊2014-05-01)
黄相博[10](2012)在《液态金属与金属基底电润湿及液固界面反应》一文中研究指出液态金属与金属基底之间的润湿性能和界面反应是材料制备加工过程中的常见物理化学现象,无论在理论研究还是实际应用上都具有重要意义。本文主要进行了以下工作:采用座滴法研究了液态金属Hg和Na-K合金在纳米多孔氧化铝基底上的介质电润湿行为。研究结果表明,液态金属Hg和Na-K合金在氧化铝薄膜上的润湿模式是Cassie型。随着外加电压升高,Hg和Na-K合金液滴在氧化铝薄膜上的接触角将会逐渐降低,直至接触角饱和。Hg/AAO润湿体系在煤油中比在空气中具有更大的接触角改变量和较小的接触角滞后性。而Na-K合金/AAO润湿体系在煤油中相比与Hg/AAO润湿体系具有更小的接触角滞后性,接触角改变量约为20o。以Zn(l)/Zr(s)、Al(l)/Zr(s)、Zn32.4-Al(l)/Zr(s)和Zn67.6-Al(l)/Zr(s)液/固反应偶为研究对象,研究了不同温度下反应偶界面反应层的形态、生成相组成以及反应层的生长规律。研究结果表明:Zn(l)/Zr(s)反应偶反应层生成相是Zn22Zr、Zn39Zr5和Zn3Zr,反应层厚度与反应时间呈抛物线关系;Al(l)/Zr(s)反应偶反应生成相是ZrAl3和ZrAl2,反应层厚度与反应时间呈直线关系;在Zn32.4-Al(l)/Zr(s)反应偶和Zn67.6-Al(l)/Zr(s)反应偶中反应层生成相主要是Al3ZnZr2相和Al2ZnZr相,反应层厚度与反应时间呈直线关系。特别观察和分析了上述四组反应偶反应层在直角部位生长的几何效应,其中Zn67.6-Al(l)/Zr(s)反应偶中反应层生长是典型的十字形生长模式。(本文来源于《沈阳航空航天大学》期刊2012-12-16)
界面润湿与界面反应论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
多孔石墨因其优越的导热、导电、吸波减震等特性获得广泛关注。液态金属材料在石墨表面铺展润湿性,在复合材料制备和异种材料连接的关键作用。石墨与金属进行连接时,因为异种材料的冶金不相容性和物理性能不匹配,熔融钎料很难在石墨表面润湿铺展。已取得的研究成果表明,在真空或者保护气氛下,活性钎料在高温下可以润湿石墨,获得可靠连接。但在工业生产领域真空设备昂贵且工艺复杂,限制了这种先进碳材的大面积应用。在大气气氛下,活性钎料表面因活性元素生成的氧化膜会影响在母材上润湿铺展,并不能形成良好钎焊接头。所以在非真空和较低温度下,实现活性金属钎料与石墨润湿铺展是先进碳素材料广泛工业应用的关键。本文采用超声波辅助钎焊,在大气气氛和较低的钎焊温度下获得了可靠连接的金属/石墨接头。研究了液态活性钎料在大气气氛下在石墨表面的润湿性和铺展过程,对影响润湿性和铺展的因素进行了分析。观察并分析了Sn基活性钎料在大气气氛下氧化膜的组成和形成机理。研究发现,Sn5Ag8Ti表面氧化膜由Ti、Ag、Sn叁种氧化物组成,随氧化物组成的不同,外观呈黄、白、蓝、紫、褐黑五种不同颜色。Sn5Ag2Ti1Al表面氧化膜颜色较单一,主要由银白色的Al_2O_3组成。施加声波可以使表面氧化膜破碎。分别研究了真空及大气环境下钎料在石墨表面的润湿性。研究发现,在真空下当钎焊温度为723K时,Sn5Ag8Ti和Sn5Ag2Ti1Al钎料都能润湿石墨表面,润湿角都为锐角,前者度数为40°后者是39°。超声波作用下,在大气气氛下当钎焊温度为723K时,Sn5Ag8Ti在石墨表面叁相线处润湿角为39°,Sn5Ag2Ti1Al在石墨表面叁相线处润湿角为14.5°。超声波能破碎活性钎料表面的氧化膜,摆脱其束缚,在声压作用下迅速延声波传播方向铺展,铺展过程中伴随有雾化现象。Sn5Ag2Ti1Al钎料较Sn5Ag8Ti钎料铺展距离更长,铺展面积更大。揭示了钎焊接头界面反应机理。结果表明,无论是在真空下还是在大气条件下,Sn5Ag8Ti或是Sn5Ag2Ti1Al钎料,界面处生成的Ti C反应层,是活性钎料在石墨表面润湿的关键,Ti C的生成降低固液界面张力,使接触角减小。超声波作用时由于焊接温度低及钎料表面的氧化膜,致使活性钎料中的Ti原子难以扩散进入石墨形成Ti C层,但随着超声波的去膜和空化效应,即使在低温下Ti元素任然能进入石墨,形成约20纳米的Ti C层,尽管生成的Ti C层很薄,但仍然能改善钎料在石墨表面的润湿性。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
界面润湿与界面反应论文参考文献
[1].林长顺,顾逸乔,王婷婷,朱定一,王连登.固液界面反应润湿动力学的表征与计算[J].表面技术.2019
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[9].程浩.热电耦合作用下Sn-0.7Cu(-0.5Ni)与Cu基板间的润湿及界面反应研究[D].大连理工大学.2014
[10].黄相博.液态金属与金属基底电润湿及液固界面反应[D].沈阳航空航天大学.2012