平行板阴极金属电沉积过程枝晶二维生长的计算机模拟

将分形几何与电化学相结合,通过DIA模型,使用计算机对金属在以平行板电极作为阴极进行电沉积时生成沉积产物的枝晶生长形貌进行了模拟．对电沉积不同阶段的模拟结果表明：分形维数最初有一个快速增长区域,随着沉积粒子数的增多,趋向平稳;对不同的电沉积速度时的模拟结果表明：离子移动速度,对模拟结果的表观形貌影响不大,粒子移动速度的加快,分形维数呈微小上升的趋势．同时从分形维数的角度对这些图形之间存在的差异进行了说明．     

电渣熔铸低碳马氏体不锈钢内部质量研究

研究了电渣熔铸ZG06Cr13Ni4Mo后的凝固组织及不同位置的二次枝晶间距,以及电渣熔铸前后不同位置夹杂物的数量、尺寸、形貌、成分的变化规律.研究结果表明:电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的组织致密均匀,无疏松、气孔等低倍缺陷.电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的二次枝晶间距最大值为44.98μm,最小值为31.13μm,明显小于电极中的二次枝晶间距.电渣熔铸过程有利于减小二次枝晶间距,提高组织致密性与均匀性.电渣熔铸锭中夹杂物在面积百分比、最大当量直径和平均直径上均明显小于电极中的夹杂物,电渣熔铸去除夹杂物的效果明显.     

分相玻璃的分形几何

用分形描述了分相玻璃中不规则几何形貌,并用简易方法得出了分相玻璃形貌的分形维数D,对不稳分解产生的具有相互连通结构的分相玻璃二维形貌,在较大尺度范围,连通的不规则相集团的分形维数D=1.8～1.9,接近于渗流集团的分形维数;在短尺度范围,集团是致密的。在中程尺度范围存在一个分形维数较低的渡越区,其分形维数D=1.4～1.6,接近于渗流骨干分形维数。     

复合工艺制备的半固态A356铝合金

利用复合工艺制备了A356铝合金半固态浆料,研究了半固态A356铝合金初生相形貌的分形特征.应用编制的计算程序计算了半固态A356铝合金初生相形貌的分形维数.结果表明,复合工艺制备的半固态A356铝合金初生相的形貌可以用分形维数来表征,不同工艺参数下所获得的半固态初生相形貌具有不同的分形维数.铸锭中不同部位半固态初生相的形貌具有不同的分形维数,反映了同一铸锭不同部位的凝固条件对半固态初生相形貌的影响.凝固组织中的每个半固态初生相的分形形貌均为系统耗散性的几何表现.     

计盒维数的算法优化及其在结霜现象中的应用

利用MATLAB数字图像处理功能,通过对二值图像网格划分过程中出现的不完整边界网格进行整合处理,优化了二值图像计盒维数计算方法,提高了计算结果的准确性和稳定性.研究中采用的算术阶递增序列网格划分方法,增强了该计算方法对图像尺寸的适应性.同时对分形图像递归深度及分辨率等因素对计算结果的影响进行定量分析,提出具有参考价值的控制条件.最后利用该方法对结霜过程不同时期的霜晶图像进行分形维数计算,并指出分形维数在描述结霜现象中的物理意义.     

亚共晶铝硅合金半固态初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了亚共晶铝硅合金半固态浆料,研究了半固态初生相的形貌及其分形维数和计算方法．应用图像计盒维数的算法计算了亚共晶铝硅合金半固态初生相的分形维数,并编制了相应的计算程序对亚共晶铝硅合金半固态初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算．结果表明,不同工艺条件下制备的亚共晶铝硅合金半固态的初生相形貌有不同的分形维数;分形维数可反映初生相形貌的复杂程度．借助分形维数的计算结果可研究亚共晶铝硅合金半固态初生相的形貌及其组织性能．     

复合工艺制备的半固态A356铝合金初生相形貌分形特征研究

利用复合工艺制备了A356铝合金半固态浆料,研究了半固态A356铝合金初生相形貌的分形特征．应用编制的计算程序计算了半固态A356铝合金初生相形貌的分形维数．结果表明,复合工艺制备的半固态A356铝合金初生相的形貌可以用分形维数来表征,不同工艺参数下所获得的半固态初生相形貌具有不同的分形维数．铸锭中不同部位半固态初生相的形貌具有不同的分形维数,反映了同一铸锭不同部位的凝固条件对半固态初生相形貌的影响．凝固组织中的每个半固态初生相的分形形貌均为系统耗散性的几何表现．     

分形表面三维形貌Areal参数表征研究

以WM分形函数模拟机械加工表面,采用最小二乘平面作为基准平面,对三维表面形貌Areal表征参数(14+3)体系进行全面分析,包括幅度参数、空间参数、综合参数、功能参数等4类形貌参数,并分析三维表面分形维数与表面形貌表征参数的相关关系,以此探究表面形貌参数对表面功能的影响。研究结果表明:三维WM分形表面近似于高斯表面,服从高斯分布;WM分形表面的分形维数与三维表面形貌参数之间存在一定关系,幅度参数和综合参数与分形维数呈现标准的线性分布,这2类参数与表面功能存在密切关系;而空间参数和功能参数随分形维数的增大变化不大,对表面功能的影响并不明显。     

基于CT图像的沥青混合料分形特征的研究

采用分形理论对沥青混合料内部结构的复杂程度进行了量化研究.对沥青混合料内部断面的CT图像,用差分盒维数法得到其断面形貌的分形维数,再通过分形维数的大小描述沥青混合料内部结构的复杂程度.对沥青混合料试件和沥青路面芯样分形维数的比较表明,混合料试件内部结构复杂程度更高;采用相同的试件加工方法在试验室获得三种不同类型的沥青混合料(SM A,AC-20G,AC-25G),得到的分形维数相差不大,但该分形维数与路面芯样相比却有较大差异,说明试件加工方法对沥青混合料内部结构形貌特征有较大影响.分形理论结合CT图像对研究定量描述沥青混合料内部结构特征是一种十分有效的方法.     

枝晶间距对镍基单晶合金蠕变性能的影响

为了研究枝晶间距对镍基单晶合金组织与蠕变性能的影响,采用不同抽拉速率制备出两种不同枝晶间距的单晶镍基合金.通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了枝晶间距对合金成分偏析及蠕变性能的影响.结果表明,随着合金枝晶间距的减小,元素成分偏析程度降低,且在相同热处理条件下,枝晶间距较小的合金具有较好的蠕变性能.合金在稳态蠕变期间的变形机制是位错攀移越过筏状γ′相,而蠕变后期的变形机制是位错在基体中滑移和切入筏状γ′相.蠕变断裂后,在试样不同区域筏状γ′相具有不同的形貌,在远离断口区域,筏状γ′相与应力轴方向垂直,而在近断口区域,筏状γ′相尺寸及扭曲程度均增加.     

Synthesis,characterization and antimicrobial activity of alkaline ion-exchanged ZnO/bentonite nanocomposites

Nanocomposites of zinc/bentonite clay were synthesized for use as an antibacterial material by a quick and simple alkaline ion exchange method. The synthesis of zinc doped bentonite nanocomposite was accomplished by placing bentonite in a melting bath of ZnSO_4 for 10, 20, 40, 60 and 90 min. The complexes were characterized by XRD, SEM and DRS. XRD analyses and SEM observations confirmed the diffusion of zinc to the clay surfaces. Antibacterial activity tests against Escherichia coli showed that bentonite did not present any antibacterial properties, but after alkaline ion exchange treatment, inhibition was noted. The highest antibacterial activity was observed with ZnO/bentonite composite alkaline ion exchange for 60 and 90 min. Interestingly, the leaching test indicated that ZnO/bentonite did not present any risk for drinking water treatment.     

Effect of Pulse Parameters on Deposition in Concrete Crack using Pulse Current Electro-deposition

To evaluate the effect of pulse parameters on the formation of electrodeposits in concrete cracks, five different types of pulse current were set up, and ZnSO_4 and MgSO_4 solutions were used as the electrolytes. The rate of weight gain, rate of surface coating, rate of crack closure and crack filling depth were measured. Scanning electron microscopy was used to assess the morphology of the electrodeposits, and energy dispersive spectroscopy was used to analyze the mineral composition of the electrodeposits in the cracks. The experimental results demonstrate that, among five different pulse parameters, when T_(on)/T_(off)=0.8 ms/0.8 ms, the healing effect of electro-deposition is the best. The pulse mode hardly affects the mineral composition of the electrodeposits but changes the micromorphology. In addition, for both ZnSO_4 and MgSO_4 solutions, when T_(on)/T_(off)=0.8 ms/0.8 ms, the crystal structure of the electrodeposits is the most uniform and the densest.     

煤条带结构的分形特征及地质意义初探

本文运用分形几何学理论探讨煤的条带结构特征，统计分析了大同侏罗纪部分煤的条带结构分维数，发现煤的条带结构具有很好的分形特征，可用分形维数表示煤条带结构的复杂程度。同时，将煤条带结构分形维数与煤相进行了综合研究，结果表明：煤条带结构分形维数与煤形成的泥炭沼泽相有着较好的对应关系，认为煤条带结构分形维数可作为煤相划分的参数之一。     

井田突出危险性分形预测研究

为准确预测煤与瓦斯突出灾害,作者以某矿井田为例,采用分形几何学手段研究了井田地质构造的分形特征,并将构造分维数与突出危险性作了对比分析;结果表明,该矿井田地质构造具有分形特征,构造分维数能够定量地描述地质构造的复杂程度,构造分维数与瓦斯涌出量及突出危险性间存在正相关关系.     

井田突出危险性分形预测研究

为准确预测煤与瓦斯突出灾害,作者以某矿井田为例,采用分形几何学手段研究了井田地质构造的分形特征,并将构造分维数与突出危险性作了对比分析;结果表明,该矿井田地质构造具有分形特征,构造分维数能够定量地描述地质构造的复杂程度,构造分维数与瓦斯涌出量及突出危险性间存在正相关关系.     

表皮葡萄球菌聚集形成分形结构的多重分形谱研究

对细菌分形结构形成机制的探讨有助于认识菌落的生长过程以及分形结构形成过程涉及的非平衡态物理与化学过程,丰富分形结构的研究体系。报道了表皮葡萄球菌在玻璃基底上集聚形成具有自相似性的分形结构。进一步的研究表明：生物膜是表皮葡萄球菌形成分形结构的关键,多重分形谱能够应用于定量研究细菌菌群分形结构的内部精细结构和生长过程,表皮葡萄球菌形成分形结构的机理符合团簇一团簇聚集模型。     

超微细粘土矿物及其与金属离子相互作用研究

在不同ｐＨ值的电解质水溶液中,测定了超微细粘土的交换率和分维数随ｐＨ值的 变化．研究了锌离子与超微细粘土颗粒的交换等温线,在较大的浓度范围内出现台阶性吸 附．用小角度Ｘ射线衍射法（ＳＡＸＳ）研究了超微细粘土（高岭石）及其与锌离子交换后 的分数维数．     

Analysis of microscopic pore structures of rocks before and after water absorption

Hydrophilic characteristics of rocks are affected by their microscopic pore structures, which clearly change after water absorption. Water absorption tests and scanning electron microscopic (SEM) experiments on rock samples, located at a site in Tibet, China, were carried out. Changes of rock pore structures before and after water absorption were studied with the distribution of pore sizes and fractal characteristics of pores. The results show that surface porosities, fractal dimensions of pores and the complexity of pore structures increased because the number of new small pores produced increased or the original macropore flow channels were expanded after rocks absorbed water. There were points of inflection on their water absorption curves. After water absorption of other rocks, surface porosities and fractal dimensions of pores and complexity of pore structures decreased as the original pore flow channels became filled. Water absorption curves did not change. Surface porosity and the pore fractal dimensions of rocks have good linear relationships before and after water absorption.     

Kronecker乘积生成分形图形和放大图像

分形图形生成是分形几何学研究的主要内容之一.利用矩阵的Kronecker乘积,通过构造不同的矩阵,生成了各种不同的分形图形.这些图形呈现出了精细的自相似结构.与生成分形图形的L系统和迭代函数系统相比,基于Kronecker乘积生成的分形图的自相似结构更为复杂.同时,借助矩阵的Kronecker乘积,给出了一种根据图像内...     

多孔结构孔隙特征的分形研究

基于Menger海绵体分形模型和压汞实验原理提出了多孔结构体的孔隙体积分形维数、表面分形维数的算法,在此基础上推导了多孔结构比表面积的计算公式.研究发现,孔隙比表面积与孔隙率和孔隙的表面褶曲粗糙程度有关,孔隙比表面积需要用体积分维和表面分维两个独立变量表示.鉴于孔隙比表面积的测量比较困难,给出了表面分形维数的间接算法.