分形理论在定向凝固固—液界面中的应用

本文叙述了分形理论中镍基高温合金定向凝固固－液界面研究中的应用。从分形的基本理论出发，论证了定向凝固固－液界面是一种不规则的分形结构，并用分形维数的新方法定量地描述了固－液界面和生长形态，给出了界面分形维数与凝固速率之间的关系。发现随着凝固速率的增加，固－液界面的分形维数呈指数规律增加，而且，从热力学角度对分形维数不仅仅是单纯描述不规则图形的几何参量，而是对一个依赖于凝固参数而变化的态函数做了较为     

分形理论在定向凝固固－液界面研究中的应用

本文叙述了分形理论中镍基高温合金定向凝固固－液界面研究中的应用。从分形的基本理论出发，论证了定向凝固固－液界面是一种不规则的分形结构，并用分形维数的新方法定量地描述了固－液界面的生长形态，给出了界面分形维数与凝固速率之间的关系。发现随着凝固速率的增加，固－液界面的分形维数呈指数规律增加。而且，从热力学角度对分形维数不仅仅是单纯描述不规则图形的几何参量，而是对一个依赖于凝固参数而变化的态函数做了较为深入的讨论。     

动态界面裂纹扩展行为的分形描述

本文以无限弹性体中具有自相似分形几何结构的含裂纹界面研究对象，借助分形几何概念对分形界面裂纹的动态扩展行为即对界面裂尖应力场，界面裂纹扩展速度，加速度，裂尖复合应力强度因子，动态能量释放率，双材料不匹配参数，界面裂纹的分维以及它们之间的关系进行描述，给出了界面裂纹扩展行为的分形动力学模式。     

基于区域分形的热镀锌板腐蚀形貌研究

发生腐蚀的热镀锌板表面形貌具有分形特征,不同分形维数可以反映其不同的腐蚀程度.针对热镀锌板非均匀腐蚀界面提出了区域分形的概念,给出了区域分形维数的计算方法,对三种典型腐蚀程度的热镀锌板腐蚀形貌进行区域分形分析,并将区域分形维数数值与整体分形维数数值进行了比较.结果表明,上述方法可以较好地描述不同腐蚀程度下热镀锌板腐蚀界面的非均匀形貌特征.     

矿物界面破碎特征分析与预测

根据不同组分矿物界面的差异性,利用盒子维法实现对矿物界面几何特征的描述、利用原位加载实验实现对矿物界面力学特征的描述,并利用反向传播(back propagation, BP)神经网络算法对矿物界面几何特征和力学特征进行映射预测。结果表明:所研究黑钨矿石中石英-钨界面分形维值大于石英-硅质岩界面的,且石英-钨界面分形维值范围为1.855 1～1.936 8、石英-硅质岩界面分形维值范围为1.163 3～1.371;不同组分粘结界面的力学性质存在差异,且与组成矿物的物理属性、形态特征等相关,其中石英-硅质岩界面最小破碎应力范围为1.178 5～1.482 6 GPa,石英-钨界面最小破碎应力范围为1.335 5～1.542 03 GPa; BP神经网络可实现矿物界面几何特征对力学特征的有效预测,在预测前期误差最大仅为4.14%,随着样本数据增多,预测精度越来越高,在预测后期误差最低仅为0.011%。     

应用分形几何进行故障特征提取方法研究

针对分形客观展现事物原貌的特点,从工程应用的角度分别对信号的分形性验证,有效分析区间确定,分形性描述、刻画,设备状态的趋势分析等方面作了探讨,形成了基于分形几何的信号特征提取技术.     

分形理论在聚合物中的应用进展

分形理论作为一种新兴的理论,已广泛应用于各个领域.分形理论在聚合物研究中的应用显示其重要作用.采用分形理论能定量地表示多相聚合物体系的相分离、微观结构、力学性能等.就有关分形理论在研究聚合物中的应用,介绍了最近几年其中的一些应用研究发展情况.     

基于分形几何的信号特征提取技术及其应用研究

针对分形客观展现事物原貌的特点,从工程应用的角度分别对信号的分形性验证,有效分析区间的确定,分析性描述和刻画,设备状态的趋势分析等方面作了探讨,形成了基于分形几何的信号特征提取技术,并描绘出基于分形几何的设备故障诊断模式。     

分形理论应用于包装材料性能研究的进展

目的 分形现象广泛存在于包装材料性能等方面,目前尚无系统性的描述,有必要总结分形理论应用于包装材料性能的研究进展,为采用分形方法研究包装材料性能提供参考.方法 从分形特征的提取、分形维数的计算方法等方面,综述应用于金属合金和陶瓷等无机材料、高分子聚合物和复合材料等的分形分析方法.通过包装材料的分形维数模型,分析包装材料的分形特征参数与其性能之间的关系.结果 利用分形分析方法,可以定性和定量表征大量不同种类包装材料的分形特征、微观结构和力学等性能.结论 利用分形理论研究包装材料性能的方法具有普遍性,包装材料性能与分形维数的关系将是分形理论在包装材料性能研究方面的重要发展趋势之一.     

粗糙界面法向接触振动响应与能量耗散特性研究

粗糙界面的法向接触振动与能量耗散特性对描述界面动力学机理具有重要的理论和实际意义。本文通过建立粗糙界面法向接触振动的动力学模型,提出了其法向接触振动响应特征量和振动能量耗散量的计算方法。基于粗糙表面的三维分形模型描述,构造了粗糙界面的接触力-变形关系式,并与Hertz接触模型的力-变形关系进行了对比分析;建立了粗糙界面接触振动系统的动力学方程,计算了不同表面形貌粗糙界面系统每周期的振动能量耗散率和累计能量耗散率;分析了粗糙界面法向接触振动的响应特征与能量耗散特性,从理论上对界面法向微动能量耗散的实验结果进行了解释,为描述接触界面的动力学机理提供了理论依据。     

在共混物界面研究中分数维的物理意义

讨论了在共混物界面研究中分数维的物理意义,指出它是反映共混物界面特征的态函数。     

分形理论与高分子科学

综述了分形(Fractal)理论在高分子科学中的应用,着重讨论了在高分子链结构、高分子溶液、凝胶化反应、固体高分子材料和生物高分子等领域中的分形问题。     

混沌及高聚物的混沌运动

本文首先介绍了混沌理论的发展及混沌运动的特征,随后在此基础上研究了高聚物分子链结构、构象、结晶过程及粘流行为的混沌性质,并列举出混沌理论在高分子领域的应用。     

粉末NBR-PVC共混型热塑性弹性体断裂面的分形维数

本文利用扫描电镜对粉末NBR-PVC共混型热塑性弹性体拉伸断面形貌进行了观察与分析;基于断面小岛周长-面积关系,测定了试样的断口分形维数,考察了NBR含量、拉伸断面分形维数、力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度)之间的关系。结果表明,NBR-PVC弹性体拉伸断面的分形维数随着NBR含量的增加而增加,当NBR含量超过29份后其分形维数呈下降趋势;分形维数与材料的拉伸强度、断裂伸长率和邵氏硬度变化关系一致。     

Increased Exciton Delocalization of Polymer upon Blending with Fullerene

Interfaces between donor and acceptor in a polymer solar cell play a crucial role in exciton dissociation and charge photogeneration. While the importance of charge transfer (CT) excitons for free carrier generation is intensively studied, the effect of blending on the nature of the polymer excitons in relation to the blend nanomorphology remains largely unexplored. In this work, electroabsorption (EA) spectroscopy is used to study the excited‐state polarizability of polymer excitons in several polymer:fullerene blend systems, and it is found that excited‐state polarizability of polymer excitons in the blends is a strong function of blend nanomorphology. The increase in excited‐state polarizability with decreased domain size indicates that intermixing of states at the interface between the donor polymers and fullerene increases the exciton delocalization, resulting in an increase in exciton dissociation efficiency. This conclusion is further supported by transient absorption spectroscopy and time‐resolved photoluminescence measurements, along with the results from time‐dependent density functional theory calculations. These findings indicate that polymer excited‐state polarizability is a key parameter for efficient free carrier generation and should be considered in the design and development of high‐performance polymer solar cells.     

STM研究光盘材料结构转变前后表面形貌的分形维数

采用ＳＴＭ在纳米尺度上对光盘材料结构转变前后表面微观形貌进行了研究，ＳＴＭ结合图象处理和傅利叶分析法可以较好地用于研究薄膜表面形貌的分形特征，用电子束蒸发制备的无定形态记录介质薄膜表面形貌在纳米尺度上呈现出分形特征，经加热晶化后介质薄膜发生结构转变，表面形貌的分形维数增加。     

颗粒填充高分子复合材料拉伸断口的分形模型

基于分形理论构建了颗粒填充高分子复合材料拉伸断口的分形模型,进而提出了分形维数计算公式.应用公式计算了体积分数为2%～30%颗粒填充高分子材料拉伸断口的分形维数,并分别与相关文献报道的碳酸钙和二氧化钛填充的ABS复合材料(CaCO3/ABS和TiO2/ABS)实测值进行了对比分析.结果表明理论值与实测值较为符合.     

Fractal Description of the Solid/Liquid Interface of a Directionally Solidified Superalloy with Different Phosphorus Content

The solid/liquid interface of a directionally solidified Ni-base superalloy with different phosphoruscontents was quantitatively described by means of fractat method.When the solidification rate wasfixed,the relationship between the fractal dimensionality of the solid/liquid interface and the phos-phorus content of the test alloy was given.Combined the thermodynamics and fractal theory,the ef-fect mechanism of phosphorus content on fractal dimensionality of the solid/liquid interface wasdiscussed.     

Fractal Analysis and Simulation of Surface Roughness of Ceramic Particles for Composite Materials

An analytical model is presented for the determination of the fractal dimensions of particles which are widely used as reinforcement in nanocomposites. The model is used to characterize the surface irregularity or roughness. It was found that fractal dimensions of both the contour and surface of particles depend only on the relative particles size ratio between secondary particles and subunits. It is proposed that, in practical applications, the fractal dimension of a certain reinforcement particle can be obtained by a combination of this model and a state-of-the-art instrument that can determine the sizes of primary and secondary particles by image analysis. It is possible to relate the fractal dimension with the adhesion and other physical and chemical properties at the interface between particles and matrix.     

原子力显微镜对透明质酸分形结构的研究

利用原子力显微镜研究了浓度分别为0.01 mg/mL、0.1 mg/mL、1 mg/mL的透明质酸(HA)在云母上的自组装形貌,从中得出透明质酸在云母表面生长聚集形成树枝状分形结构是有浓度限制的结论,并对其生长聚集形成树枝状分形结构的作用机理和生长过程进行了研究。透明质酸的树枝状分形结构具有统计意义上的自相似性,属不规则分形结构,与计算机模拟的DLA模型相一致。研究透明质酸的分形结构为研究透明质酸各种存在状态与其生物功能之间的关系提供了有益的帮助。