多孔材料孔结构分形维数的研究现状

分形表征是多孔材料孔结构表征中的一种新兴的方法。通过构造分形几何模型，阐述了多孔材料孔结构分形表征中不同类型的分形维数。分析了现阶段研究中存在的问题，探讨了分形表征在多孔材料孔结构表征中未来的发展趋势。     

掺珍珠岩水泥石孔分形维数及其与孔结构、强度的关系

通过压汞法测试不同龄期掺0-40%珍珠岩掺合料水泥石的孔结构参数,利用分形理论的相关知识研究这些水化物的孔体积分形特征,计算它们的孔分形维数D=3.3～3.5,分析并探讨该水泥石孔分形维数与孔结构参数、抗压强度之间的关系.结果表明水泥石孔分形维数与孔隙率、孔径、孔表面积有密切的关系,随着孔分形维数增大,孔隙率提高,孔径扩大、孔表面积增大,孔结构就越劣化,对应的材料抗压强度下降.因此孔体积分形维数可用于综合评定材料的孔结构特性.     

多孔粘土复合材料的孔结构和孔径分布

采用低温氮吸附法研究了多孔粘土复合材料的孔径分布和孔结构,讨论了不同交联物对材料孔结构和孔径分布的影响,结果表明,材料合成条件特别是交联物的水解过程对多孔粘土的孔结构和孔径分布有十分重要的影响。      

粉体粒度分布分形维数与流动性及硬脂酸镁改进流动性关系

粉体的粒度分布与粉体流动特性密切相关,粉体粒度分布分形维数可以很好地表征粉体的粒度分布情况。本文中在颗粒流动性测试时引入粒度分布分形维数,通过采用利用颗粒几何特征、便于采用数字显微和图像处理计算粉体粒度分布分形维数值的数学模型,得到粉体粒度分布分形维数值,探讨颗粒流动性表征参数与粉体粒度分布分形维数值间的关系;并就流动助剂硬脂酸镁对粉体流动性能的改进与粉体粒度分布分形维数值关系进行了初步探讨。结果表明:粉体粒度分布分形维数值可以用于表征粉体流动性能,粉体粒度分形维数值可作为指导掺杂流动助剂量的参数。     

分形公差理论及其分形维数的计算方法

 从产品性能公差设计的角度探讨分形公差理论的建模、分析、设计等有关方法, 着重研究分形维数的计算理论和工程方法。     

材料断口分形维数分析

本文分析了应用分形维数描述材料断口轮廓形貌几何特征的局限性。结果指出，分形维数对于材料断口粗糙度的变化是不敏感的，该参数与材料断口轮廓几何形态和断裂韧性之间不存在确定性的关系。     

活性炭吸附性能与其粒度分布分形维数的关系研究

采用数字显微系统和图像处理技术算得5种活性炭样品的粒度分布分形维数值,探讨了活性炭的吸附性能与其粒度分布分形维间的关系.结果表明,活性炭样品的平衡吸附量与粒度分布分形维数值均随细颗粒活性炭含量的增加而逐渐增大.进一步的研究表明,活性炭样品的平衡吸附量与其粒度分布分形维数值存在正相关关系.     

超级分形管分形维数的上限与下限

超级分形管在结构和几何上都具有很强的自相似性,因此,通过选择一个特殊的覆盖单元——一个管就可以基于数格子法计算它的分形维数,推导出基于各级的拓扑结构分别为Zigzag和armchair的超级分形管的分形维数公式。虽然只有有限级的超级分形管在工程是可用的,但其结果为设计新型的超级分形天线、超级分形格栅以及分形电路中的电子器件提供了思路和启发。     

一类二元分形函数及其维数

基于一元不可微函数,本文首先构造了一类二元分形函数,然后研究了这类函数图象的分形维数。给出了这类函数图的box维数、packing维数以及Hausdorff维数的若干结果。     

储能陶粒填充石膏材料中颗粒分布分形及其对导热性能的影响

应用分形理论考察5种储能陶粒样品的粒度分布分形特征,结合灰色关联分析方法研究储能陶粒的粒度分布分形维对石膏板导热系数的影响。结果表明:各储能陶粒样品的体积累积频率和粒径与最大粒径比值的双对数值呈线形关系,相关系数均在0.95～0.98之间,强的相关表明各储能陶粒样品的粒度分布的分形结构是客观的;而且,随着温度的升高,粒度分布分形维对导热系数的影响逐渐减弱。     

液相聚合相分离技术制备孔径可控的多孔碳的研究

采用液相聚合相分离技术制备了多孔碳,并用压汞仪、BET比表面仪及扫描电镜对多孔碳性能进行表征.研究了制备工艺(热聚合制度和醇的种类)对多孔碳性能的影响.结果表明:热解后的多孔碳为无定形的碳,随着热聚合温度的升高,多孔碳粒子减小,平均孔径也减小,孔隙率增加,当采用40℃(3h)→100℃(24h)热聚合制度时,多孔碳的平均孔径为1.75μm,孔隙率为51.86％;选用不同的醇得到平均孔径在20.00-0.01μm之间变化,BET比表面积为350-400m2·g^-1及孔径分布非常窄的多孔碳.     

离心成型技术制备孔梯度分布的氧化锆多孔陶瓷

以2种粒径分布不同的ZrO_2微粉为原料,利用离心成型技术制备孔梯度分布的ZrO_2多孔陶瓷.测量了ZrO_2颗粒在不同pH值下的Zeta电位,研究了离心加速度和浆料固相含量对ZrO_2颗粒分离现象的影响,观察了烧结产物的微观形貌、孔隙度以及孔径分布.研究结果表明,在pH=10时,ZrO_2颗粒的Zeta电位最高,浆料具有良好的分散性.在较低的固相含量和较高的离心加速度下,ZrO_2颗粒的分离现象明显,孔隙呈梯度分布.40%(体积分数)固含量ZrO_2浆料离心所得样品在1400℃烧结3h后,孔隙呈现良好的梯度分布,其底部孔隙度为24.6%,气孔尺寸在1～3μm之间;顶部孔隙度为15.2%,气孔尺寸大多在0.3μm以下.     

烧结多孔铝合金的孔隙参数分析

本文采用粉末冶金法制备了多孔铝合金 ,讨论了影响多孔铝合金密度、孔隙率等的因素 ,并用Matlab软件所编写的程序 ,对多孔铝合金的组织结构进行了分析     

橡胶集料对水泥砂浆孔结构的影响

孔结构是影响砂浆或混凝土性能的重要参数。通过压汞法研究了橡胶颗粒对砂浆孔隙率及孔径分布的影响规律,分析了橡胶颗粒对砂浆孔结构的影响机理。结果表明,随橡胶颗粒含量增加,橡胶砂浆最可几孔径增加,总孔隙率增加,其中大孔(D>1000nm)含量增加最为明显,而凝胶孔(D<10nm)含量变化不大。橡胶表面与水的接触角为99.5°,说明其具有憎水性,同时由于橡胶颗粒表面存在着大量凹坑,水在毛细管作用下无法充满橡胶颗粒表面凹坑,导致橡胶颗粒与水泥基体界面处存在大量孔径较大的孔隙。     

电化学腐蚀多孔硅表面形貌的结构特性

多孔硅作为微电子机械系统中重要的热绝缘层和牺牲层材料,其表面形貌结构特性是影响多孔硅上薄膜器件性能的重要因素,为此,利用双槽电化学腐蚀方法制备了多孔硅薄膜,并通过原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜对制备多孔硅的表面形貌和孔径大小分布进行了观察．结果发现：腐蚀初期,在硅表面会有大量的硅柱形成,硅柱的直径、高度、分布密度与电流密度成正比关系;硅柱在进一步腐蚀过程中会消失,多孔硅的表面粗糙度随着腐蚀的进行,先减小再增大,最后达到稳定值0．52nm;多孔硅孔径大小分布区间随腐蚀时间增加变窄．     

凝固速率对藕状多孔金属结构的影响

使用自制的Gasar装置制备出Cu、Mg和Ni三种藕状多孔金属, 将理论计算与实验结果相结合研究了材料的凝固速率对多孔结构的影响。结果表明, 对于三种多孔金属, 随着气泡半径的增大气泡的上浮速率逐渐增大。仅当金属凝固速率最大值在气泡上浮速率的范围内, 才能制备出有大量规则气孔的藕状多孔结构。     

多孔高分子微球的制备研究

以苯乙烯、二乙烯苯为单体,引入混合溶剂作为致孔剂,采用悬浮聚合的方法制备了多孔交联聚苯乙烯微球,并通过有机萃取等方法带出致孔剂,形成永久性大孔.分析了搅拌速度、分散剂用量、致孔剂等因素对微球粒径分布和孔比表面积的影响,研究了不同工艺条件下的微球形态.结果表明,转速在180r/min左右,分散剂质量分数在0.15%左右时,可以制得粒径范围为0.2～0.8mm的聚苯乙烯微球,且微球具有良好的粒径分布.采用石蜡/甲苯、石蜡/乙酸乙酯为致孔剂时,可以形成纳米级小孔,且当石蜡/甲苯用量为86%时,孔比表面积可达到33.07m2/g,并随着交联剂用量的增加而增大.