电解质浓度对电沉积中枝晶分形生长的影响

将分形几何与电化学原理相结合,以Microsoft Visual C++6.0为平台,编程模拟了电解质浓度对点电极电沉积和喷射电沉积中枝晶分形生长的影响。采用圆形电解池点电极电沉积的方法,制备了不同浓度下的金属镍枝晶;以平行板金属镍为阳极,石墨板为阴极,用自行设计的试验设备研究了不同浓度时金属镍枝晶二维电沉积生长的行为特性,并分别与模拟结果进行比较。结果表明,电解质浓度变化对电沉积的影响与采用模型模拟所得的结果具有相似性,模拟的结果对电沉积枝晶的试验研究具有很好的指导意义,气泡对沉积产物的形貌影响显著。     

喷射电沉积中镍枝晶分形生长的数值模拟

基于有限扩散凝聚(DLA)模型建立了平行板电极喷射电沉积的模型,实现了对平行板电极喷射电沉积不同生长阶段的模拟;并以平行板金属镍为阳极,石墨板为阴极,制备了二维的金属镍枝晶簇,并将模拟结果与试验结果进行了对比。结果表明:在石墨基体上制备的镍枝晶簇与计算机模拟的结果非常相似,利用此模型模拟平行板电极喷射电沉积中枝晶的分形生长是可行的。     

射流速度对点阳极电沉积二维镍枝晶分形生长影响的数值模拟

基于有限扩散凝聚模型(DLA)建立了圆形电解池点阳极喷射电沉积枝晶分形生长的模型,模拟射流速度对点阳极电沉积二维镍枝晶分形生长的影响;采用圆形电解池点阳极射流电沉积方法制备了不同射流速度下的金属镍枝晶簇,并与模拟结果进行了对比。结果表明:模拟结果与试验结果具有一定的相似性;随着射流速度的增加,沉积产物金属镍枝晶的形貌均逐渐致密,因此利用此模型模拟射流速度对点阳极电沉积枝晶分形生长的影响是可行的;气泡对镍枝晶的生长行为具有显著影响。     

喷射电沉积制备多孔金属镍工艺

采用喷射电沉积方法,在直流不同加工参数条件下制备了多孔金属镍;利用扫描电镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对试样的显微结构进行了观察和分析;研究了喷射参数对制备多孔金属的电沉积速率、表面形貌及孔隙率的影响.结果表明:在喷射距离为20 mm,电流密度为500 A·dm-2的条件下,随着喷射流量的增大,沉积速率减小,孔隙率增大,孔隙均匀度减小;采用喷射流量为100 L·h-1时,得到孔隙分布致密均匀、孔隙率为70.1%的多孔金属镍;沉积层表面随喷射流量的增大趋向平整,晶粒明显细化,但是结晶形态无明显变化.     

电沉积纳米晶材料摩擦学尺寸效应研究

采用脉冲电沉积法制备了不同晶粒尺寸的纳米晶镍材料,实现了纳米晶粒的有效可控。考察了晶粒尺寸对纳米晶镍材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:粗晶镍呈现严重的粘着磨损,随着晶粒的细化,硬度和强度的增加显著提高了镀层的抗塑性变形和抗粘着磨损的能力。电沉积镍具有明显的摩擦学尺寸效应,随着晶粒尺寸的减小,镍的磨损机制由粘着磨损逐渐转变为微磨粒磨损和氧化磨损,其摩擦因数逐渐降低,耐磨性显著增强。     

粗糙表面轮廓分形维数的计算方法

通过对表面轮廓分形和分形曲线的基本概念阐述,针对目前常用于表面轮廓分形维数的五种计算方法进行比较、分析和评价,认为结构函数法计算的分形维数偏差较小,是目前进行表面轮廓分形维数计算的一种可行方法,并为粗糙表面分形维数计算提供了方法和思路。     

机械表面的分形及维数计算

1前言迄今为止,工程技术中的几何形状和分析,都是以几何维数为整数的经典的欧氏几何为基础的。它假定,当测量尺度观察区间逐渐减小时,所有的局部轮廓曲线都展开趋近于短直线;所有的局部曲面表面,都趋近于小平面,即一切形状都可简化抽象归结为由直线复合组成,其典型的数学工具是解析几何和微分几何。这种简化抽象有其合理性,但也存在局限性。现实世界中真实物体形状与上述简化抽象的‘规则’曲线、‘规则’曲面之间的差异,人们往往总认为是由于各种误差引起了对规则形状的偏离,因此总是用在‘规则’曲线、曲面之上迭加偏差     

PEEK不同表面粗糙度与分形维数关系研究

为探究PEEK不同表面粗糙度与分形维数之间的关系,在触针式表面轮廓仪上测量PEEK不同表面的粗糙度并采集了其轮廓曲线和数据。运用分形理论随机过程的结构函数方法,分析轮廓曲线的分形特征,并计算出不同表面粗糙度的分形维数。利用SPSS统计软件对粗糙度和分形维数关系进行拟合并得到最佳的拟合模型。结果表明:分维可以作为一个独立的表征参量来表征粗糙表面的复杂程度和粗糙度水平;PEEK的分形维数与粗糙度存在单调递减的关系,粗糙度数值越大,分形维数值越小;通过分形维数值与粗糙度之间的关系式,在一定范围内,可以通过粗糙度值计算得出分形维数值。     

分形维数在高速钢和硬质合金刀具磨损中的应用

为了更好地研究现代刀具,将分形理论引入刀具磨损研究。从理论、实践上验证了高速钢刀具和硬质合金刀具后刀面磨损存在着分形结构,并通过实验计算出了刀具磨损的分形维数。     

分形维数与表面粗糙度参数的关系

将分形维数Ｄ与传统的表面粗糙度评定参数Ｒａ和λｑ作了比较。实验结果表明：Ｄ与Ｒａ的线性关系并不明显，而Ｄ与λｑ的相关性较好。三个参数各自反映了表面的不同特征，但不能相互替代。     

苜蓿草粉对金属材料磨损表面的分形维数计算

基于分形理论和扫描电镜分析,采用差分计数盒法(DBC)计算了苜蓿草粉对金属材料磨损表面的三维分形维数。结果表明:基于DBC法和磨损表面SEM照片计算所得的分形维数,可以表征苜蓿草粉对金属材料磨损表面的形貌特征;相同加工条件下的金属加工表面具有相近的分形维数,但不能通过分形维数区分材料;苜蓿草粉磨损后的磨损表面分形维数与磨损体积损失有着密切的关系,体积磨损量越大,分形维数也越大。     

On the Fractal Dimension of Rough Surfaces

Most natural surfaces and surfaces of engineering interest, e.g., polished or sandblasted surfaces, are self-affine fractal over a wide range of length scales, with the fractal dimension $D_{\mathrm{f}} = 2.15\pm 0.15$ . We give several examples illustrating this and a simple argument, based on surface fragility, for why the fractal dimension usually is <2.3. A kinetic model of sandblasting is presented, which gives surface topographies and surface roughness power spectra in good agreement with experiments.     

瓷釉涂层/金属基体界面分维和密着性关系研究

针对喷瓷管道密着性的定量测试和表征问题，以采用热熔敷法制备的瓷釉涂层为研究对象，从不同的表面结构、不同熔敷温度和保温时间3个方面研究了涂层／基体界面分形维数和密着性之间的关系。研究发现，只用界面分形维数来表征涂层的密着性具有一定的片面性，提出了分形密着度的概念和公式。进一步研究表明，涂层／基体界面分形密着度的大小和密着性的好坏呈相同的变化趋势，可以将分形密着度作为密着性的一个评定参数，分形密着度越大，涂层的密着性就越好。     

采用叠层模板电沉积工艺制备金属零件

采用叠层模板电沉积工艺分别沉积制备了不同形状的铜零件;研究了模板材料、模板形状、电流方式及电流密度等工艺参数对零件表面质量和尺寸精度等的影响.结果表明:采用该工艺可制备各种几何形状的金属铜零件;沉积面几何形状的复杂性引起了电场的非均匀分布并导致了边缘效应的产生,这是沉积表面质量恶化的主要原因;脉冲电流可以比直流电流获得表面质量更好的零件,但沉积效率相对较低.     

广义分形维数在旋转机械故障诊断中的应用研究

运用分形理论，提出广义维数最小二乘法的计算公式，对实测的时域信号进行了广义维数计算，从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数。对故障样本进行功率谱分析、广义维数计算分析，提出谱能量与分形维数的关系，为用分形维数来分析故障的强度提供了依据。运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法，并通过实例诊断、识别故障及其故障程度，说明该方法具有较好的实效性。     

成形板料表面的接触分形模型研究

提出了一种描述板料与模具接触问题的解决方法,对板料粗糙表面进行了测量和分析,得到了分形维数。根据分形几何理论和接触力学理论,建立了板料与模具接触的接触面积与接触力、摩擦系数之间关系模型,进而建立了接触面积、接触力、摩擦系数与冲压力之间的关系。     

电化学沉积法制备纳米金属多层膜的研究进展

介纠了电化学沉积方法制备金属多层膜的现状，纳米金属多层膜的摩擦学、机械、磁学、电学、光学和催化性能，并对未来的研究方向进行了展望。