石墨中碳原子的扫描显微镜观察及分形研究

用扫描隧道显微镜观察了石墨表面碳原子形貌，并与其晶体结构理论模型进行了比较，获得了一致的结果。同时，计算了石墨原子ＳＴＭ图像的分形维数，得到了合理的结果，表明了计算是可行的，从而为扫描隧道显微图像的分形研究做出了初步的尝试。     

裂解石墨单色器的扫描隧道显微镜研究

本文介绍用扫描隧道显微镜对裂解石墨单色器表面的研究结果。STM图像显示出石墨单色器表面存存着台阶和大的波纹起伏,而用扫描电子显微镜却不能观察到这样的结果。文中讨论了用不同偏置电压和电流对得到的STM图像的影响。实验结果表明:由于针尖一样品之间的相互作用而造成的样品表面弹性形变是使观察到的石墨单色器表面图像呈现较大起伏的主要原因。另外,我们也得到了样品表面原子级分辨率的STM图像。     

基于小波变换的STM图像处理

根据扫描隧道显微镜(STM)的特点,阐述了将小波变换应用于扫描隧道显微镜的降噪、增强及融合的方法,对于STM扫描获得的石墨原子图像,选用不同的小波基函数和分解层数进行分解和重构,结果表明,利用小波变换对扫描隧道显微镜图像进行处理是有效的、可行的,图像质量得到了明显提高。     

用于扫描探针电子能谱仪的扫描隧道显微镜

扫描探针电子能谱学是正在发展中的一种结合了扫描隧道显微技术的电子能谱学技术,可以原位地获得固体表面的形貌和能谱信息。本文针对新研制的扫描探针电子能谱仪专门设计制作了一台采用横向隧道结结构、小巧紧凑、稳定对称的扫描隧道显微镜,可以工作在隧道区测量样品表面形貌,也可以在近场发射区测量表面背散射电子能谱。在高定向热解石墨和石墨基底上蒸镀的银膜样品的得到的原子分辨、纳米结构图像和原位电子能量损失谱表明这两种功能已完全实现。     

基于显微CT的石墨内衬的孔隙及其分形特征

针对稀土电解槽石墨内衬破损问题,通过显微CT扫描对石墨内衬孔隙结构进行了定量表征,利用这些孔喉参数可以分析空气和电解质在石墨内衬中的流动情况.结果表明:该样品的孔隙度为19.44%,孔喉半径大都在1~6μm;孔喉形状因子为0.02~0.05,这表明其形状大多不规则,空气和电解质在其内部的流动阻力大,从而减缓了其氧化腐蚀;平均孔喉比,平均孔隙体积、平均喉道体积分别为2.28,1 177.64、106.19μm~3,意味着孔隙间有较大的喉道连通,空气和电解质在其内部的流动阻力较小,从而加速了其氧化腐蚀.进一步应用分形理论分析发现:该石墨内衬孔隙构造符合分形规律,其分形维数可以很好的说明孔隙分布复杂程度.最后建立了石墨内衬孔隙率的分形表达式,由此计算石墨内衬的理论孔隙率为21.46%,这与其实际孔隙率19.44%相差不大,可以用此式来预测石墨的孔隙率.     

锁定放大技术用于扫描隧道显微镜

介绍了锁定放大技术应用于扫描隧道显微镜（STM）中调制隧道间隙而获得物质表面原子的局域势垒分布的原理,并给出了高定向石墨的观测结果,与恒电流模式下STM图像相比较,具有分辨率高、针尖的影响小、抗干扰性能强的特点。另外,根据局域势垒分布还可区分不同的原子,给解释STM原子图像提供了一种手段。     

锁定放大技术用于扫描隧道显微镜

介绍了锁定放大技术应用于扫描隧道显微镜(STM)中调制隧道间隙而获得物质表面原子的局域势垒分布的原理,并给出了高定向石墨的观测结果,与恒电流模式下STM图像相比较,具有分辨率高、针尖的影响小、抗干扰性能强的特点。另外,根据局域势垒分布还可区分不同的原子,给解释STM原子图像提供了一种手段。     

分形图像分析及其在纳米ZnO中的应用

研究了分形图像的分析过程,利用MATLAB软件完成了分形维数计算程序的设计.并提取了纳米ZnO透射电镜像的分形图像,利用分形维数计算程序计算其分形维数,证明这种图像数字化方法能对纳米ZnO的形态进行评判,从而实现了定量描述纳米ZnO的形态.     

运用分形方法预测石墨化碳泡沫方向导热系数

石墨化碳泡沫是高导热系数材料,具有方向导热性能,垂直发泡方向(xy平面)和沿发泡方向(垂直xy平面)的导热系数有明显的差异.应用分形方法通过确定碳泡沫的泡孔结构的分形维数,结合泡孔热阻单元,分析了石墨化碳泡沫的导热特性,推导出了碳泡沫的方向导热模型.计算结果与文献中石墨化碳泡沫样品的实测值基本一致,该方法为更好地利用其优良的方向导热性能提供了理论基础.     

纳米石墨凝聚粒子红外消光特性研究

利用分形生长理论的有限扩散模型(DLA)模拟了凝聚粒子的可能结构,基于离散偶极子近似方法(DDA)对纳米石墨凝聚粒子的红外消光截面进行了数值计算,分析了凝聚粒子包含的纳米石墨粒子数目、原始粒径及凝聚粒子分形结构、空间取向对红外消光性能的影响,比较了纳米石墨凝聚粒子和等体积球的红外消光特性.结果表明,纳米石墨粒子适当凝聚...     

基于局部分形维数的遥感图像分割

本文针对遥感图像的分形特点,采用局部分形维数进行图像分割.利用金字塔模型替代了局部分形计算中的窗口模板,从而对局部三角棱柱面法进行了改进,减少了图像局部分形维数的运算量.并设计了一种新的递归计算流程,有效地降低了内存存储量.利用此法对遥感图像进行分割,结果表明:改进后的三角棱柱面法提高了基于遥感图像纹理特征的图像分割方法的计算速度,同时保留了三角棱柱面法对于分形维数计算的准确性.     

压电陶瓷对STM图像的影响及计算机校正

在很多情况下，扫描隧道显微镜（STM）图像的几何形貌方面的误差主要是由压电陶瓷的漂移、X扫描器和Y扫描器的压电系数的不一致性和压电陶瓷扫描时的非正交性引起的。本文建立了一种物理数学模型来校正这些误差，取得了满意的结果。即使在漂移的状态下，也可以利用已知结构的表面对STM仪器进行校准（例如，高定向石墨表面）。用校准以后的STM仪器，可以获得样品表面的真实图像，并使对样品进行原子级的测量成为可能。     

分形维数在原棉异纤图像处理中的应用

图像的分形维数是图像的重要定量特征, 可广泛用于图像分析当中.本文采用计盒法计算出图像的分形维数, 根据分形维数的差异判断原棉中是否有异纤, 结合分形维数的 Ostu 改进算法对有异纤原棉图像进行分割.     

基于分形维数的烟颗粒与粉尘颗粒的微观图像辨识

对由扫描电镜拍摄到的烟颗粒和干扰源粉尘颗粒的图像,使用数字图像学方法进行图像预处理,进而用盒维数方法计算得到了它们的分形维数值.通过对多组烟颗粒和干扰源粉尘颗粒的图像分析处理后发现,二者分形维数值的分布有所不同,由此描述了二者在微观形貌上的差异.通过标准的分形图形对算法的稳定性和计算误差进行了分析.     

巴基葱及其电学特性研究

利用直流弧光放电法制备了巴基葱,高分辨透射电子显微镜分析表明这种巴基葱为空心椭球形,由11层富勒烯组成。利用超高真空原子力显微镜和扫描隧道显微镜研究了巴基葱在高定向石墨基底上的行为和电学特性。巴基葱的扫描隧道谱结果表明,巴基葱的电学特性介于石墨和单层富勒烯之间。     

巴基葱及其电学特性研究

利用直流弧光放电法制备了巴基葱，高分辨透射电子显微镜分析表明这种巴基葱为空心椭球形，由１１层富勒烯组成。利用超高真空原子力显微镜和扫描隧道显微镜研究了巴基葱在高定向石墨基底上的行为和电学特性。巴基葱的扫描隧道谱结果表明，巴基葱的电学特性介于石墨和单层富勒烯之间。     

压电陶瓷铎STM图像的影响及计算机校正

在很多情况下，扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）图像的几何形貌方面的误差主要是由压电陶瓷的漂移、Ｘ扫描器和Ｙ扫描器的压电系数的不一致性和压电陶瓷扫描时的非正交性引起的。本文建立了一种物理数学模型来校正这些误差，取得了满意的结果。即使在漂移的状碥症，也可以利用已知结构的表面对ＳＴＭ仪器进行校准（例如，高定向石墨表面）。用校准以后的ＳＴＭ仪器，可以获得样品表面的真实图像，并使对样品进行原子级的测量成为可能。     

基于分形维数的CFRP切削加工表面三维形貌评定方法

提出了基于表面灰度图像的分形维数来表征碳纤维复合材料(CFRP)加工表面形貌的方法,并进行了试验验证.结果表明,在计算尺度范围内,采用分形维数来表征CFRP加工表面形貌是可行的,切削加工表面的形貌和其分形维数密切相关,表面越粗糙,分形维数值越大;同表面粗糙度常规表征方法相比,分形维数更能全面客观描述表面的整体形貌特征.该方法只须加工表面灰度图像,数据处理速度快,有较好的实用价值.     

基于分形维数的柑橘形状与光滑度的机器视觉分级

为了实现柑橘形状与果皮光滑度的自动分级,研究了柑橘分形维数与柑橘形状和果皮光滑度间的对应关系.对机器视觉系统采集的柑橘花萼面和侧面的图像设置蓝色分量阈值去除背景后,经图像二值化、四连通化边界跟踪和边界细化操作,提取柑橘边界周长和柑橘区域面积,利用周长一面积方法计算柑橘分形维数,以此度量柑橘形状和果皮光滑度.3组仿形样本的分析表明,分形维数随形状和表面光滑度的变化而变化,说明分形维数既概括了柑橘外部形状特征,同时又包含了果皮光滑度信息.用10个柑橘检验样本的分形维数评定柑橘等级,其结果与人工感官判断结果完全吻合,这表明:分形维数能对柑橘形状和果皮光滑度进行分级.     

基于分形理论的碳泡沫有效导热系数研究

以煤焦油基中间相沥青为原料，在一定的温度和压力条件下升温发泡，然后再经碳化、石墨化便可以制得一种高导热系数的多孔材料——碳泡沫。应用分形理论讨论了这种新型多孔材料的导热特性，推导出了碳泡沫的面积分形维数，并在此基础上建立了石墨化碳泡沫材料的导热模型，采用热阻法导出了石墨化碳泡沫材料的等效导热系数的关系式，计算出了碳泡沫的有效导热系数，计算结果与碳泡沫样品的实测值基本一致，这种方法为更好地利用其优良的导热性能提供了理论基础。