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。     

不同条件下金属镍电沉积中枝晶生长的分形维数

以环形金属镍为阳极,石墨为阴极,用自制试验设备研究了不同外加电压、电解液浓度以及温度等试验条件下金属镍二雏电沉积生长的行为特性,并从分形维数的角度对其进行分析.结果表明:在试验的电压范围内,随着外加电压的增大,沉积产物形貌向疏松分枝的结构发展,分形雏数的增长出现了波动;随着硫酸镍浓度的增大,枝晶形貌有由开放型向致密型转变的趋势,分形雏数随之加大;随着温度的升高,沉积产物的枝晶逐渐呈致密化,沉积产物分形维数呈增大的趋势.     

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。     

喷射电沉积制备泡沫镍实验研究

提出了一种制备泡沫镍的新方法——喷射电沉积法。该方法基于高电流密度容易生成多孔枝晶沉积层的原理,制备了具有简单形状的泡沫镍试样。研究了相关工艺参数（电解液成分、电流密度、电解液喷射速度等）对泡沫镍试样的微观结构影响,结果表明：多孔沉积层的孔壁由枝晶构成,孔壁围成了孔洞,孔隙率在30%～70%之间;随着电流密度的增大,泡沫镍的孔隙率逐渐减小;随着电解液喷射速度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐增大。     

影响灰铸铁强度的奥氏体枝晶

影响灰铸铁强度的奥氏体枝晶内蒙古工业学校谢锋大量生产实践和研究表明，影响灰铸铁组织的因素很多，且十分复杂，本文仅对奥氏体桂晶对灰铸铁强度的影响作一探讨。一、奥氏体枝晶对友铸铁强度的影响有人说，奥氏体枝晶对友铸铁强度的作用好比钢筋混凝土中的钢筋或复合材...     

电沉积Ni-W合金纳米晶镀层组织形貌与显微硬度

采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)和扫描电镜(SEM)等方法研究电沉积Ni-W合金镀层。结果表明,镀层的晶粒尺寸在30 nm以内,为纳米晶镀层;电沉积过程中镀层首先在划痕和蚀坑边缘处优先沉积并生长,在优化的工艺条件下形成的镀层表面呈胞状紧密排列,显微组织均匀、致密,并且沉积态镀层的显微硬度一般都可达600 HV以上,经550 ℃热处理后,Ni-W合金镀层的显微硬度可增大到1 132.88 HV;优化的电沉积工艺参数为：钨酸钠(Na2WO4•2H2O)的浓度为30～50 g/L,电流密度为15 A/dm2,pH=7,温度为60～70 ℃。     

Lattice Boltzmann方法在枝晶生长模拟中的应用

将模拟流场和浓度场的Lattice Boltzmann方法(LBM)和一个模拟枝晶生长的改进cellular automaton(MCA)模型相耦合,模拟了合金凝固过程中单枝晶在纯扩散和存在对流两种条件下的生长行为.结果表明:在纯扩散条件下,枝晶呈现对称生长形貌;但存在对流时,枝晶的生长在上游方向得到促进,而在下游方向受到抑制,形成了非对称的枝晶生长形貌.模拟的纯扩散和对流枝晶形貌与前期的MCA-传输模型的模拟结果吻合较好.     

脉冲电沉积制备纳米晶钴-镍合金薄膜的摩擦学性能

采用直流电、单脉冲和双脉冲制备纳米晶钴-镍(Co-Ni)合金薄膜。用原子力显微镜(AFM)和表面轮廓仪分析薄膜表面形貌与表面粗糙度,用MV-2T显微硬度计测试薄膜的硬度,用球盘式摩擦磨损试验机的评价Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜分析Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损机制。研究发现,电沉积技术显著影响纳米Co-Ni薄膜的表面形貌、硬度和摩擦磨损性能与机制。直流电制备的Co-Ni合金薄膜柱状晶较粗,硬度较小,但其表面粗糙度较小;双脉冲制备的纳米Co-Ni合金薄膜柱状晶较细,硬度最高,且表面粗糙度最小。双脉冲制备的纳米晶CoNi合金薄膜的磨损率比直流电制备的降低了近一个数量级,直流电制备的Co-Ni合金的磨损机制为严重黏着磨损和磨粒磨损,而双脉冲制备的Co-Ni合金薄膜表现为轻微的疲劳磨损和磨粒磨损。     

分形几何在机械设备故障信号分析中的应用

提出一种新的描述机械故障信号复杂性的方法,即用分数维刻画信号的复杂程度。机械故障信号的谱分析表明,可以用分数维描述振动信号。基于分数维的信号描述方法,定量地刻画了机械设备故障状态的变化规律。     

表面微观形貌的分形表征及模拟

最后的研究表明，机械加工表面的微观形貌具有自仿射性和多尺度性，因而表面形貌的高度分布方差、斜率和曲率的方差工现进唯一的。基于分形几何理论，用Ｗｅｉｅｒｓｔｒａｓ－Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ分形函数来表征表面的微观形貌，所得到的参数是不依赖于测量尺度而变的“固有”参数。根据分形几何建立的表面轮廓的数学模型可对表面轮廓进行模拟，为建立三维表面形貌的评定参数提供理论依据。     

A new proof of Honeycomb Conjecture by fractal geometry methods

Based on fractal geometry, we put forward a concise and straightforward method to prove Honeycomb Conjecture—a classical mathematic problem. Hexagon wins the most efficient covering unit in the two- dimensional space, compared with the other two covering units—triangle and square. From this point of view, honeycomb is treated as a hierarchical fractal structure that fully fills the plane. Therefore, the total side length and area are easily calculated and from the results, the covering efficiency of each possible unit is provided quantitatively.     

成形板料表面的接触分形几何模型研究

提出一种新的方法用以描述板料与模具的接触问题。利用接触式轮廓仪对板料粗糙表面进行测量和分析，论证了成形板料表面的微观形貌可以用weierstrass—Mandelbrot分形函数来表征，所得到的参数是不依赖于测量尺度而变的“固有”参数。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变形关系模型。     

An Analysis of the Multiscale Structure of Surfaces with Various Finishes

Even with the various surface finishing techniques, all surfaces are rough with different structures and geometric characteristics over multiple scales. In this work, a profilometer is utilized to measure the profiles of different rough surfaces, and the profiles are characterized using a variety of statistical, spectral, and fractal methodologies. Three different methods are implemented in calculating the fractal dimension, D, and these three methods are then compared. The relationship between the fractal dimension and the fractal scaling constant, G, is investigated as well. The measured rough profiles are also compared with Weierstrass-Mandelbrot (W-M) function–generated rough profiles using the characterization results of the measured profiles. After comparing a series of statistical and fractal parameters, which are calculated based on the surface profile data of the original and regenerated profiles, it can be found that the W-M function does not always appear to be very suitable for representing measured rough profiles. Another important conclusion is that many measured profiles are not always consistent with the quality of self-affinity that many of the popular fractal models assume. Therefore, a discrepancy exists between idealized fractal equations and real profiles. However, these findings are limited to the measurement resolution and specific surfaces considered in this work.     

剪切痕迹表面形貌的分形描述

论述了分形几何的基本概念和表面轮廓分形维数的计算方法，得出剪切痕迹表面形貌轮廓曲线的分形维数，并研究了其分形特征，为剪切痕迹表面轮廓曲线的测量与处理提供了新的理论和新的方法。     

快速分形立体视频编码系统的设计

提出了一种基于分形视频编码的快速立体视频编码算法。首先,对传统分形视频编码方法进行了改进:采用基于DCT变换的方式对I帧图像进行编码,同时采用树状划分方法对非I帧图像进行块匹配。在立体视频编码中以左通道为基本层,右通道为增强层;左通道采用单独的运动补偿预测方式(MCP)进行编码,右通道采用MCP加视差补偿预测方式(DCP)进行编码。在进行DCP编码方式时,充分利用立体平行摄像结构中的偏振性和方向性简化DCP搜索方式,由此提出了一种快速搜索算法。实验结果表明,在保证峰值信噪比(PSNR)和压缩比(CR)基本不变的前提下,本文所提出的快速编码算法能够将运算复杂度降低为全搜索算法的0.028～0.029倍,增强了立体视频编码的实用性。