三种钢基疏水表面微观形貌的分形特征及其对润湿性的影响

采用化学刻蚀与低表面能物质修饰相结合的方法,通过调控刻蚀时间在304不锈钢、X80管线钢和45#钢表面构造不同的微观形貌;借助扫描电子显微镜采集不同材料表面的微观形貌,并采用接触角测量仪测量其润湿性能;应用Matlab软件编程计算分形参数.结果表明,3种材料构造的疏水表面均具有分形特征,且最佳刻蚀时间为30 min,此时多重分形谱子集维数最大值最靠左,对应的奇异性指数最小,表征表面微观形貌的分形维数也达到最大值;分形维数与接触角线性拟合效果优良,接触角随分形维数的增大而增大.     

再生催化剂表面的变维分形表征

基于分形几何理论，以失活的催化剂化催化剂的再生为研究对象，用静态重量吸附法测定了经历不同再生阶段催化剂表面的单层饱和吸附量，计算得到了不同再段催化剂表面的分形维数，考察了其表面形貌在再生过程中的变化规律，研究结果表明，整个再生过程中，催化剂表面的分形维数在2．5－3．2之间有规律的发生变化，即从再生开始到结束，表面的分形维数由小变大，再由大变小然后趋于稳定。催化剂颗粒的电镜分析结果与实验数据一致。     

分形理论在催化剂研究中的应用

介绍了分形和分形维数在催化剂研究中的应用.概述了催化剂研究中常用的分形维数测定方法,包括盒子维法、散射强度法和吸附法.从四个方面分析了近年来催化剂分形研究的方向和进展:分形维数与催化剂评定和筛选,催化剂分形孔结构,分形与反应动力学,模型建立.从分形维数的测量、催化剂分形生长模型以及多重分形研究三个方面对分形在催化剂方面的应用进行了评价和展望.     

钇对2024铝合金铸态组织的影响

采用定量金相、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究了钇(0～0.35 wt％)对2024合金铸态组织的影响。结果表明,钇的加入可显著细化2024合金的铸态组织;钇加入2024合金中可形成YAl_3、MnYAl_8等稀土化合物。在加钇的2024合金中,没有发现粗大的块状化合物。     

金属线电极分形生长的模拟

电沉积金属过程中,阴极沉积的金属边缘会出现包括枝晶生长在内的许多复杂形态,这会严重影响电沉积产品的质量和加工过程中的电流效率. 对枝晶分形生长的过程以及形貌进行研究,可以实现对沉淀物的可控生长. 本研究使用Python和Matlab软件相互结合,基于扩散限制凝聚（DLA）模型,建立平行线电极电沉积的模型. 通过分析不同粒子数、沉积概率、电极间距、运动步长、定向漂移条件下的分形生长的变化规律,以及模拟参数与实际电沉积因素对分形生长影响的内在联系,发现只要合理控制模拟的粒子数、沉积概率、线电极间距、运动步长、定向漂移概率参数即可与实际电化学体系的浓度和沉积时间、还原概率、两极间距、温度和电压、电极的相对位置和形状一一对应,从而模拟得到跟实际电沉积接近的分形图,最终可实现对分形生长的可控操作,对分形生长在工业电沉积等方面应用有很大的意义.     

DNA中编码序列的分形特征研究

随着基因组数据库的日益增大，如何从这庞大的数据库中提取有用的信息已成为全世界科学家迫在眉睫的难题。本文运用网格维数分别刻画了60个人类基因序列编码区的分形特征。研究结果表明：在同一个基因中，外显子的维数一般要大于整个蛋白质编码序列的维数，并通过对比随机序列的网格维数，证实了这一结论。结合分形理论及功率谱研究可以得出，具有较少外显子的基因，外显子中包含有较多的遗传信息，而对于较多外显子的基因则相反，遗传信息可能储存于内含子中。这些结论对内含子功能以及DNA序列的复杂性的研究具有一定的理论意义和实用价值。     

基于分形维数的分析信号自适应中值滤波

提出一种面向分析仪器谱图信号处理的分形维自适应中值波方法（AMeFFD）。该法延拓运用分形理论，定义了相对点盒维数概念，由此建立建立判定脉冲型噪声的特异性指标，从而可自动调节中值滤波窗口宽度，有效地滤除脉冲型噪声及其它类噪声。对仿真色谱信号及实测色谱图的处理结果表明：AMeFFD法克服了经典中值滤波算法的缺陷，无论在信号的均方根偏差还是谱峰差等指标上，均明显优于后者，能在确保谱峰不畸变的同时更有效地滤除脉冲型常见噪声，是处理化学谱图信号的有力工具。     

煤微孔表面的分形维数及其变化规律的研究

本文利用气体吸附数据确定了各种煤阶煤（从褐煤到无烟煤）和煤焦气化反应过程中微孔表面的分形维数及其变化规律。这有助于进一步认识煤的孔结构特征。     

铸态Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金微观组织与力学性能研究

采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验机研究了铸态Mg-xSm-yGd-Zn-Zr(x = 3,y =5;x = 4,y=4;x = 5,y=3(％,质量分数))合金的微观组织和力学性能.铸态合金中存在面心立方结构的(Mg,Zn)3(Sm,Gd)相,a = 0.726 nm.三种铸态合金...     

微量铒对LF3铝合金铸态组织的影响

采用金相显微镜，扫描电镜和X射线衍射仪等手段分析研究了LF3铝合金中添加0．3％Er后的合金铸态及均匀化退火态的组织。结果表明：微量铒的加入可显著细化LF3铝合金的铸态组织，使其枝晶网胞尺寸明显减小，网胞间共晶化合物也更稀薄；同时，使第二相化合物更细小，分布也更均匀；微量铒的加入可形成Al3Er稀土化合物，没有发现粗大的块状化合物。其机制是由于生成了LI2型结构的，在晶体结构和点阵常数上都与Al基体（面心立方，a=0.405nm)相似的Al3Er稀土化合物，起到非均质形核核心的作用。     

催化剂表面分形结构对催化反应的影响

用溶胶－凝胶方法制备了ＳｉＯ２并以其及另一种ＳｉＯ２气凝胶作载体,用浸渍法制备了两种铑基催化剂。以ｎ－Ｃ５～Ｃ８烷烃为探针分子,测得两种催化剂的表面分形维数Ｄ分别为３和２。在两种催化剂上,ＣＯ加氢和丙烷氢解反应的选择性没有显著差别,但在Ｄ＝２的催化剂上,ＣＯ加氢和丙烷氢解反应的速度显著高于Ｄ＝３的催化剂     

硫化物-高分子复合微球表面形貌与模板组成关系的研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体, 通过反相悬浮聚合法制备了多种MAA含量不同的阴离子型P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝胶. 以这些共聚微凝胶为模板, 在不同表面活性剂存在下, 合成了一系列CuS(CdS、ZnS)-P(NIPAM-co-MAA)无机-有机复合微球材料, 研究了表面活性剂种类, 模板组成等因素对上述硫化物-高分子复合微球表面形貌的影响. 结果表明, 实验条件下所得复合微球表面均具有图案化结构, 该结构明显依赖于表面活性剂的种类和模板微凝胶的组成. 就模型体系而言, 随表面活性剂Span-20、Span-80和Span-85的HLB(亲水亲油平衡)值降低, 微球表面形貌趋于粗糙, 但仍然十分规整; 就模板组成而言, 模板中MAA含量增加使得复合微球的表面形貌变得更加精细. 据此, 认为通过选用合适的表面活性剂和微凝胶模板可以在一定范围内调控这些无机-有机复合微球的表面形貌, 从而为后续应用研究奠定基础.     

岩石节理粗糙系数(JRC)的分形估计

根据传统的Koch曲线,我们建立了节理剖面的理论分形模型来模拟节理剖面的粗糙性。由这个模型,节理的分形维数D可以直接由两个统计参数L*和h*(这里L*和h*分别为节理粗糙度的平均基长和平均高度)来估计,即 D=log4/log[2(1+costg~(-1)(2h*/L*))]。 这个分形维数很强地相关于岩石节理粗糙系数(JRC)值: JRC=85.2671(D-1)~(0.5679)。 这样本文所提出的分形分析为岩石力学中JRC值的定量估计提供了一个新的方法。     

基于分形理论分辨重叠峰的新算法

将分形理论用于仪器分析信号的解析,提出一种面向分析谱图中重叠信号处理的分形分辨算法.通过对信号进行分形分析,采用分形维数可有效地反映信号的特征,准确地得到谱峰个数和位置的信息,避免人为判断的误差,实现重叠复合信号的分辨.实验表明,这种新的重叠谱峰分辨法能用于光谱、电化学、色谱等仪器分析数据的处理     

煤焦分形维数及其对比热容的影响研究

比热容是煤炭热物理性质之一,在煤矿的矿井防火、防止煤与瓦斯突出、井下降温设计及煤炭加工利用(如煤炭的燃烧、气化、焦化、液化等)等方面是关键参数之一,对提高煤炭热能利用率、提高经济效益、减少环境污染等,具有非常重要的意义。比热容的影响因素很多,如煤化程度、水分质量分数、热解温度等,煤焦微观结构的影响也是其中很重要的一方面。分形几何由Mandelbrot 1982年创立,是定量描述自相似或自相关等不规则形体的工具。研究表明,煤焦微观结构具有分形特征。在煤焦分形的研究中,常用的实验技术方法为吸附法、小角度X射线散射法和孔度法,采用扫描电子显微镜和数字图象处理方法研究煤焦的分形结构,能更加深入地理解其分形维数与性能的关系。     

拉伸断口表面分形

本工作用ＥＰＭ－８１０电子探针二次电子线扫描法，研究了４５号钢在不同回火温度条件和室温拉伸下试样断口表面的分形。结果表明，分形维数Ｄ＜１．２７９时断口沿晶断裂，１．２７９＜Ｄ＜１．８１３时，断口呈韧性断裂，分形维数Ｄ由小逐渐增大时，金相组织从回火马氏体转变成回火索氏体。     

亚微米尘粒电凝并的分形研究

在对电场中亚微米尘粒运动及凝并规律进行理论分析的基础上,应用分形生长理论建立了亚微米粒子电凝并过程的分形生长数学模型,再现了凝并体的分形结构,确定了凝并体的分形维数及其对除尘效率的影响.分形维数可定量描述尘粒凝并的难易程度,研究表明,对直径为0.01～1 μ m的球形尘粒,其凝并体具有较大的分形维数2.725432,随着粉尘粒度组成的变化,分形维数也将发生改变.分维数越大,凝并体结构越不规则,向空间扩展生长的能力越强,尘粒越容易聚集凝并,除尘器效率越高.     

Mg-Zn-Y系合金的铸态组织及其相变点

采用Nikon Epiphot型光学显微镜、RigakuD／max-3C型X射线衍射仪（XRD）、带有能谱仪（EDS）的JEOL JSM-6700F型扫描电子显微镜（SEM）研究了高镁、低锌、低钇三元Mg-Zn-Y系合金的铸态组织及其分布特点。在铸态组织中，钇及锌均聚集于晶界。因此在Zn，Y含量相对低时，满足成分条件在晶界形成三元金属间化合物相的成分要求。合金中主要存在的三元相为W（Mg3Y2Zn3）相、Z（Mg3YZn6）相、X（Mg12YZn）相。结合差热分析进一步讨论了合金中相的变化温度。结果表明：W相的共晶熔化温度为520℃；Z相的相变温度为445℃；X相的熔化温度为540℃。     

小波包去噪信号的分形特征

将分形理论与小波包滤波相结合，用盒维数的大小来评判信号曲线的滤波情况。随着小波包分解尺度的增大，滤波后信号曲线的盒维数逐渐减小，并最后趋于稳定值。因此可以根据盒维数-分解尺度曲线来选择最佳分解尺度。对仿真含噪信号进行了滤波实验，结果表明：即使在信噪比低至0．5时仍能得到较好的结果，并且该法用于毛细管电泳实验数据的处理结果同样令人满意。