分形理论及其在材料科学中的应用

介绍了分形的概念以及分形维数的计算方法 ,重点讨论了分形理论在材料科学 ,如材料磨损表面分析、断裂表面分析、无机材料的烧结与氧化过程分析等方面的应用     

分形理论在材料磨损表面分析中的应用

随着分形理论的完善与发展，其在材料科学中的应用日益广泛。在材料的磨损中，分形理论也显示出其优越性。本文主要综述了分形理论在材料磨损表面分析中的应用。     

介孔材料分形表征的研究进展

分形是材料表征中一种新兴的方法。本文介绍了介孔材料的基本特性和表征方法;阐述了分形理论的发展、分形维数的计算测定与分形在介孔材料表征中的应用,分析了介孔材料的分形模型,指出分形在介孔材料表征中的发展前景。     

分形计算方法及在材料表界面中的应用

主要介绍分形这一几何方法在材料表界面研究中的应用.通过对国内外文献及资料的查阅了解,分别介绍了材料表界面分形维数的计算测定方法以及分形理论在材料表界面领域中的研究现状.对分维计算方法如网格法、小岛法和实验测定方法(吸附法)等做了详细的分析,对分形在材料表界面上的应用前景也进行了展望,分析了分形理论在表界面应用研究中的可行性.     

断口定量分析的分形几何方法

近几年来,分形(fractal)几何已广泛地应用于材料的断裂分析。本文简要介绍了分形几何的发展概况及其几个主要定义,分析了一些简单不规则图形的分形维数的计算。把断口形貌统计地看作分形表面,进行了材料的断口的分析分析。根据断口的分形维数,人们可能去定量地追溯材料断袭时的力学行为。     

分形理论及其在摩擦学研究中的应用

介绍了分形的概念以及分形维数的计算方法，重点讨论了分形理论在麻摩擦学研究，如摩擦表面分析、摩擦磨损问题研究和滑动摩擦温度分布的分形模型等方面的应用。     

基于分形和随机扩散描述食品材料的干燥速率

基于食品材料的分形结构特性和气体随机扩散理论,建立了食品材料干燥的微观模型来解释干燥曲线的特性。恒速干燥阶段是水分在物料表面蒸发造成的含水率下降且干燥过程还没有形成干燥前沿的阶段,此过程被认为是简单随机扩散过程,与时间成线性关系。降速干燥阶段蒸发过程发生在物料内部蒸发前沿,水分通过具有分形特性的物料内部孔隙,遵循分形随机扩散到达干燥前沿,此过程被认为是不规则随机扩散,干燥速率与时间成幂指数关系,与分形维数成指数关系。通过分形模型与实验数据对比验证了模型的正确性。     

分形论在材料科学中的应用

介绍若干材料中的分形凝聚模型:扩散限制凝聚(DLA)模型、动力学集团凝聚(KCA)模型和扩散与化学限制凝聚(DCLA)模型;着重讨论了材料科学中分形研究的新进展:电化学分形生长、表面分形、高分子聚合物分形、准晶分形、薄膜中的分形凝聚、纳米半导体分形生长和断裂面的分形性质。     

多相材料断裂的分形特征

测量了多相材料复合涂层的断裂挠度和断口表面的分形维数，分析了复合涂层的断裂特征。结果表明：随着硬质相增加，复合涂层的断裂挠度和断口表面的分形维数降低。     

分形理论在复杂系统研究中的应用

本文首先分析了复杂系统的定义,之后描述了分形理论的提出和发展,提出了分形理论研究的目的和意义,及其在当今自然科学中复杂系统方面的应用,如植物学中的植物形态模拟,生物医学中超声图像的分析,材料学中的分子分形表面等,和社会科学中的复杂系统,如经济学中的分形企业管理,和金融学方面的分形市场理论等诸方面的应用。总结了分形理论的适用范围和这些理论的共性,提出了分形理论的巨大潜力和今后的发展方向。     

分形概念及材料研究中的若干分形现象

本文叙述了分形及其在材料科学中的某些应用。主要内容有三方面:(1)规则和不规则分形的概念以及求分形维数的各种方法;(2)无序和分形,包括自然和物理现象中的分形,质量分形和表面分形、聚集体生长过程的模拟;(3)应用分形的例子,其中包括粉体生长过程和分形,离子束作用下薄膜相变中的分形现象,断裂面的定量观察。     

分形理论在表面计量学中的应用

分形几何理论已被广泛用于工程表面的研究,文中首先研究了粗糙表面的分形模型,叙述了分形几何在工程表面的机械加工、接触机理、摩擦的磨损等方面的应用;最后指出了制约分形理论应用的几个问题和发展方向。     

分形在纳米材料科学中的应用及发展趋势

随着分形理论的发展,其在材料科学中的应用日益广泛,而在纳米材料的研究中,分形理论显示出优越性.概述了分形的概念和分形学的发展,介绍了近年来分形理论在纳米材料研究方面的一些应用,重点讨论了分形理论在薄膜材料生长机理及性能表征、粉体材料、纳米碳管、纳米复合材料、纳米晶须等方面的应用,并展望了分形理论在纳米材料科学中的发展趋势.     

滚珠直线导轨副分形磨损模型及精度退化研究

为研究滚珠直线导轨副磨损和精度损失规律,基于赫兹接触理论建立了滚珠直线导轨副力学模型。使用分形函数表征滚珠和滑块滚道接触区表面,并采用结构函数法求得滚道表面的分形参数。考虑滚珠和滑块滚道之间的润滑状态,在分形接触模型下对滚珠和滑块滚道接触区域的微分形表面进行了受力分析。基于粘着磨损理论分析了滚珠和滚道接触面微凸体的磨损过程,并在此基础上结合蠕滑理论建立了滚珠和滚道接触面的分形磨损模型。最后,以某型号滚珠直线导轨副为研究对象进行了仿真分析,得到不同载荷和不同跑合距离下滚珠直线导轨副磨损和精度退化规律。     

分形理论在聚合物纳米复合材料中的应用

随着分形理论的发展,其在材料领域中的应用越来越广泛,在纳米材料的研究中,分形理论可以作为研究微观形结构和客观性能关系的桥梁。概述了分形理论的发展,重点介绍了分形理论在纳米材料、纳米颗粒分散和纳米复合材料3个方面的应用,并展望了分形理论在纳米材料中应用的前景。     

STM研究光盘材料结构转变前后表面形貌的分形维数

采用ＳＴＭ在纳米尺度上对光盘材料结构转变前后表面微观形貌进行了研究，ＳＴＭ结合图象处理和傅利叶分析法可以较好地用于研究薄膜表面形貌的分形特征，用电子束蒸发制备的无定形态记录介质薄膜表面形貌在纳米尺度上呈现出分形特征，经加热晶化后介质薄膜发生结构转变，表面形貌的分形维数增加。     

SiC颗粒增强铝基复合材料切削表面分形维数及其与抗磨损性能的关系

做为一种耐磨性能很好的材料，SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面具有分形特征，实际研究表明SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面分形数与抗磨损性能有密切关系，本文还分析了表面分形维数越大其抗磨损性能越强的机理。     

催化剂Ru/C的表面分形分析

催化剂Ru/C因具有巨大的比表面积、复杂的孔隙结构和特有的表面化学性质在许多行业得到广泛应用.利用气体吸附法分析了催化荆Ru/C的比表面积及孔径分布,利用全吸附数据和经典的描述材料表面多层吸附模型的FHH理论研究了Ru/C的表面分形维数,讨论了分形维数与表面状态的关系,发现其分形维数接近于3,分维值与样品的孔隙和表面结构复杂性的关系最为密切,与比表面积没有直接的关系.     

分形理论应用于包装材料性能研究的进展

目的 分形现象广泛存在于包装材料性能等方面,目前尚无系统性的描述,有必要总结分形理论应用于包装材料性能的研究进展,为采用分形方法研究包装材料性能提供参考.方法 从分形特征的提取、分形维数的计算方法等方面,综述应用于金属合金和陶瓷等无机材料、高分子聚合物和复合材料等的分形分析方法.通过包装材料的分形维数模型,分析包装材料的分形特征参数与其性能之间的关系.结果 利用分形分析方法,可以定性和定量表征大量不同种类包装材料的分形特征、微观结构和力学等性能.结论 利用分形理论研究包装材料性能的方法具有普遍性,包装材料性能与分形维数的关系将是分形理论在包装材料性能研究方面的重要发展趋势之一.     

基于分形的表面形貌特征描述与评定参数的研究

运用Ｗｅｉｅｒｓｔｒａｓ－Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ函数对表面形貌进行描述，并利用结构函数求出表面形貌的分形维数和形貌系数。研究了分形参数与表面支承长度率曲线的关系。理论分析和实验结果表明：支承长度率曲线主要与分形维数有关，而形貌系数对该曲线的影响较小。用分形理论研究表面形貌时，分形维数是主要的评定参数，它能提供表面接触承载能力的单值定量的评估，从而比支承长度率曲线更简洁而实用。