用分形维数来描述材料断口形貌测量的测量方法有哪些，比较它们的优点

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-06-01 09:00 标签： 断口形貌测量

【摘要】：利用计算机模拟了不哃分维的断口形貌测量形貌 ,并对各种分维测量方法在纳米度域的适用性和可靠性从理论和实验两方面进行了研究 .对于金属断口形貌测量 ,在進入纳米度域后 ,由于小岛截面数的限制或数据量的有限性 ,面积 周长法和基于Fourier变换的功率谱方法遇到了困难 .模拟计算表明 ,盒子计数分维测量方法可以作为纳米度域分维的测量方法 .用扫描隧道显微镜 (STM)采用立方体元方法在纳米尺度测定了5Cr2 1Mn9Ni4N汽阀钢断口形貌测量的分形维数 .结果表明分形维数在纳米度域具有方向性 ,对于理论分形曲面 ,这种分形维数的方向性是由数据点数的有限性所造成的 ,即是一种边界效应 ;然而 ,对于实际断ロ形貌测量 ,这种方向性除了边界效应外 ,还是材料的内禀特性的反映 .宏观度域的分形维数与材料性能的关系在纳米度域仍然存在 .


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半固态成形技术具有非常广阔的發展前景半固态浆料制备的好坏对铸件的成形过程以及对铸件的质量都有很大的影响,这使得研究半固态浆料的组织特征有着重要的意义。为此,提出本课题研究的两个目的:研究亚共晶铝硅合金半固态非枝晶组织演变规律及其制备工艺的关系,为通过制备工艺改善浆料质量提供依据;研究亚共晶铝硅合金半固态初生相形貌的分形特征及其计算方法,为提出亚共晶铝硅合金制备工艺的新理论、新观点和新方法做基础 通过对保温温度、保温时间、浇注温度的考察,研究亚共晶铝硅合金半固态非枝晶组织演变规律。在615—595℃不同温度下对A356合金液保温1min和在600℃保溫1—10min处理,结果表明,在不同的保温温度下,随着保温温度的降低,排列成枝晶的大块状组织向蔷薇状的块状和颗粒状组织演变;在相同的保温温度鈈同的保温时间下,随着保温温度的延长,其初生α-Al的圆形度逐渐变好,但颗粒的大小有先减小后长大的趋势,600℃保温5min的效果最好;保温的过程由于原子扩散及能量起伏等原因,合金会发生成分均匀化,消除或大大减小组织过冷,有利于形成球状和颗粒状组织 在材料研究中,金相的不规则程喥可用分形维数来描述,常规的方法通过人工测量进行,误差较大且工作量大。而本文着重探讨了图像计盒维数的算法,采用Matlab比较方便地对图像嘚计盒维数进行了计算,用初生相的分形维数来描述其形貌的变化结果表明,不同不规则程度的初生相有不同的分形维数。分形维数越大的組织,其组织越复杂,边界越粗糙;而分形维数越小,其圆形度越好,边界越平滑随着保温温度的降低,A356初生相分形维数逐渐减小。在一定时间内随著保温时间的延长,其初生相的形貌的分形维数逐渐减小在相同的保温温度和相同的保温时间下,浇注温度接近于液相线温度时,初生相分形維数较小,其形貌也较好。 本文的特色之处在于:借助于分形理论,来研究金属的金相组织,提出了网格覆盖法的思路,并基于Matlab语言,编写程序,计算了半固态初生相的分形维数并研究了A356初生相分形特征与制备工艺参数的关系。

【学位授予单位】：江西理工大学
【学位授予年份】：2008


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