煤表面介观形貌特征的二维功率谱分析

将分形理论运用于煤的介观表面结构研究。用分形雏数来表征煤表面粗糙度水平．结合原子力显微镜实验观测手段对煤样品表面进行实验观测，采用功率谱算法得出煤表面介观的分形参数，得到的分形雏数与理论预测值一致．表明运用分形理论，采用功率谱法得出的分形雏数来研究煤的表面结构特征是可行的．图8，参10．     

用原子力显微镜观察薄带断面的实验方法

介绍了用原子力显微镜(AFM)观察厚度为几十μm的薄带断口形貌的实验方法.其主要技术是利用AFM的反馈系统来寻找μm量级的断面,从而实现薄带断口形貌的分析.将利用该方法得到的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9薄带断口的AFM图像与其通常的薄带表面的AFM图像进行比较,发现通过断口的AFM形貌观测可获得不同于表面观测的薄带内部结构的信息,是研究薄带介观结构的一种有效方法.     

大隆煤升温氧化时煤表面的介观特性

采用内置样品电加热装置的原子力显微镜对低温氧化过程大隆矿-390 m煤样表面形态进行实验观测,得到不同氧化温度下煤表面形态特征.根据分形理论的功率谱密度法计算煤表面的分形维数,并进行了分析.结果表明,不同氧化温度下煤表面的分形维数值都在2～3,煤低温氧化过程符合一定的分形规律,随着氧化温度的增加,表面分形维数呈增大趋势,表明分形维数的大小可以反映煤氧化的不同程度.而采用原子力显微镜结合分形理论研究煤自燃氧化的微观结构的变化是一个新的研究途径.     

射频等离子体聚合多层复合薄膜的制备及性能

采用等离子体聚合方法,分别以甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯为原料制备了3种聚合物薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV-vis)和接触角(ContactAngle)等方法研究了不同条件下所得的聚合物薄膜的表面形貌、表面粗糙度、光学透明性及疏水性等性能.研究结果表明:聚甲基丙烯酸甲酯薄膜具有最好的可见光透过率和最佳的表面粗糙度(RMS).聚正硅酸乙酯薄膜的表面粗糙度随射频功率变化不大.聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜在低功率下有较低的表面粗糙度,但随着入射功率的增加,等离子体刻蚀作用使得表面粗糙度增加.SEM照片表明聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面平坦致密无针孔.静态接触角测试结果表明三种聚合物薄膜都有较好的疏水性能,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜的疏水性能最佳.利用等离子连续聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯薄膜/聚正硅酸乙酯/聚甲基丙烯酸三氟乙酯3层复合薄膜,并对复合膜的性能进行了表征.     

原子力显微镜在膜技术中的应用

在简要介绍原子力显微镜(AFM)的工作原理和特点的基础上,详细阐述了原子力显微镜在三维形貌观测、膜的表面粗糙度、膜的透过通量、成分分析、成膜机理研究和膜表面污染程度等方面的应用,进一步比较原子力显微镜与其他显微分析技术的不同.原子力显微镜在膜技术方面显示了强大的应用能力,由此推动膜技术的迅猛发展.同时,AFM存在一些不足,对于组成复杂的薄膜,不能获得深层次的结构和化学分析.因此,AFM需要研发更多新的分子探针,以实现对薄膜多种组分的识别和成像.     

多孔二氧化钛涂层的表面形貌

为了研究微弧氧化工艺参数对涂层表面形貌的影响以控制表面形貌,用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了复合氧化法制备的二氧化钛涂层表面形貌,用X射线衍射(XRD)分析了涂层的相结构。SEM观察结果表明,涂层为多孔凹凸不平的表面。AFM观察结果表明,二氧化钛均由nm级颗粒堆垛而成。XRD分析表明,二氧化钛涂层的晶相为锐钛矿、金红石和单质钛。通过对表面粗糙度的计算可知,微弧氧化时间减少可使表面粗糙度降低,涂层具有极大的表面改性潜力。     

离子液体[BMIM][BF_4]浸泡时间对煤微观活性结构的影响

为探究经离子液体浸泡后煤样表面微观结构的变化,用离子液体[BMIM][BF_4]将长焰煤煤样浸泡2,30,90和180 d,分别采用Quanta 450场发射扫描电子显微镜,X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪对煤样的外部形貌、微晶结构以及官能团变化进行了分析。实验发现:随着离子液体浸泡时间的增加煤的外部形貌变的更粗糙,对煤表面结构破坏程度更大;经离子液体浸泡煤样的脂肪烃和含氧官能团的峰面积比原煤样小。其中,浸泡180 d的煤样煤化度最高,煤分子表面缩合度更高,结构更紧密,煤微晶结构中脂肪族侧链溶解最多,煤表面分子结构中的含氧官能团变化最明显。离子液体[BMIM][BF_4]对煤样表面微观结构的破坏随着浸泡时间的增加越来越大,煤化度越来越高,[BMIM][BF_4]浸泡180 d对煤样表面微观结构影响最大。     

TiO2薄膜表面形貌的多重分形分析

采用原子力显微镜(AFM)对不同电泳时间生成的纳米二氧化钛(TiO2)薄膜进行了观测。经过图像处理得到对应的二值化黑白图,基于构型熵这一指标考虑了多重分形分析时标度区间这一重要因素的影响。讨论了TiO2薄膜的表面形貌与多重分形特征,使得不同生长时间的薄膜表面可以较为明显地定量区分开来。随着电泳时间的增大,薄膜的多重分形谱宽Δα逐渐增大,说明对应的表面粗糙度逐渐增大,薄膜的表面形貌逐渐变差。最后得出电泳镀膜的生长效果在电泳时间为50s时较优,并且通过甲醛降解实验得到进一步验证了其光催化效果,为进一步研究薄膜的催化特性提供了较好的定量评价方法。     

微犁削成形金属表面的微观形貌特征

综合粗糙度和分形维数两种评价方法对微犁削成形金属表面的微观形貌进行分析,研究微沟槽表面形貌特征及加工参数对其的影响规律.研究表明:微犁削沟槽表面不同位置的轮廓分形维数和轮廓粗糙度均符合特定统计规律,且轮廓分形维数平均值和轮廓粗糙度平均值存在较强的正相关性;在一定的加工参数范围内,槽深的增大和加工进给量的减小使沟槽表面轮廓分形维数和轮廓粗糙度的均值上升.文中还基于实验数据,利用改进的W-M分形函数建立了描述上述形貌特征的微犁削沟槽表面数字化模型,为微犁削成形表面功能结构的仿真与主动设计奠定了基础.     

金刚石薄膜光学透过性能的研究

研究了金刚石薄膜的厚度、表面粗糙度及其成分对金刚石薄膜光学透过率的影响,采用AFM观察金刚石膜的表面形貌并测试其表面粗糙度Ra值;用XPS仪测试了金刚石膜成分;用UV-365分光光度仪测试了光学透过率.结果表明:表面粗糙度是影响金刚石薄膜光学透过率的重要因素,其降低一倍,光学透过率增加两倍多.要提高金刚石薄膜的光学透过率,应大力降低表面粗糙度.     

基于原子力显微镜的纳米级表面粗糙度测量

简要介绍了评定表面粗糙度参数的基准线及其主要的两个轮廓高度评定参数,详细阐述了重庆大学研制成功的一种高精度原子力显微镜--AFM.IPC-208B型机的工作原理及其系统结构,着重论述了它在纳米级表面粗糙度检测上的应用.以不锈钢为实验样品,观测了不锈钢表面的微观结构,通过专用的计算程序,对所采集到的表面数据进行了分析和处理,得到了该表面的两个轮廓高度评定参数Rz和Ra值,最后对实验结果进行了简要的分析.     

表面纹理的参数评定研究

针对表面纹理的参数评定问题,提出了表面纹理可以从纹理图案和纹理粗糙度两方面入手加以评定的观点．重点探讨了运用三维粗糙度的几项特征参数定量地评定表面纹理问题．介绍了特征参数的计算原理、测量方法,并且对所测的数据进行了统计分析,拟定了部分纹理的参数标准,验证了采用特征参数评定表面纹理的可行性     

基于超越对数生产函数的能源产出及替代弹性分析

把劳动和资本之外的能源投入要素分解为煤炭、石油、天然气和电力的投入,建立了一个超越对数生产函数模型并基于岭回归进行了分析,估计了各能源投入要素的产出弹性、替代弹性以及相对技术进步差异.结果表明:能源要素对经济产出的总体规模报酬递增;电力和石油的经济产出率高于煤炭,并可以有效替代煤炭;技术进步速度依次为煤炭、石油、电力和天然气,符合中国能源消费以煤炭为主但努力提高石油比重的特征;天然气作为优质高效能源的特性没有体现可能与其比重较低以及更多用于生活部门有关.     

溅射功率对GeSb2Te4膜形貌及力学性能的影响

利用电子回旋共振CVD设备的射频磁控溅射方法制备了GeSb2Te4膜,采用原子力显微镜、纳米硬度计以及侧向力显微镜考察了不同溅射功率对GeSb2Te4膜表面微观结构以及力学性能的影响．结果表明：在一定的溅射功率范围内,由于薄膜生长方式从三维向二维的转化,薄膜的表面粗糙度随功率的增大而降低,而且薄膜致密度也随之提高,从而使得非晶态GeSb2Te4膜硬度和弹性模量增大．利用能量密度理论对这一现象进行了分析．另外,由于表面能等因素的影响,功率为63W制备的GeSb2Te4膜粘附力较高,摩擦系数却较小．     

多功能表面粗糙度动态测试系统

本文运用现代时间序列理论,研制出一种微机自动控制的多功能、多参数测量系统。该系统可同时测出25个粗糙度参数。轮廓算术平均偏差的测量不确定度为±0.015μm(置信概率为99.73％),双通道数据采集系统的相对误差为—0.2％。可同时进行16个通道的信号采集,分辨率为12位。本文还运用时序理论中的最新方法,对8种加工表面进行了建模试验,为表面粗糙度动态特性及三维统计特性分析提出4个评定参数。     

剪切荷载作用下砂岩断裂面粗糙度三维统计分析

利用自主研发煤岩剪切-渗流耦合实验装置与三维立体扫描仪对剪切荷载作用下砂岩断裂面粗糙度三维统计信息进行了实验研究,从其断裂面扫描直观图、断裂面等高线分布图、断裂面剖面轮廓线等方面探讨了剪切荷载作用下砂岩断裂面三维粗糙度分布特性.结果表明:砂岩在剪切荷载作用下发生断裂破坏时,其变形特性曲线变化趋势一致,断裂面直观特征存在个体差异,但断裂面粗糙高度分布均近似于正态分布;沿剪切方向与垂直于剪切方向剖面轮廓线特征不同,不能反映断裂面整体特征;分析了粗糙度参数JRC,RL与RS之间关系,JRC值与RL值之间呈近似线性关系,RS值与JRC平均值线性拟合度相对于JRC与RL值线性拟合度更好,JRC平均值更能反映断裂面整体三维特征.