[發(fā)明專利]一種預測晶體在吸濕作用下的聚結(jié)率和聚結(jié)強度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810844004.6
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108959817B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔俊波;陳明洋;雷亞偉;朱明河;侯寶紅
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

1.一種預測晶體在吸濕作用下的聚結(jié)率和聚結(jié)強度的方法，其特征在于：

(1)基于離散元方法(DEM,discrete?element?method)模擬晶體粒子堆積過程，將顆粒參數(shù)：顆粒直徑、不規(guī)則顆粒直徑、數(shù)量、密度、張量、分組、孔隙比、接觸屬性和邊界參數(shù)：墻體尺寸、隨機參數(shù)、墻體與顆粒之間的接觸屬性輸入離散元程序，預測考慮晶體形狀和粒度分布特征的晶體粒子群的隨機接觸狀態(tài)；

(2)測定晶體粒子聚結(jié)的最小晶橋直徑；

(3)測定晶體粒子與水的接觸角；

(4)測定晶體粒子的毛細冷凝點和潮解點；

(5)設(shè)定吸濕環(huán)境的循環(huán)濕度，測定單次循環(huán)的總吸濕量；

(6)根據(jù)Kelvin公式、接觸角、單次循環(huán)的總吸濕量、晶體粒子群的隨機接觸狀態(tài)，計算兩個晶體之間的單次循環(huán)的吸濕量，根據(jù)晶體溶解度進而得到兩個晶體之間的單次循環(huán)的晶橋生成量，結(jié)合最小晶橋尺寸，預測晶體粒子群隨時間和濕度循環(huán)過程的聚結(jié)率和聚結(jié)強度的變化情況。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在步驟(1)中，利用粒度粒形分析儀對實際晶體的粒度分布和形貌特征進行分析，對粒度分布進行分段簡化處理，對形貌特征采用長徑比、球形度的特征進行簡化處理，便于離散元模型的參數(shù)輸入和后期處理，選用球形晶體粒子時，將顆粒參數(shù)：顆粒直徑、數(shù)量、密度、分組、孔隙比、接觸屬性和邊界參數(shù)：墻體尺寸、隨機參數(shù)、墻體與顆粒之間的接觸屬性輸入離散元程序，選用立方體晶體粒子時，將立方顆粒參數(shù)：不規(guī)則顆粒直徑、數(shù)量、密度、張量、孔隙比、接觸屬性和邊界參數(shù)：墻體尺寸、隨機參數(shù)、墻體與顆粒之間的接觸屬性輸入離散元程序，從而離散元模擬軟件可模擬該粒度、形狀特征的晶體粒子群的隨機堆積接觸情況。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在步驟(2)中，利用統(tǒng)計方法，在足夠量的晶體聚結(jié)顯微鏡圖像中測定晶橋直徑，最小值即為最小晶橋直徑；或利用機械力學方法測定晶橋強度，測定最小晶橋強度對應的晶橋直徑即為最小晶橋直徑。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在步驟(3)中，利用毛細管上升法、薄板法或壓片法，測定晶體樣品與水之間的接觸角。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在步驟(4)中，利用動態(tài)蒸氣吸附設(shè)備，表征該晶體在不同溫度、濕度下的吸濕量，具體做法為：取一定質(zhì)量的樣品，設(shè)定環(huán)境溫度恒定、濕度由0緩慢增至100％，在線測定樣品在該變化環(huán)境下的吸濕量，根據(jù)吸濕量隨濕度變化的突變點確定晶體的毛細冷凝點和潮解點。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在步驟(5)中，利用動態(tài)蒸氣吸附設(shè)備，根據(jù)設(shè)定的吸濕環(huán)境的循環(huán)濕度，測定單次循環(huán)的總吸濕量；設(shè)定吸濕環(huán)境的循環(huán)濕度的方法是：根據(jù)晶體所在的實際環(huán)境，測定其實際環(huán)境下一周期的濕度最大和最小值，作為一個循環(huán)周期的濕度設(shè)定值。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在步驟(6)中，根據(jù)堆積模擬圖像，分析接觸點的分布情況，進而根據(jù)Kelvin公式，結(jié)合單次濕度循環(huán)的吸濕總量數(shù)據(jù)，得到每個接觸點的單次循環(huán)后的含水量；根據(jù)濕度循環(huán)時間推算晶橋尺寸，根據(jù)最小晶橋直徑判斷每個接觸點是否形成晶橋，以及定性比較出聚結(jié)強度，統(tǒng)計所有接觸點的晶橋含量，進而得出聚結(jié)率和聚結(jié)強度。