[發(fā)明專利]基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811091180.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109298011A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋柱梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N25/02
• 分類號(hào): G01N25/02
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的方法包括：對(duì)纖維表面鱗刺、溝槽等粗糙形貌形狀和特征進(jìn)行觀察、標(biāo)定；采用表面輪廓儀或攝取圖像用計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行二值化的方法將粗糙形貌輪廓轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)；通過(guò)采樣卡采集并輸入計(jì)算機(jī)，獲得一系列離散數(shù)據(jù)；用相關(guān)函數(shù)法求得表面輪廓分形維數(shù)，并對(duì)其分形特征形貌進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；探索纖維連接區(qū)域表面粗糙形貌的塑性變形過(guò)程規(guī)律；獲得三維網(wǎng)狀微流道形成機(jī)理。本發(fā)明提出了基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的方法，具有創(chuàng)新時(shí)效性，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的方法。

背景技術(shù)

表面具有多尺度粗糙形貌特征的切削纖維燒結(jié)與傳統(tǒng)光滑拉拔金屬纖維的燒結(jié)有著本質(zhì)的區(qū)別，粗糙形貌和高比表面積特征將有利于金屬纖維在較低溫度和壓力下燒結(jié)形成具有三維網(wǎng)狀微流道的反應(yīng)載體，但需要進(jìn)一步揭示多尺度粗糙特征對(duì)燒結(jié)所形成三維網(wǎng)狀微流道的影響機(jī)制，但是切削纖維表面形貌尺度在10～40μm范圍內(nèi)，微觀尺度對(duì)纖維燒結(jié)形成載體的影響規(guī)律發(fā)生了很大變化，只要清楚地揭示多尺度纖維載體重整反應(yīng)制氫燒結(jié)過(guò)程中纖維連接區(qū)域表面粗糙形貌塑性變形過(guò)程規(guī)律，才能清楚了解重整反應(yīng)制氫下多尺度切削纖維燒結(jié)而形成具有有序化網(wǎng)狀孔徑特征的微流道形成機(jī)理。目前尚無(wú)關(guān)于此方面的發(fā)明研究。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：

目前尚無(wú)關(guān)于在層疊式微通道反應(yīng)器中通過(guò)流道設(shè)計(jì)使重整反應(yīng)過(guò)程所產(chǎn)生的氫氣流經(jīng)多尺度纖維載體，并且將重整反應(yīng)過(guò)程所產(chǎn)生的熱量提供給纖維載體從而實(shí)現(xiàn)載體的燒結(jié)成形的發(fā)明研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的方法包括以下步驟：

步驟一，對(duì)于重整反應(yīng)制氫燒結(jié)成形獲得的纖維載體，通過(guò)掃描電鏡、雙頻激光干涉儀、高倍顯微鏡的表面測(cè)量手段和分形理論，對(duì)纖維表面鱗刺、溝槽等粗糙形貌形狀和特征進(jìn)行觀察、標(biāo)定；

步驟二，采用表面輪廓儀或攝取圖像用計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行二值化的方法將粗糙形貌輪廓轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)；

步驟三，通過(guò)采樣卡采集并輸入計(jì)算機(jī)，獲得一系列離散數(shù)據(jù)；

步驟四，用相關(guān)函數(shù)法求得表面輪廓分形維數(shù)，并對(duì)其分形特征形貌進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；

步驟五，通過(guò)觀察纖維之間表面粗糙形貌和組織結(jié)構(gòu)的變化，探索纖維連接區(qū)域表面粗糙形貌的塑性變形過(guò)程規(guī)律；

步驟六，從三維網(wǎng)狀微流道單個(gè)單元及復(fù)合單元組合出發(fā)，以復(fù)合材料的力學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用數(shù)字圖像分析理論和形態(tài)學(xué)特征方法分析多因素耦合下微流道的成形和分布規(guī)律，獲得三維網(wǎng)狀微流道形成機(jī)理。

進(jìn)一步，所述基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的方法具體包括：銅纖維模壓裝置放進(jìn)燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在750～950℃，燒結(jié)時(shí)間30～60min，爐內(nèi)壓力維持在0.3～0.4MPa；燒結(jié)過(guò)程采用階段式升溫工藝，溫度低于800℃采用300℃/h的升溫速度；高于800℃時(shí)采用200℃/h的升溫速度；燒結(jié)過(guò)程中，先輸入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體把爐內(nèi)空氣排空直至爐內(nèi)達(dá)到一定溫度，然后輸入氫氣進(jìn)行還原；燒結(jié)完畢將定纖維模壓裝置隨爐冷卻至150℃，然后取出并自然冷卻至室溫，最終獲得定向纖維板燒結(jié)載體樣本。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種實(shí)施所述基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的方法的基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的系統(tǒng)，所述基于纖維表面多尺度形貌評(píng)價(jià)的載體燒結(jié)成形分析的系統(tǒng)包括：