多孔膜孔径分布统计.docx

随着科学技术的飞速开展，各种材料应运而生，然而材料的各种特殊性能一 直都是当今各国学者研究的重点之一， 为了更进一步的改善材料的物理、 化学性 能，材料工作者尝试用多种方法，〔诸如：气相法、液相法、阳极氧化、微弧氧化、 凝胶-溶胶法等〕为多更快捷、更准确的进展图像的处理
与分析。
文主要研究的容
由于目前制备二氧化钛多孔膜的工艺多种多样，然而工艺的不一必会影响到 了膜的生长形貌和膜的各种特性，为此，本实验通过以 vb2008为主要手段对不 同电压下二氧化钛微弧氧化多孔膜的 SEMffl片进展处理分析，得到孔径大小以与 分布的规律，从而更进一步的研究二氧化钛多孔膜的形成形貌、形成条件以与形 成机理。
2、实验局部
实验方法
本实验主要从计算机图像处理的根本原理入手，以vb2008为辅助手段编写
《图像处理分析》软件，通过该软件对二氧化钛多孔膜的 SEM®像进展处理分析。
图像分析与处理原理
通常来说，材料研究的图像处理主要包括材料聚集态结构单元的测量等。 为 此，图像处理的首要工作是图像的二值化， 以别离出目标粒子，同时消除背景干 扰。图像的二所示：
a :〔原始图像〕b :〔别离目标〕
C:〔二值化〕
-1 : 290V二氧化钛微弧氧化的SEMK像

当图像的目标粒子和背景的灰度相差比拟大，可以直接通过阈所示:
〔阈值为50〕
、粒径大小测定原理
1、颗粒大小的表征
圆球大小最易表征，用一个参数一一直径即可。对于其他形状的颗粒可以用
某种当量直径来表示。可用如下公式计算平均概率统计直径E(dR):
E(d R)=1/n/02n Rd Or
其中dR是通过颗粒重心的弦长，0 R为R和dR之间的夹角
常用两个参数来表示颗粒形状：形状系数和形状因素。
(1)形状系数 指测得的颗粒各种大小和颗粒体积或面积之间的关系。
颗粒面积s= nds
式中，ds为面积直径
〔2〕形状因素指颗粒各种测得大小的无量纲组合。
对于圆球颗粒，各种当量直径均相等。对于非圆球状颗粒，它与圆球相差越大， 各种当量直径的差异可能会越大，因此，它们的无量纲组合可表现出颗粒与圆球 的相差程度。
最早的形状因素定义为圆球度甲w ,有
甲后与颗粒等体积的圆球的外表面积/颗粒的外表面积=〔&/ d s] A2
式中dv为颗粒体积直径，容易看出甲w<=1
Hausner[24]建议用最小面积的封闭矩形与颗粒比拟的方法来评价颗粒形状。设
矩形长为a,宽为b,可规定三种特性：
伸长比：x=a/b
庞大比：y=A/a*b
外表率：z=cA2/〔A为颗粒投影面面积，c为周长〕
Church[24]采用dm和df的期望值之比作为众多椭圆体颗粒的形状因素。
不同当量直径的分布乘上此形状因素应可以得到另一种当量直径的分布。
〔3〕围来表示。常用的大小围取法有等间隔的算术级数划分法和等比的几何级
数、颗粒大小分布的表示方法
在表示颗粒的大小分布时，常使用大小划分法等。
列表法 这是常用的表示颗粒大小分布的方法，也是用其他方法表示的根底，常
用各栏项目如表所示：
颗粒大 小围X- X+1
间隔
dx
平均大 小
-x
频率数 d①
累计频 率数
①
百分率 频率
dv
累计百 分率频 率
百分率 频率密 度dw dx
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表
表中，颗粒大小X指测得的颗粒的当量直径；间隔 dx = Xr- Xr+1 ；平均大小-X = 〔Xr+ Xr+1]/2；频率数d①指在某大小围颗粒的表征〔包括个数、长度、面积
X
和体积等〕出现的总数；累计频率数①指小于某颗粒的某特征总数，①= d
0
①；百分率频率dw= d①/d①，d①即某特征在整个大小围的出现总数;
X
累计百分率频率甲
dw； d 里/
0
dx指每一个单位长度的百分率频率，相当于概率论中概率密度。
对于几何级数划分，将x取对数后进展相应改变即可。
频率中最常用特征是个数 N,由它的分布可计算出其他特征分布。
矩形图〔频率中取特征个数为例〕 即频率数dN对颗粒大小x做矩
形图，矩形方块高度与颗粒数成正比，如下列图:
累计百分率频率分布图 即累计百分