Фрактальная структура кластеров меди в матрице политетрафторэтилена
Во введении указан объект исследования - композиты на основе политетрафторэтилена, полученные при использовании различных технологий формирования. Целью данной работы является исследование пространственного расположения частиц кластеров меди в матрице политетрафторэтилена. В основной части разработан алгоритм распознавания кластеров меди в матрице политетрафторэтилена композиционного материала по снимкам поверхности, полученным методами оптической микроскопии. Метод основан на пороговой сегментации кластеров в соответствии с методом Отсу. Цель этого метода состоит в том, чтобы выбрать порог, который минимизирует отношение объединенной дисперсии к дисперсии между классами, определяемыми разбиением гистограммы на пороги. На основе полученных снимков и разработанного алгоритма проведен анализ и определено распределение кластеров в матрице политетрафторэтилена при массовых концентрациях меди от 1 до 20 %. В соответствии с соотношением между квадратом периметра фрактального объекта и его площадью рассчитаны фрактальные размерности профилей кластеров наполнителя в матрице. Фрактальные размерности профиля выделенных сегментов кластеров наполнителя в матрице политетрафторэтилена увеличиваются от 1,65 до 1,72 при изменении массовой концентрации меди от 1 до 20 %. Наполнитель образует кластеры, структуру которых можно описать в рамках модифицированной модели агрегации, ограниченной диффузией (RLA). Расчеты выполнялись в ресурсном центре «СКИФ» Гродненского государственного университета имени Янки Купалы на суперкомпьютерном кластере «IBM FlashSystem 240 cluster». Определение геометрических количественных характеристик для описания структуры и распределения частиц кластеров наполнителя в матрице композиционного материала необходимы для расчета теплофизических характеристик композиционных материалов, а также прочностных расчетов и степени модифицирования.