石墨多孔介质的分形孔隙度与比表面积模型

本文主要探讨了石墨多孔介质的孔隙度与比表面积的分形描述方法。作者从经典的Menger海绵模型出发，构建了一个适用于石墨多孔介质的分形模型。Menger海绵是一种具有分形特性的几何结构，其孔隙度和复杂度可以通过去除一定数量的立方体单元来量化。在这个模型中，关键参数包括等分数m（代表分形结构的复杂程度）、去掉的立方体个数n以及迭代次数i，这些因素直接影响着孔隙度和比表面积的计算。 论文推导出了孔隙度和比表面积与这些参数之间的分形表达式，指出合理选择m、n和i对于精确模拟石墨多孔介质的特性至关重要。通过压汞实验，研究人员对石墨试样的实际孔隙结构进行了测量，发现其体积分形维数在2.68至2.92之间，这与Menger海绵的理论分形维数2.73非常接近。实验结果表明，分形理论能够有效地描述石墨多孔介质的孔隙度和比表面积，验证了理论模型的适用性。 这项研究不仅有助于深入理解石墨多孔介质的微观结构，也为石墨材料的性能预测、优化设计以及相关工业应用提供了数学工具。关键词如“多孔介质”、“孔隙度”、“比表面积”和“分形维数”揭示了论文的核心关注点，而“煤炭学报”则表明这是一项煤炭科学研究的重要成果。此外，论文还得到了国家自然科学基金创新研究群体科学基金及江苏省自然科学基金的支持，显示出该领域的研究得到了学术界的广泛关注和资金投入。 总结来说，这篇论文通过分形理论对石墨多孔介质的孔隙度和比表面积进行了深入分析，为后续石墨材料的性能研究和应用提供了定量的理论基础，并展示了分形描述在描述复杂结构材料特性方面的实用价值。