多孔中药固体片剂孔隙率的太赫兹有效介质模型研究

目前对中药片剂的孔隙测量,一般采用的是具有破坏性的密度测量方法,缺乏无损量化方法。太赫兹辐射能用于无损的提取药物若干光学信息。针对直压型中药片剂,通过太赫兹时域和频域信号处理等不同方法分别计算各种片剂的有效折射率,发现两种方法得到的有效折射率和片剂的孔隙率均呈良好的线性关系。根据有效折射率特性,利用四种有效介质模型提取了中药片剂的孔隙率并进行量化回归,通过交叉验证与相对分析误差(RPD)发现通过时域信号处理的有效折射率得到的孔隙率回归模型解释性与验证准确性更高,其中最佳模型是Bruggeman模型(RPD=11.3325)。为中药多孔粉体制剂工艺优化提供支持。

基于有效介质理论的煤岩界面识别方法研究

为解决目前依靠人工进行煤岩界面识别存在的问题,研究煤岩界面的自动识别技术,依据煤岩介电特性的差异,利用Bruggeman有效介质理论,建立基于煤含量检测的煤岩分界模型,并以煤岩混合介质粉末为例,进行试验验证。通过模拟煤含量实时变化的煤岩混合介质,实时地获得煤岩混合介质的相对介电常数,利用上述模型进行混合物煤含量的计算,并与阈值进行比较,判定采煤机截割状态。测试结果表明:在0.01~30 MHz的检测频率内,煤岩混合介质的煤含量均能通过此方法计算得到,在0.5~30 MHz内,理论煤含量与实际煤含量的相对误差较小,平均可控制在2.60%以下。该模型的计算结果均可以较准确地识别煤岩界面,为实现井下无人化开采提供一种新的煤岩识别方法。

有效介质理论在Ag-MgF_2复合纳米颗粒薄膜中的应用

将描述弥散体系行为的Maxwell Garnett理论与Bruggeman理论应用于Ag MgF2 复合纳米颗粒薄膜 ,分别计算出该复合体系在 2 5 0nm～ 830nm波段范围内的光学常数n、k随波长λ的变化 ,并与实验结果进行比较。发现较之普遍采用的Maxwell Garnett理论 ,由Bruggeman理论计算出的n λ、k λ曲线的峰位、峰宽及峰位随Ag组分质量百分率的位移都与实验结果更为接近。

Au-MgF_2复合纳米颗粒薄膜有效介质理论的颗粒尺寸效应修正

在研究Au-MgF2复合纳米颗粒薄膜体系的光学行为时,Maxwell-Garnett理论及Bruggeman理论结果与实验结果之间存在一些差异,这些差异主要是由于Maxwell-Garnett理论及Bruggeman理论未考虑复合体系中金属纳米颗粒的尺寸效应。文章在考虑尺寸效应修正的基础上,得出了Maxwell-Garnett及Brugge-man理论结果;这些结果与实验值符合较好。

煤灰辐射特性的有效介质理论适用性分析

基于电磁场平均的概念,利用Maxwell-Garnett(MG)和Bruggeman有效介质理论分别对Goodwin人工合成灰渣、中国七台河矸石煤灰、俄罗斯褐煤灰Br-1 3组煤灰的光学常数进行计算,结果表明,人工合成灰渣光学常数的有效介质理论值与实验值吻合,而利用工业分析成分,燃烧生成煤灰光学常数的有效介质理论值与实验值有较大偏差。这是因为燃烧生成的煤灰实际组分不同于其相应的工业分析成分,致使煤灰的光学特性也不同于利用有效介质理论由工业分析成分计算得出的光学特性。利用工业分析成分,有效介质理论原则上不适用于燃烧生成的煤灰,但可用于人工合成的灰渣。

有效介质理论对致密内混合粒子光散射适用性

利用离散偶极子近似法和Bruggeman有效介质理论，研究了含有黑碳和硫酸盐两种成分的内混合致密气溶胶粒子在尺度参数变化范围为0.1~25时的光学特性，并通过分析比较两种算法计算光学特性的差别研究了有效介质理论对致密内混合粒子光散射的适用性。对单分散系，有效介质理论在瑞利散射区具有较好的适用性，能较好地被用来近似计算内混合粒子的消光、吸收、散射、后向散射效率因子、不对称因子、消光后向散射比和单次散射反照率，相对偏差皆在7%以内；而有效介质理论在米散射区的适用性较差，相对偏差最大可分别达到25%、88%、66%、5000%、42%、1100%和47%，但当内混合体所含的内核较小（体积比1%以内）时仍可以近似使用。在粒子尺度参数大于4时，有效介质理论基本上会低估散射效率因子，却会高估吸收效率因子和不对称因子。而对多分散系，有效介质理论能近似用来计算各光学参量，相对偏差在9%以内。

有效介质理论在聚氨酯固体电解质中适用性研究

首次利用有效介质理论 ( EMT)对聚氨酯 ( PEU)掺杂盐复杂固体电解质体系的导电机理建立了模型。用数学的方法推导出了该体系电导率的理论计算公式 ,理论预计出随硬段聚集体的增加会出现电导率的极大值 。

基于有效介质与等效岩石元素理论的特低渗透率储层饱和度模型

清水洼陷沙三段储层属于特低渗透率储层,具有含泥质、微孔隙发育、束缚水饱和度较高、孔隙结构复杂的特征。建立该区块饱和度模型时应考虑这些因素对岩石导电性的影响。将含泥特低渗透储层等效成孔隙大小和形状及所含流体性质和含量不变的纯岩石,利用等效岩石元素理论描述孔腔和喉道比对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述孔隙结构对岩石导电性的影响,分别建立等效纯岩石的导电方程,并联立求解得出等效混合流体介质电导率表达式;再利用有效介质对称导电理论描述泥质附加导电对岩石导电性的影响,将求得的等效混合流体介质电导率代入该方程中,从而建立基于等效岩石元素理论和有效介质对称导电理论的含泥特低渗透储层导电模型。利用清水洼陷沙三段储层的岩电实验测量数据对该模型进行精度分析,测量岩样电导率值与计算电导率值平均相对误差很小,说明提出的模型能很好地描述特低渗透储层岩石的导电规律。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了清水洼陷沙三段储层实际井资料,结果表明,所建立的模型适用于清水洼陷沙三段特低渗透泥质砂岩储层评价。

有效介质理论离子导电模型的修正

针对现有有效介质理论(EMT)导电模型存在的问题和不足,通过对复合固态聚合物电解质(CSPE)导电性增强机制的分析,引入新的无机填料界面层离子导电模型及模型参数,对EMT离子导电模型进行修正。采用原位复合法制备聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质,通过实验测定样品离子电导率与无机填料SiO2含量之间的关系,应用现有的EMT离子导电模型和修正后的EMT离子导电模型分别对样品的离子电导率与无机填料含量关系进行计算,将计算数值与实验数值进行比较。结果表明,修正后的EMT离子导电模型的计算值与实验值吻合较好。

基于有效介质理论的多孔硅有效介电函数模型

采用改进过的Maxwell-Garnett模型研究了入射光波长和多孔硅的孔隙率对反射光谱和介电光谱的影响,结果表明:(1)随着入射光波长的增大,多孔硅的反射率先增大后减小,而随着孔隙率的增大反射光谱出现了明显的下榻趋势,且孔隙率越大下榻得越明显;(2)随着孔隙率的增加,多孔硅复介电光谱出现明显的蓝移现象,且多孔硅有效介电常数的实部和虚部均变小.并对这种现象给出了较为合理的解释.

用有效介质理论模拟Ag/AAO纳米有序阵列复合结构光学常数

运用Maxwell—Garnett有效介质理论，计算了Ag／阳极氧化铝（AAO）纳米有序阵列复合结构的光学常数（250～2000nm波段），探讨了Ag组分的体积分数对Ag／AAO光学常数的调制作用和Ag纳米粒子的长径比对其表面等离子共振吸收的影响．模拟结果表明，随着Ag组分体积分数的增加，在小于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部和折射率均逐渐减小，而介电函数虚部和消光系数逐渐增大；在大于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部、介电函数虚部及折射率均逐渐增大，消光系数则变化较小．模拟结果显示出Ag纳米粒子的长径比与复合结构表面等离子共振吸收峰位有较强的相关性．另外，理论模拟预期透射谱也与实验透射谱变化趋势一致．

有效介质理论在复合型导电高分子材料研究中的应用

时至今日,有关复合型导电高分子材料的研究已受到普遍的重视。但是,对于复合型导电高分子材料导电机理的研究仍存在着许多不足。复合型导电高分子材料所涉及的导电机理主要有渗流理论、有效介质理论、量子力学隧道效应理论、电场发射理论等几种具有代表性的导电机理。有效介质理论作为一个重要的代表性的导电理论,关于它的研究还存在很多的不足。对有效介质理论做了一个比较全面的介绍,对有效介质理论的几种模型进行了分析,有助于加深对有效介质理论的理解,更好的分析复合型导电高分子材料的导电机理。

运用有效介质理论研究Au/AAO纳米复合结构的光学特性

运用Maxwell—Garnett（M—G）有效介质理论模拟了Au／阳极氧化铝（AAO）纳米有序阵列复合结构在200-2500nm波段内的光学常数，并研究了300-1000nm波段Au组分的体积分数及长径比对Au／AAO复合结构的光学常数n和k的影响．结果表明，Au组分的体积分数和长径比对Au／AAO复合结构的光学常数有较强的调制作用．同时发现，Au组分体积分数对Au／AAO复合结构吸收、反射特性有较大影响．

有效介质理论计算He原子在金属钒中的扩散行为

采用有效介质理论,并考虑晶格驰豫的影响计算He原子在金属钒中的嵌入能,通过能量分析推测He原子在金属钒中可能的扩散路径和扩散势垒,计算结果表明,He原子在金属钒bcc结构的四面体间隙位置有能量的最低点,为4.37eV,在八面体间隙位置嵌入能比四面体间隙位置的稍大,He原子在金属钒的bcc结构中最有可能在(100)面内沿着由位置(1,1/4,1/2),(1,1/2,1/2),(1,3/4,1/2)联成的直线(或其等价晶面相应联线)向外扩散。

利用反向有效介质理论研究CB/HDPE复合导电体系太赫兹波段的介电性质

通过熔融共混然后压片的方法将碳黑(CB)颗粒分散在对太赫兹光透明的高密度聚乙烯(HDPE)基体中,采用太赫兹时域光谱装置测量了该体系的介电信息,首次尝试采用反向有效介质理论,在CB浓度固定、只改变去极化因子的情况下,提取了CB颗粒在该波段的介电常数实部和虚部、折射率和吸收系数等信息.研究发现,从不同浓度的复合体系中提取的数据吻合较好,结合直流电导率测量结果发现去极化因子与体系内部颗粒的浓度和存在状态紧密相关,在逾渗阈值处去极化因子显著降低.采用偶极子弛豫模型对提取的结果进行了理论分析,得到了CB颗粒的弛豫时间、弛豫强度和电导率等信息.

有效介质理论与金属－陶瓷复合材料PTC效应

用有效介质理论对金属－陶瓷复合材料的ＰＴＣ效应进行定量分析，通过将ＧＥＭ方程应用于金属－陶瓷二相复合系统的电导率分析，发现所得到的方程与实验结果及有关工作基本相符。从而探明了提高金属－陶瓷复合材料的ＰＴＣ效应的有效途径。

各向异性多相复合介质导电性的有效介质理论

应用有效介质理论(EMT)处理了各向异性多相复合介质的导电性。用含有各向异性因子m的分布函数(14),估计悬浮颗粒取向分布的无序性,从而导出了可计算含轴旋转对称椭球形颗粒的无序非均匀系统的纵向和横向电导率的公式。应用所得结果,分别讨论了两相浓度、电导率比、各向异性因子和悬浮颗粒几何形状(圆球形、长纤维状和扁圆盘状)等微结构因素对有效电导率的影响。文中还着重讨论了当S^2→∞时系统中可能出现的渗流现象,给出了各种形状颗粒复合材料的渗流阈值,并作了讨论。

有效介质理论在毒品太赫兹光谱鉴别中的运用

为使实际毒品鉴别工作更为准确、可靠,运用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)获得了冰毒(MA)与面粉及二者不同比例混合物的太赫兹(THz)光谱.根据混合物及面粉的实验结果,采用Bruggeman有效介质理论成功计算出目标成分MA的介电函数,进而获得了MA的吸收谱.计算所得吸收谱与实验所测纯MA吸收谱相符,证实了Bruggeman有效介质理论在掺和面粉的毒品THz光谱鉴别中的实用性.

基于有效介质理论的吸波材料性能分析

应用有效介质理论,计算了不同体积比下几种复合吸波剂以及吸波剂与透波体组成的吸波材料的有效电磁参数,并分析了其吸波性能。通过与实验数据的对比,表明这种方法可以很好地预测吸波材料的吸波性能。而且,它可以计算出吸波剂及透波体的最佳配比及材料厚度,这对于设计吸收频带宽、吸收效率高的吸波材料具有一定的参考价值。

二元无规混合系统的有效介质理论

本文对二元无规混合系统提出了一种边界条件,改进了在渗流阀值附近的简单有效介质理论。计算结果与实验数据是一致的。