孔隙率分析
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
孔隙率分析的視頻教程
ABAQUS模擬隨機刪除網格單元孔隙材料單軸拉伸有限元分析（使用Python腳本）
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孔隙率分析的實例教程
孔隙率和壓力是這一工藝的指標。在本案例研究中，我們介紹了假設壓延工藝形成固體顆粒（粉末）的模擬。VSOP-PS是J-OCTA的模擬器之一，它使用離散元法（DEM, Discrete Element Method）計算薄膜形成過程中的壓力和孔隙率，同時考慮到固體顆粒之間的接觸。在材料模型中，根據之前的研究，使用了6種活性材料和1種粘合劑表征不同直徑的顆粒。壓縮計算通過在封閉區域填充顆粒，然后降低上壁來實現。從計算區域的體積中減去顆粒的體積即可得到孔隙率。與之前的研究一樣，壓力和孔隙率之間的關系是通過壓縮到最大壓力，然后向上拉伸上壁得到的。
圖1. 使用J-OCTA的RVE模型構建的初始顆粒結構
二、結果
圖2顯示了拉伸過程中上壁所受壓力與孔隙率之間的關系。VSOP-PS 的結果（藍色圓圈）與前人的實驗和計算結果接近。
本文介紹了使用VSOP-PS對固體和粉末材料的接觸（摩擦）進行離散元法計算，如果您感興趣，請聯系我們。
圖2. 在拉伸過程中上壁壓力和孔隙率之間的關系
（轉載自：J-Octa官網）
（文章來源：轉載自J-Octa官網）
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展開 雖然水凝膠內部也自帶孔隙結構，但其孔隙過小，使得包裹細胞進行三維培養及生物3D打印時內部的養物質傳輸及細胞代謝廢物排出不暢，致密的孔隙阻礙了細胞更好的功能化。為了提高水凝膠內細胞與外界的物質交換效率，并為細胞生長增殖提供更多空間，EFL團隊持續攻關，成功研制出了高孔隙率GelMA水凝膠（多孔GelMA，EFL-GM-PR系列）。
獲得數十乃至數百微米孔隙結構，常規做法是通過乳液造孔獲得，這些工藝存在穩定性差、操作復雜等缺點。EFL-GM-PR系列通過材料學顛覆性的設計，其使用體驗與常規GelMA材料無任何區別，只需要溶解、光照固化即可輕松獲得數百微米孔隙結構水凝膠（圖1）。
圖1 EFL-GM-PR系列多孔GleMA水凝膠操作流程
01 微觀形貌
EFL-GM-PR系列具有幾微米至幾百微米的孔道結構以適應不同應用需求。通常三維細胞培養時需要50微米以上的孔隙結構，大的孔隙結構可為細胞提供高效的物質交換通道，也為細胞增殖、生長提供空間，能顯著提高細胞的增殖活性。
通過通用偶聯型水凝膠熒光染料（EFL-DYE-UF-ENE系列）的熒光標記，可實現多孔GelMA水凝膠內部多孔結構的直觀觀察（圖2）。
圖2 EFL-GM-PR系列多孔GleMA水凝膠可控微觀孔道結構的激光共聚焦照片
02 細胞培養
EFL-GM-PR系列多孔水凝膠在細胞培養方面具有優異的性能，通過與GelMA無孔水凝膠對比可以明顯看出多孔GelMA水凝膠的優勢。兩種配方的多孔GelMA水凝膠其內部細胞增殖速率均高于GelMA無孔水凝膠，在培養第7天時出現了數倍的細胞數量差。
展開 來自廣東省科學院新材料研究所與西安交通大學的研究人員合作，提出了壓滲熔融鋁的方法來封堵涂層中的開孔及微裂紋，重點從熱力學角度分析了熔融鋁在孔隙中浸滲的困難性。結果表明，通過控制外壓可獲得良好的浸滲效果，這一研究結果有望為制備高致密環境障涂層提供新思路。相關論文以題為“Infiltrationthermodynamics in wrinkle-pores of thermal sprayed coatings”發表在Applied Surface Science (董琳為第一作者、劉梅軍和張小鋒為通訊作者)。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433220336060
圖 TBCs的截面組織
該研究首先基于真實涂層的復雜孔隙結構建立了開放孔隙幾何模型——“褶皺孔”，以及熔體浸滲的物理模型和數學模型。通過數學模型計算獲得了熔體能量隨浸滲深度的變化規律，發現在浸滲過程中熔體能量出現多個平衡態，只有克服平衡態之后的能壘，熔體才能繼續浸滲。進而通過計算驅動力、分力等，得知外壓降低能量、驅動浸滲，內壓升高能量、阻礙浸滲，而造成能壘的主要因素是彎曲液面附加壓即毛細力，如圖1所示。
圖1 三種模型浸滲能量曲線
毛細力的決定性因素包括孔隙的幾何結構（孔寬和孔壁傾角）和熔體的潤濕特性（接觸角）。其中，孔隙結構中的擴張結構、熔體不良的潤濕性是造成毛細力阻礙浸滲的主要原因。但人為調控孔隙幾何和熔體在不均勻材料表面的潤濕性較難實現。
展開 comsol層流里面的多孔介質改變孔隙率不影響結果速度云圖不變
CNT Pickering 乳液能夠在根本不同的長度尺度上進行工程設計，從而
分別通過 CNT 類型、CNT 數密度和過程能量來分離和單獨控制微孔率、中孔率和大孔率。
此外，
金屬納米催化劑（Cu、Pd 和 Ru）通過優雅的升華和沖擊分解方法嵌入到結構中
；介紹了第一種方法，該方法可以使復雜的預先設
計的氣凝膠通過體積功能化而不會發生微觀結構降解。在制藥重要的酰胺化反應中探索了催化結構
- 功能關系；提供有關工程框架如何增強催化劑活性的見解。一系列先進的斷層掃描、光譜和顯微技術揭示了 CNT 構件的復雜 3D 組裝及其對增強型納米催化劑功能特性的影響。這些進展為以可控方式獨立調節功能氣凝膠材料的結構和化學奠定了基礎，用于各種應用，包括能量轉換和存儲、智能電子產品和（電）催化。
相關論文以題為
Engineering of Microcage Carbon Nanotube Architectures with Decoupled Multimodal Porosity and Amplified Catalytic Performance
發表在《
A
dvanced Materials
》上。
【主圖導讀】
示意圖1
具有微籠內部結構的均勻獨立式納米管氣凝膠的乳液模板化制造
(O/W)。甲苯液滴模板形成納米管微籠。乳液模板化的納米管通過單向冷凍、冷凍干燥和熱還原鎖定到位。交聯的 CNT 氣凝膠表現出由 CNT 內腔（微孔率）、CNT 數密度（中孔率）和液滴尺寸（大孔率）的選擇控制的解耦多峰孔隙率。
圖1
乳液模板化
DWCNT 和 MWCNT 氣凝膠的可調微籠內部結構。
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圖1 Moldex3D材料精靈具備流暢的使用性與高分辨率等優勢提供便利的材料管理服務
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如何更好地分辨物體是光學科學界一直存在的問題，因此如何判斷光學系統的分辨率是一個重要的問題。根據Ernst Karl Abbe(1840-1905)和John William Strutt，Third Baron Rayleigh(1842-1919)等人的工作，我們在VirtualLab Fusion中演示了阿貝分辨率極限和瑞利判據，并說明了如何使用這兩種分析來評估典型成像系統的性能。
某重卡商用車駕駛室BIP門窗框變形率分析規范
VG能夠非破壞性地分析物體的孔隙率，為理解其內部結構提供了獨特途徑。此類內部結構分析可貫穿制造全流程，從材料研究、工藝開發直至最終檢測。
孔隙率分析示例，按單個孔隙的體積著色
除了孔隙率，VG還可用于分析其他內部材料的不規則性，包括空洞、分層和裂紋。此外，VG還可用于識別基體材料中截留的其他材料。
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任務/系統描述
亮點
復雜光學系統的高性能分析
使用嚴格算法對光柵進行嚴格矢量分析
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說明：拋物面反射鏡
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采用離散元法（DEM）
對固體（粉末）層的壓縮和拉伸進行模擬
一、目標和方法
在電池電極的制造過程中，有一道稱為壓延的工序，電極材料在壓延機的作用下壓縮成型。這一工藝可將材料形成均勻的薄膜，并增加材料之間的接觸面積，從而提高電池性能。孔隙率和壓力是這一工藝的指標。在本案例研究中，我們介紹了假設壓延工藝形成固體顆粒（粉末）的模擬。VSOP-PS是J-OCTA的模擬器之一，它使用離散元法
本文翻譯自：Code coverage analysis: see Coco in action
原文作者：Qt Group 市場經理 Sebastian Polzin
校審：Shawn Luo
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