Statistical characteristics of energy-saving composites’ structure

Abstract

This paper considers and summarizes the results of the investigation of the porous structure of a heat-insulating composite by the method of computer microscopy. Densitometric studies of the surface of a porous material indicate the formation around the pores of layers of material with altered characteristics, which is considered from the perspective of the determinant theory. An analysis of the radial allocation function of pore centers leads to the conclusion that structural ensembles are formed with a pore or a structure-forming particle at the center. This hypothesis is confirmed by the study of the statistical characteristics of the Voronoi decomposition for pore centers, as well as the grouping of pores with a similar spatial orientation. The prescriptive and technological management of the geometric characteristics of structural ensembles makes it possible to purposefully influence the performance properties of the material.

Lucrarea analizează și rezumă rezultatele studierii structurii poroase a unui compozit termoizolant prin microscopie computerizată. Studiile densitometrice ale suprafeței unui material poros indică formarea în jurul porilor straturilor de material cu caracteristici modificate, care este considerată din perspectiva teoriei determinante. O analiză a funcției de distribuție radială a centrelor de pori conduce la concluzia că se formează ansambluri structurale în centrul cărora este porțiunea sau particula care formează structura. Această ipoteză este confirmată de studiul caracteristicilor statistice ale descompunerii Voronoi pentru centrele de pori, precum și de gruparea porilor cu o orientare spațială similară. Managementul prescriptiv și tehnologic al caracteristicilor geometrice ale ansamblurilor structurale face posibilă influențarea intenționată a proprietăților operaționale ale materialului.

L'article passe en revue et résume les résultats de l'étude de la structure poreuse d'un composite thermo-isolant par microscopie électronique. Les études densitométriques de la surface d'un matériau poreux indiquent la formation autour des pores de couches de matériau aux caractéristiques altérées, ce qui est considéré du point de vue de la théorie des déterminants. Une analyse de la fonction de distribution radiale des centres de pores conduit à la conclusion que des ensembles structuraux sont formés au centre de laquelle se trouve la particule formant les pores ou la structure. Cette hypothèse est confirmée par l'étude des caractéristiques statistiques de la décomposition de Voronoï pour les centres de pores, ainsi que du groupement des pores avec une orientation spatiale similaire. La gestion prescriptive et technologique des caractéristiques géométriques des ensembles structurels permet d'influencer de manière ciblée les propriétés de performance du matériau.

В работе рассматриваются и обобщаются результаты исследования пористой структуры теплоизоляционного композита методом компьютерной микроскопии. Денситометрические исследования поверхности пористого материала свидетельствуют об образовании вокруг пор слоев материала с измененными характеристиками, что рассматривается с позиций теории детерминанты. Анализ радиальной функции распределения центров пор приводит к выводу о формировании структурных ансамблей, в центре которых находится пора либо структурообразующая частица. Эта гипотеза подтверждается исследованием статистических характеристик разбиения Вороного для центров пор, а также группировкой пор со сходной пространственной ориентацией. Рецептурно-технологическое управление геометрическими характеристиками структурных ансамблей позволяет целенаправленно влиять на эксплуатационные свойства материала.