1　研究背景

散纤维集合体由纤维及纤维间的孔隙(包括纤维自身的内部孔隙)组成，其宏观力学性能及传导特性均与内部的微观结构密切相关[1]。所谓变密度是指散纤维集合体受压缩后的整体密度变化及沿集合体受力方向的密度分布变化。前人对散纤维集合体的结构及压缩性能研究大多集中在对宏观表面的定性分析或基于各种简化假设的定量析，目前已经建立了以Van Wyk为首的经典理论[2]及数学、计算机模拟[3-4]的方法来实现对纤维集合体的结构及力学研究。结构决定性能，纤维集合体的压缩性能及透气、透湿、保暖等传导特性与其结构密切相关，而内部微观结构的复杂性使得此类结构的探究成为该方向的难题。

X射线计算机断层扫描技术是一种无损伤地探测物体内部结构的技术，X射线束从各方向沿某一部位选定断层进行照射，测定投过的射线量，通过数学算法量化计算后，得出该层面组织各个单位容积的吸收系数，然后重新组建图像[5-7]。目前国内外关于CT技术用于散纤维集合体微观结构研究的报导较少。断层扫描技术为实现散纤维集合体内部结构的重现提供了可能，通过断层扫描技术获取散纤维集合体断面的数字化图像，再借助计算机对图像数据进行处理，可实现散纤维集合体内部微观结构的三维重构。

本文利用X射线计算机断层扫描技术对散纤维集合体变密度过程中的微观结构进行表征及研究，主要包括堆砌密度、孔隙结构和分形维数3个方面，以期在纺织材料的宏观性能和微观结构性能之间架起一座桥梁，使微观结构更好地服务于宏观性能的探究，为后续的产品性能设计提供参考依据。

2　试验部分

2.1　试样准备

试验对象为松散的棉纤维集合体，单纤维细度和长度分别为15 μm和36 mm左右。将棉纤维团静置于三级标准大气环境中，于温度(20±2)℃、相对湿度(65±5)%的恒温恒湿室内完成预调湿，采用精度为0.5 mg的JN-A型精密扭力天平，称取0.3 g纤维团。试验前，将棉纤维团反复轻柔扯松，平稳置于圆柱形容器中，以保证纤维初始排列的随机性良好。

2.2　试验方法及测量原理

X射线断层扫描系统主要包括X射线管、旋转载物台、闪烁晶体、透镜系统和CCD电荷耦合元件等[8]，其原理图如图1所示。射线管产生的X射线透过旋转载物台上的试样到达闪烁晶体，闪烁晶体是一类吸收高能粒子或射线后能够发光的材料，通常用于辐射探测领域。通过一系列的透镜系统，最后到达CCD，即电荷耦合元件，该元件是一种探测光的硅片，由时钟脉冲电压来产生，控制半导体势阱的变化，实现存储和传递电荷信息。具体的扫描过程：将试样放置于载物台上，关闭舱门，启动X射线源，设置载物台旋转角度180°，固定步长0.2°，每个步长的角度均获取一个投影图像，共900张图像，加上部分X射线光束扇形补偿文件，共得到1 299张投影图。以锥形光束获取的一系列投影图像将以TIFF的文件形式保存并组成一个数据组。X射线的投影图遵从三维物体的二维投射原则，X射线平行光束透过扫描对象，投射影像的每一点均包含了三维物体对相应的X射线光束吸收程度的综合信息，经过二维重建和体绘制，最终获得试样内部结构的三维重构信息。

  

图1　X射线断层扫描原理图

3　结果与讨论

3.1　堆砌密度

堆砌密度是用来描述散纤维集合体堆砌紧密程度的物理量，其定义为纤维的体积与集合体的体积(包括纤维之间的孔隙)之比。堆砌密度μ=Vf/Vfa。其中，Vf为散纤维集合体内纤维的总体积，Vfa为散纤维集合体的体积。

通过对X射线断层扫描结果的三维重构可得，棉纤维集合体压缩前后的整体形态结构如图2所示。由图2可以看出，压缩后的集合体较压缩前更为紧密。对棉纤维集合体的CT二维重构图进行二值化处理后，可计算压缩前、后集合体沿高度方向上的堆砌密度及变化规律，压缩前棉纤维集合体的堆砌密度大约在0.002 4左右，压缩后的堆砌密度增大至0.004 2左右，集合体压缩前与压缩后在高度方向上密度值基本保持在一定范围内，略有波动，这是由于纤维随机堆砌的结果所致。

  

图2　棉纤维集合体压缩前后的三维重构图及堆砌密度

3.2　孔隙结构

由图8可知，压缩前与压缩后，分形维数均随堆砌密度的增大而增大，且呈近线性的关系，对压缩前、后的分形维数-堆砌密度曲线进行线性拟合，拟合曲线为图8的红色虚线所示，R2值分别为0.996 49和0.997 54，表明分形维数和堆砌密度线性相关，且相关度高。

式中：F为研究对象取值（矿体镍金属量）；R为等级值或秩，一般用自然数1，2，n表示；K为常数。齐波夫定律就是：

  

(a)压缩前闭孔隙率

  

(b)压缩后闭孔隙率

 

图3　棉纤维集合体压缩前后闭孔隙率

  

(a)压缩前闭孔半径

  

(b)压缩后闭孔半径

 

图4　棉纤维集合体压缩前后闭孔半径

由图3和图4可知，棉纤维集合体内存在少数的闭孔，且压缩后闭孔半径增大、闭孔数增多，这是由于压缩后，纤维集合体更为紧密，纤维与纤维之间的接触增多，形成闭孔的几率增大。

习近平总书记指出：“没有督查就没有落实。”为深入推进全面从严治党向基层延伸，促进基层党建工作与生产经营深度融合，实现党建工作与其它各项工作的同部署、同考核、同改进、同提高，许多地方和单位建起了党建工作督查队伍，实行了常态化、多样化、随机化的督查，为党建工作更好地落地落实，提供了有效抓手。笔者认为，要做实做细党建督查工作，保证预期的督查效果，应着重从以下几个方面予以加强。

广东农垦是全国农垦创建最早的垦区之一，走过了68年的光辉历程。近年来，广东农垦按照垦区“十三五”规划的既定目标，以推进垦区供给侧结构性改革为目标，坚持聚焦主业、稳中求进、防控风险的工作基调，加快打造国际化的大型现代农业企业集团，垦区各项工作取得了新进展、新成效。为了宣传广东农垦改革发展方面的经验和做法，促进垦区之间学习交流，日前，《中国农垦》编辑部（以下简称“本刊”）书面采访了广东省农垦集团公司（广东省农垦总局）党组书记、董事长（局长）陈少平。

结构决定性能，纤维集合体在压缩过程中的结构变化包括堆砌密度、孔隙结构及分形维数的变化直接影响着后续产品的透气、透湿、保暖及力学性能等。利用高分辨率X射线断层扫描技术可以直接获得棉纤维集合体的三维内部微观结构参数，通过系统研究变密度棉纤维集合体的内部结构及其变化规律发现，随机任意排列的散纤维集合体内堆砌密度比较均一，压缩后，堆砌密度增大，沿受力方向的密度略有波动，但变化不大；随机任意排列的散纤维集合体内的孔隙分为开孔和闭孔，主要以开孔的形式存在，存在少量的闭孔，压缩后，总孔隙率降低，但闭孔的孔隙率和孔隙半径均有所增大。压缩后，集合体的分形维数增大，且分形维数和堆砌密度之间存在高度的相关性。该研究成果可以为棉纤维集合体的宏观力学性能及传导特性提供基本的研究参数，以期为后续的产品设计提供参考依据。

(1)湖南省城市化发展水平稳步提高，增长速率逐步放缓。城市化评价综合得分从2001年的0.096到2015年达到0.896。其中2005～2011年间，城市化的综合得分增长速率较快(图1)。对比各级准则层的变化趋势可发现，空间城市化、经济城市化、社会城市化3个准则层与城市化综合曲线的变化趋势基本吻合，而人口城市化后10年一直保持平稳状态。从贡献份额角度来看，社会城市化与经济城市化的发展对于城市化的发展有着较大的推动作用。

  

图5　棉纤维集合体压缩前后开孔隙率

  

图6　棉纤维集合体压缩前后总孔隙率

由图5和图6可知，纤维集合体内绝大多数的孔隙是以开孔的形式存在，故开孔隙率近似等于总孔隙率。压缩前开孔隙率约为99.8%，压缩后开孔隙率降低至99.6%左右。孔隙结构是散纤维集合体微观结构的重要组成部分，对其传导性能的研究起决定性作用，因为孔隙是集合体内重要的传导通道，棉纤维集合体压缩后宏观上表现为透气、透湿和保暖性能降低，主要是由于其微观结构的孔隙结构变化所导致。

3.3　分形维数

基于交通载荷作用下顶管顶力计算优化分析………………………………………王晓凡，张玉廷，白延杰（6.37）

  

图7　棉纤维集合体压缩前后的分形维数

由图7可知，压缩后棉纤维整体的分形维数增大，这是因为压缩后，集合体内纤维之间的堆砌更为紧密，无序程度增大。

棉纤维集合体压缩前后的分形维数-堆砌密度曲线如图8所示。

散纤维集合体内细观无序、微观多相的特殊结构使其结构表达变得尤为复杂，而分形学正是描述无序系统结构特征的有效方法，它区别于传统的欧氏几何，可以有效准确地表达散纤维集合体复杂的结构。利用X射线断层扫描所获得的散纤维集合体二维截面信息，可计算孔洞的分形维数。棉纤维集合体的初始堆砌状态为随机任意排列，沿着高度方向的分形维数略有波动，但变化不大。棉纤维集合体压缩前后的分形维数如图7所示。

  

图8　棉纤维集合体压缩前后的分形维数-堆砌密度曲线

散纤维集合体内的孔隙主要是指纤维与纤维之间形成的孔隙，主要分为开孔和闭孔，对应的孔隙率分别为开孔隙率和闭孔隙率，孔隙结构与堆砌密度呈反比关系，堆砌密度增大，孔隙率降低。棉纤维集合体内的闭孔隙率分布和闭孔半径分布如图3和图4所示。

4　结论

棉纤维集合体压缩前后的开孔隙率和总孔隙率如图5和图6所示。

参考文献：

[3]　BEIL N B,ROBERTS W W.Modeling and Computer Simulation of the Compressional Behavior of Fiber Assemblies:Part I:Comparison to Van Wyk's Theory[J].Textile Research Journal,2002,72(4):341-351.

[2]　VAN WYK C M.20-Note on the Compressibility of Wool[J].Journal of the Textile Institute Transactions,1946,37(12):T285-T292.

[1]　于伟东.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社,2006:20.

[4]　BEIL N B,ROBERTS W W.Modeling and Computer Simulation of the Compressional Behavior of Fiber Assemblies:Part II:Hysteresis,Crimp, and Orientation Effects[J].Textile Research Journal,2002,72(5):375-382.

[5]　CORMACK A M.Representation of a Function by Its Line Integrals, with Some Radiological Applications[J].Journal of Applied Physics,1963,34(9):2722-2727.

2.1 疼痛情况 干预前，两组患者VAS评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；干预6个月后，观察组患者VAS评分低于对照组（P＜0.05）。干预前，两组患者HSS及ROM评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；干预6个月后，观察组患者HSS及ROM评分均高于对照组（P＜0.05）。见表1。

[6]　MICHAEL G.X-ray Computed Tomography[J].Physics Education,2001,36(6):442.

[7]　FLANNERY B P,DECKMAN H W,ROBERGE W G,et al.Three-dimensional X-ray Microtomography[J].Science,1987,237(4821):1439-1444.

农村消费市场是我国消费市场的重要组成部分，开拓农村市场、扩大农村消费对于保持经济增长具有非常重要的意义。发展消费信贷是促进农村居民消费的重要方式之一，发展消费信贷不仅能够增加农村资金投入。除此之外，还能够从侧面提高农民收入，引导农民对合理消费。健全社会消费信贷体系，增强农村消费信贷信心，完善农村金融法规和政策，加快农村消费信贷的发展。健全社会消费信贷整体结构，完善消费信贷发展问题，从金融对策方案促进农村消费升级。

[8]　BANHART J,BORBÉLY A,DZIECIOL K,et al.X-ray and Neutron Imaging-complementary Techniques for Materials Science and Engineering[J].International Journal of Materials Research,2010,101(9):1069-1079.