| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 引言 | 第13-15页 |
| 2 研究背景与文献综述 | 第15-45页 |
| 2.1 晶粒长大现象与“特异”晶粒 | 第15-24页 |
| 2.1.1 晶粒长大的基本概念 | 第15-16页 |
| 2.1.2 晶粒长大研究的层次与阶段 | 第16-17页 |
| 2.1.3 晶粒长大理论模型与实验研究 | 第17-22页 |
| 2.1.4 “特异”晶粒及其对组织统计规律的影响 | 第22-24页 |
| 2.2 三维材料科学、显微组织的三维重建与仿真 | 第24-32页 |
| 2.2.1 三维材料科学 | 第24-25页 |
| 2.2.2 显微组织三维重建的数据获取技术 | 第25-30页 |
| 2.2.3 计算机三维重建与可视化的方法学 | 第30-32页 |
| 2.2.4 晶粒长大仿真研究 | 第32页 |
| 2.3 晶粒组织的定量表征研究 | 第32-43页 |
| 2.3.1 三维拓扑学特性 | 第33-36页 |
| 2.3.2 尺寸与几何形态 | 第36-38页 |
| 2.3.3 晶体学取向特征 | 第38-39页 |
| 2.3.4 晶粒尺寸与拓扑学研究 | 第39-43页 |
| 2.4 本论文的研究目的与研究内容 | 第43-45页 |
| 2.4.1 研究目的 | 第43页 |
| 2.4.2 主要研究内容 | 第43-45页 |
| 3 大样本量的晶粒组织三维数字化模型的构建 | 第45-80页 |
| 3.1 晶粒组织模型构建的方案规划 | 第45-46页 |
| 3.2 截面图像分辨率与系列截面层间距的选取策略 | 第46-50页 |
| 3.2.1 规则几何体的体素化模型的建立及体积测量 | 第47-48页 |
| 3.2.2 截面分辨率对三维规则几何模型体积测量精度的影响 | 第48-49页 |
| 3.2.3 系列截面层间距的选取准则 | 第49-50页 |
| 3.3 完整获取“特异”晶粒的实验策略研究 | 第50-60页 |
| 3.3.1 问题的提出与简化 | 第51-52页 |
| 3.3.2 测试空间截取均一球状粒子系统所得完整粒子的个数 | 第52-55页 |
| 3.3.3 非理想因素对获取完整粒子的影响 | 第55-59页 |
| 3.3.4 实际组织中"特异"晶粒重建策略处理 | 第59-60页 |
| 3.4 纯铁晶粒组织系列截面的实验获取 | 第60-66页 |
| 3.4.1 样品的准备 | 第60-62页 |
| 3.4.2 实验过程 | 第62-65页 |
| 3.4.3 实验结果 | 第65-66页 |
| 3.5 纯铁晶粒组织三维重建体素化模型的计算机实现 | 第66-76页 |
| 3.5.1 纯铁晶粒组织系列截面图像的特征 | 第66-68页 |
| 3.5.2 晶界的提取与闭合 | 第68-72页 |
| 3.5.3 晶粒截面目标的识别与跟踪 | 第72-73页 |
| 3.5.4 三维重建结果与计算机可视化 | 第73-76页 |
| 3.6 基于Potts模型的三维Monte Carlo仿真晶粒组织的模型构建 | 第76-77页 |
| 3.7 数字化三维Voronoi组织的构建 | 第77-78页 |
| 3.8 本章小结 | 第78-80页 |
| 4 晶粒拓扑学的矩阵表示方法与应用 | 第80-114页 |
| 4.1 图论意义下的晶粒拓扑构型 | 第80-82页 |
| 4.2 晶粒拓扑学矩阵 | 第82-88页 |
| 4.2.1 晶粒拓扑学矩阵的具体形式 | 第82-85页 |
| 4.2.2 晶粒拓扑学矩阵之间的关系 | 第85-86页 |
| 4.2.3 晶粒拓扑学矩阵的获取 | 第86-88页 |
| 4.3 晶粒拓扑指数及其应用 | 第88-98页 |
| 4.3.1 几种晶粒拓扑指数 | 第89-92页 |
| 4.3.2 晶粒组织拓扑结构稳定性的比较 | 第92-95页 |
| 4.3.3 晶粒构型的分布 | 第95-97页 |
| 4.3.4 "特异"晶粒的拓扑构型 | 第97-98页 |
| 4.4 晶粒拓扑构型演变的矩阵算法及其应用 | 第98-112页 |
| 4.4.1 晶粒拓扑构型演变的矩阵算法 | 第98-106页 |
| 4.4.2 晶粒拓扑构型的计算与预测 | 第106-110页 |
| 4.4.3 晶面二次相邻的特殊构型 | 第110-112页 |
| 4.5 本章小结 | 第112-114页 |
| 5 三维晶粒组织的统计与分布特征 | 第114-143页 |
| 5.1 三维晶粒组织几何参量的测量 | 第114-124页 |
| 5.1.1 三维晶粒体积、表面积与平均宽度的测量 | 第114-119页 |
| 5.1.2 平均切直径的测量 | 第119-120页 |
| 5.1.3 三维晶粒棱长的测量 | 第120-124页 |
| 5.1.4 本节小结 | 第124页 |
| 5.2 晶粒拓扑学参量的分布 | 第124-127页 |
| 5.2.1 晶粒面数的分布 | 第124-126页 |
| 5.2.2 晶粒的晶面边数分布 | 第126-127页 |
| 5.3 晶粒尺寸特征的分布 | 第127-133页 |
| 5.3.1 晶粒体积的分布 | 第127-128页 |
| 5.3.2 晶粒表面积的分布 | 第128-129页 |
| 5.3.3 晶粒半径的分布 | 第129-130页 |
| 5.3.4 晶粒总棱长的分布 | 第130-131页 |
| 5.3.5 晶粒平均宽度和平均切直径的分布 | 第131-133页 |
| 5.4 晶粒形态参量的分布 | 第133-136页 |
| 5.4.1 晶粒圆球度的分布 | 第133-134页 |
| 5.4.2 晶粒宽切比的分布 | 第134-136页 |
| 5.5 晶粒组织分布特征的统计参量 | 第136-138页 |
| 5.6 从体积分数角度对含"特异"晶粒纯铁晶粒组织的统计 | 第138-139页 |
| 5.7 "特异"晶粒及其紧邻晶粒的分布特征 | 第139-141页 |
| 5.8 本章小结 | 第141-143页 |
| 6 三维晶粒组织的几何与拓扑学特征及其演变规律 | 第143-173页 |
| 6.1 三维晶粒几何参量之间的关系 | 第143-150页 |
| 6.1.1 晶粒尺寸参量之间的关系 | 第143-146页 |
| 6.1.2 晶粒平均宽度、平均切直径与半径的关系 | 第146-147页 |
| 6.1.3 晶粒圆球度、宽切比与半径的关系 | 第147-149页 |
| 6.1.4 "特异"晶粒几何参量间的关系 | 第149-150页 |
| 6.2 三维晶粒组织的拓扑相关性 | 第150-159页 |
| 6.2.1 三维晶粒Aboav-Weaire关系 | 第150-154页 |
| 6.2.2 晶粒组织中的晶粒接触亲和度分析 | 第154-159页 |
| 6.3 晶粒的拓扑-尺寸关系 | 第159-163页 |
| 6.3.1 晶粒半径、晶粒总棱长与晶粒面数的关系 | 第160-161页 |
| 6.3.2 晶粒面数与晶粒平均宽度、平均切直径的关系 | 第161-162页 |
| 6.3.3 "特异"晶粒的拓扑-尺寸关系 | 第162-163页 |
| 6.4 晶粒总棱长与晶粒半径、晶粒面数关系的再讨论 | 第163-168页 |
| 6.4.1 晶粒总棱长与晶粒半径成平方关系的原因分析 | 第163-167页 |
| 6.4.2 晶粒总棱长与晶粒面数的关系的讨论 | 第167-168页 |
| 6.5 晶粒总棱长、平均宽度与MacPherson-Srolovitz方程 | 第168-172页 |
| 6.5.1 对MacPherson-Srolovitz方程的一个注解 | 第168-169页 |
| 6.5.2 应用实际测量数据对MacPherson-Srolovitz方程的验证 | 第169-172页 |
| 6.6 本章小结 | 第172-173页 |
| 7 结论 | 第173-175页 |
| 8 主要创新点 | 第175-177页 |
| 参考文献 | 第177-187页 |
| 附录A 公式(3-20)的推导 | 第187-188页 |
| 附录B 晶粒几何与拓扑学特征实例 | 第188-196页 |
| 附录C 5面到6面晶粒构型演变时的矩阵变化 | 第196-198页 |
| 作者简历及在学研究成果 | 第198-203页 |
| 学位论文数据集 | 第203页 |
