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理论与研究 康永·炭黑 / 橡胶复合材料多尺度微观结构分布模型

Multi-scale microstructure distribution model of
carbon black/rubber composites

Kang Yong
(Yulin Hanting Chemical Technology & Development Co. LTD., Yulin 718100, China)

Abstract: This paper intends to use the method of numerical simulation of microstructure to derive the
multiscale distribution model of carbon black/rubber composites. In fact, multiscale methods based on
statistical properties, using homogenization techniques, allow us to estimate the overall performance limits of
inhomogeneous media. The purpose of this method is to establish a three-dimensional mathematical model
of the microstructure of a stereo carbon black/rubber composite. This multiscale model, including some major
model combinations, corresponds to the physical scale model of the microstructure. It can be identified as
an original method for obtaining statistical moment numerical simulations from experimental transmission
electron microscopy (TEM) image data and transient electromagnetic methods. This method validates the
three-dimensional mathematical model of the microstructure of complex particle agglomerates. Finally, it was
determined that the morphological model was established to satisfy the gravel seepage rate of the carbon
black aggregates in the experimental materials.
Key words: micro structure; inhomogeneous medium; 3D mathematical model; multiscale distribution;
nanocomposites; percolation behavior
(R-05)

告别“人工” 步入智能时代 基于此，沈阳理工大学与广州市埃恩斯丹工业装
—轮胎 X 光缺陷智检系统通过鉴定 备有限公司通过协同攻关，经过一年多的努力，成功
Say goodbye to "manual" and step into the intelligent era 攻克这一横亘在我国轮胎检测领域的难关，形成了一
—Tire X-ray defect intelligence inspection system 套具有自主知识产权的系统性创新成果。项目产品在
passed the identification 合肥万力轮胎有限公司已使用半年多，可大幅降低缺

2019 年 3 月 26 日，沈阳理工大学与广州市埃恩 陷漏检率，提高轮胎在线检测效率，还可满足我国轮
斯丹工业装备有限公司联合研发的轮胎 X 光缺陷智能 胎检测的要求，同时提高轮胎的使用安全性。
检测系统在合肥通过了由中国石油和化学工业联合会 此次鉴定的轮胎 X 光缺陷智能检测系统具有以下
组织的科技成果鉴定。鉴定专家组一致认为，该项目 创新点 ：该系统利用深度卷积神经网络，对轮胎 X 光
产品技术指标先进、应用性强，达到国际先进水平。 图像进行识别，并根据不同缺陷的复杂程度和细节特
轮胎 X 光缺陷智能检测系统的运用和推广将使我国轮 性，构建不同的网络模型 ; 采用自主开发的缺陷定位
胎检测告别 “ 人工 ”，真正走入智能时代。 算法，对轮胎 X 光图像中的轮胎质量缺陷进行识别和
轮胎 X 光缺陷智能检测系统具有自主知识产权， 定位，解决原有全钢子午线轮胎内部质量检测难以实
除可对轮胎内部质量进行自动检测、大幅提高轮缺陷 现自动化、智能化的技术难题 ; 还根据轮胎缺陷所在
识别效率外，还能节约大量的人工成本，使我国轮胎 区域的不同特点，设计不同尺度的特征检测器，从而
检测设备迈上新的台阶。 提高了缺陷定位精度。
众所周知，我国橡胶机械行业检测设备在智能化 此外，该系统还具备自动识别和自学习功能，使
方面远落后于橡胶机械的发展，难以满足轮胎行业的 整体漏识率降低，进而提高识别速度和精度。通过预
转型升级要求。其中，轮胎重要检测设备之一的 X 光 训练模型，该系统还实现了对轮胎缺陷的自动辅助标
缺陷检测设备，长期以来主要依赖人工在显示屏上用 注。
肉眼观察判断，漏检及错检率非常高。部分轮胎企业 摘编自“中国化工报”
从国外高价购买 X 光智能检测系统，但进口设备很难 (R-05)
适应我国轮胎智能检测的实际要求。

年
2019 第 45 卷 ·21·