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碳载体铂电极材料试验数据处理软件的研发 杨滨， 陆建生“ （ 昆明贵金属研究所， 昆明 “ ； 昆明理工大学， 昆明 “ 2 ） ［ 4 “］ 是 技术中重要方法之一， 载 量 小于3 3 ／ “， 连续运转 3 3 3 后载 量和活 性均保持在7 3 A以上， 获得的能量密度增加了 3 3 A 5 3 A。随着新技术 ［1］及新装置的问世， 利 用 技术实用化大面积连续加工 ／,电极薄膜 材料成为可能。 ／,电极薄膜材料的载 量和催化活性在制 备过程中受到诸如入射离子的种类、 能量、 入射角、 束电流的大小、 基材温度以及真空度等各种因素的 影响 ［/］ 。为了有效控制 粒子团簇尺寸， 降低载 量， 改善表面及内部的结构， 提高催化活性及使 用寿命 ［5］ ， 应在尽可能少的试验情况下设计出优化 的加工条件成为目前急需解决的问题。 经过近几十年的数学理论和计算机性能的发 展， 与材料有关的各种计算机模拟方法 ［0］取得了较 大的发展， 主要有第一原理法、 分子动力学法、 蒙特B 卡罗方法和有限元法等。除有限元法外都是基于微 观理论基础， 必须有理论支持， 而且模拟的范围极其 有限， 特别对大量微观原子数目， 目前无法进行模 拟。而有限元方法大量运用于宏观领域， 其线性的 理论方法和解决线性问题已非常成熟。 针对上述问题和研究现状， 可行的途径是从数 理统计的角度出发， 结合计算机技术与数学理论以 及实际试验与模拟试验同步互动进行， 采用计算机 数值分析方法， 发现各因素之间的规律及其数学模 型， 建立指导试验和研究的优化加工过程及条件的 数据控制软件。 研究方法与目的 计算机数值分析既具有纯数学高度抽象性与严 密科学性的特点， 又具有广泛应用性与实际试验的 高度技术性特点， 是与计算机使用密切结合的实用 性很强的数学方法。利用其中的函数逼近、 曲线拟 合、 数值插值、 数据回归以及统计等方法， 针对试验 中从宏观测得的数据进行分析比较， 而不需要知道 原子或分子内部复杂的运行机理， 通过数据分析和 统计等方法进行计算， 可以从外部进行优化和匹配， 并能够推测一些内部的机理， 更重要的是无须知道 内部情况， 就可有效指导试验， 减少试验强度和试验 时间。 计算机能够通过数学的办法对试验中获取的少 量数据进行数值分析处理， 得出其他的各种试验无 法测量的数值或需要预测的数值， 可通过所估计的 值来指导试验进程。 计算机的数值分析可在一维、 二维、 三维的情况 下得到可视化数值， 增加了试验数值可比性， 以利于 获得更多的预测信息。 一定情况下可以为所模拟的数值提出建立在试 第5 7 1 “ 1 “ / . 1 “ - . 4 “ * * 混合编程。鉴于各软件开发平台的特点和 存在的问题， 并根据将开发软件的功能要求， 确定将 1 “ 2 1 A和B C混合编程， 充分利用两种语言的各自 特点， 使开发出的软件功能更加强大。前台的界面 操作通过B C来完成， 后台运算选用 1 “ 2 1 A来完 成， 两者的结合可以大大加快软件的开发速度和进 程。具有良好的准确性。运行过程如图所示。 界面D B C E后台运算 “ D F G F C E 操作 返回结果 图数据处理过程 ’ * / 3 0 . 6 6 3 7 1 “ 1 “ / . 1 “ - . 4 “ 9 软件的数据处理分析结果 针对软件的功能进行验证和检验， 分别设计了 两类共四组实验数据加以验证， 两类分别为离散数 据点和标准函数点。其中第一组数据用来验证拟合 情况， 第二组数据用来检验精度。 第一组 离散数据点， 如表 7 9 9 4 44 9 4 4 9 “ 曲线拟合分析 对于第一组实验数据 （表4及表 9 7 4 H 4 9 8 B。 结果表明误差接近4 H 4 7的数量级， 拟合的精度 非常高。 7 7 8 H 卷 万方数据 “ “ “ （］ ／ ／ ’ ’ ’ 国际贵金属专题研讨会论文集 ［］-昆明云南科技出版 社， ’ ’ ’ 4 ; 7 2 4 0 A 2，6 7 , 8 , 5 5 ’ ，B 3 , 0； 6 7 , 8 , 5. , C 4 2 ; D 9 * G K A 9 * / * * F F . 9G . ，. C . * / / FG K A 9 * E A T . * J A ， E . * 9 * / / F S E . * 7 G 9 A 9 J D * T J HK * C / F 9 D * / F 9 L . - W 9 * E . / T J H T . * F * 9 * / 9 D 9 9 D E . * 9 J * A * 9 H / F 9 D A K A 9 * C . K A 9 L * 9 D 9 D / F 9 L . . S A A 9 - 8 “ 9 0 , 4 G 9 . * A S E . * G 9；8 9 ／ A 9 . / ； 9 A H * ； / G J * E . / C . G G 第期杨滨等 碳载体铂电极材料试验数据处理软件的研发 万方数据