[目的]谷子籽粒在收獲、貯藏及加工過程中由于內(nèi)力或外力會(huì)產(chǎn)生裂紋,籽粒內(nèi)部裂紋嚴(yán)重影響其貯藏期、降低發(fā)芽率,內(nèi)部裂紋的形成主要由熱濕內(nèi)應(yīng)力和機(jī)械作用引起,為了探明谷子籽粒內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展機(jī)理。[方法]采用SEM（掃描電鏡）技術(shù)對(duì)谷子籽粒內(nèi)部裂紋及淀粉顆粒拍照,結(jié)合分形理論、能量平衡理論分析計(jì)算谷子籽粒內(nèi)部裂紋在不同擴(kuò)展模型下的分形維數(shù)、臨界擴(kuò)展力（Gc）及擴(kuò)展速率。[結(jié)果]谷子籽粒形成新的表面積的大小與輸入能量的大小有關(guān)。當(dāng)谷子籽粒內(nèi)部局部應(yīng)力大于等于8γG ky-1dg-1/2時(shí),籽粒內(nèi)部形成微裂紋。沿淀粉顆粒斷裂、穿淀粉顆粒斷裂、沿淀粉顆粒與穿淀粉顆粒耦合形式斷裂的分形維數(shù)分別為:1.262、1.365、1.255,而分叉擴(kuò)展的分形維數(shù)與分叉角呈正相關(guān)。對(duì)于同一γ值,沿淀粉顆粒與穿淀粉顆粒耦合擴(kuò)展的Gc為6.85γ,沿淀粉顆粒擴(kuò)展的Gc為7.086γ,穿淀粉顆粒擴(kuò)展的Gc為11.652γ,分叉擴(kuò)展的Gc為250γ,所以,耦合擴(kuò)展的微觀裂紋最容易發(fā)生,穿淀粉顆粒和分叉擴(kuò)展的微觀裂紋較難發(fā)生。同一種擴(kuò)展模型,谷子籽粒內(nèi)部淀粉顆粒的直徑越大,微觀裂紋的擴(kuò)展速率越快;同一直徑的淀粉顆粒... 

【文章來源】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,40(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

谷子壓縮力-位移曲線

由于位錯(cuò)反應(yīng)是降低能量的，所以新形成的位錯(cuò)a[001]是不易滑動(dòng)的，隨著位錯(cuò)的不斷反應(yīng)，新形成的位錯(cuò)合并，形成裂紋胚芽。當(dāng)局部應(yīng)力σf滿足（8）式時(shí)，籽粒內(nèi)部形成微裂紋，即：式中，σf為內(nèi)部局部應(yīng)力，γ為單位面積的表面自由能，G為剪切模量，ky為屈服常數(shù)；dg為谷子籽粒淀粉顆粒直徑。

谷子內(nèi)部的淀粉顆粒為多角體和橢球體[23,24]（圖3）：蛋白質(zhì)主要以蛋白體形式存在于淀粉顆粒的空隙間[25]，與崔婷、郭蓮東等人的研究結(jié)果一致。為了方便計(jì)算，將淀粉顆粒簡(jiǎn)化為球體，將單個(gè)淀粉顆粒與其周圍的蛋白體看作是一個(gè)圓與其外切正六邊形組合的單元[14]。通過分析谷子裂紋的掃描電鏡圖發(fā)現(xiàn)，谷子籽粒微觀斷裂主要有：沿淀粉顆粒斷裂，穿淀粉顆粒斷裂，二者的耦合形式斷裂。基于3種斷裂形式建立了3種應(yīng)力裂紋擴(kuò)展的fractal模型：沿淀粉顆粒擴(kuò)展模型、穿淀粉顆粒擴(kuò)展模型以及二者的耦合擴(kuò)展模型。圖4 谷子籽粒內(nèi)部裂紋掃描電鏡圖像

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3430163