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1、SEM电子束轰击粉末油脂微胶囊产生裂纹的分形分析2007年第32卷第5期中国油脂33文章编号:1003—7969(2007)05—0033—04中图分类号:TS225.6文献标识码:ASEM电子束轰击粉末油脂微胶囊产生裂纹的分形分析李积华,郑为完,余扬帆,张斌,苏冰霞(1.南昌大学食品科学教育部重点实验室,330047南昌市;2.南昌大学生命科学学院电镜室,330047南昌市)摘要:对扫描电镜的电子束轰击粉末油脂微胶囊表面产生的裂纹进行了分形分析,结果表明,所产生的裂纹具有显着的自相似性,即分形特征.利用盒子维数的定义
2、测量并计算了完整裂纹和局部裂纹的分维,发现该自相似性是在统计意义上的自相似性,该分形属多重分形.各局部分维测量结果支持分形理论中的和并原理.关键词:粉末油脂;微胶囊;分形;扫描电镜FractalanalysisoncracksinmicrocapsulatedoilpowderoccurredbySEMelectronbeamscanningLIJi—hua,ZHENGWei—wan,YUYang—fan,ZHANGBin,SUBing—xia(1.KeyLaboratoryofFoodScience,Ministry
3、ofEducation,NanchangUniversity,330047Nanchang,China;2.ElectronMicroscopeLab.,BioscienceInstituteofNanchangUniversity,330047Nanchang,China)Abstract:ThefractalanalysisoncracksinmicrocapsulatedoilpowderoccurredduringSEMelectronbeamscanningwascarriedout.Theresultsho
4、wedthatthecrackscouldberegardedashavingself-similarity,andcouldbestudiedaccordingtofractaltheory.Thefractaldimensionsofthewholecracksandthepartcracksweremeasuredonthebasisofdefinitionofbox—dimension.Itwasfoundthattheself-similaritywasstatisticallyandtheresultsof
5、measurementagreedwiththeuniteprincipleoffractaltheory.Keywords:oilpowder;microcapsule;fractal;scanningelectronmicroscope采用扫描电镜(ScanningElectronMicroscope,简写为SEM)对粉末油脂微胶囊表面进行扫描的过程中,当电子束的加速电压和电子束聚集(即放大倍数)达到一定程度时,微胶囊表面将出现应力裂纹.从微观角度来看,由于微胶囊的各种无序因素(如壁材理化性质,芯材理化性质,乳化剂
6、性质,包埋效果,干燥工艺等)的影响,微胶囊表面应力裂纹实际上是沿着一条不规则的曲折路径扩展,由此形成的断裂表面往往无序,断裂面的裂纹线也是曲折的,用传统的欧氏几何很难描述.作为微胶囊表面应力裂纹扩展过程最直观的反映,曲折的裂纹线的定量分收稿日期:2006—09—30作者简介:李积华(1979一),男,博士研究生;主要从事食品科学方面的研究工作.析是微胶囊表面应力裂纹研究的重要内容之一.用分形几何定量描述微胶囊表面应力裂纹的特征有助于探明微胶囊表面应力裂纹的产生机理,了解微胶囊工艺条件(包括乳化体系,乳化条件,干燥条件等
7、)对微胶囊质构的影响;同时对研究新的粉末油脂微胶囊质量评价方法具有重要意义.1材料与方法1.1主要材料粉末油脂:自制,含油量30%,壁材为糊精.13立S一570扫描电镜.1.2实验方法1.2.1粉末油脂的制备见图1.1.2.2电镜观察用导电胶将粉末油脂粘于扫描电镜样品台上,放入真空喷涂仪内喷金,在13立S一570扫描电镜下观察,照相.34中国油脂2007年第32卷第5期酪朊酸钠加水加热溶化终温7580麦芽糊精,蔗糖酯加水加热溶化.终温7580混合成水相(壁材)璧,鎏髦——一丽—5j丽剂加热熔化.终温75～8O℃I=J图
8、1粉末油脂制备工艺1.2.3分形维数测量1.2.3.1测量原理扫描电镜是用一束精细聚焦的电子照射需要检测的区域并在样品表面做光栅测量扫描,电子束轰击到样品表面时会产生各种信号,其中包括二次电子,背散射电子,俄歇(Auger)电子,特征射线和不同能量的光子,然后把所需要的信号加以采集处理,使它们成像.为使样品产生的各种物理信号足够强
