2023年第7期化学工程与装备2023年7月ChemicalEngineering&Equipment37基于聚类K-means算法的古玻璃文物表面分化研究7闫伟文，任炫宇，申亚东（山西工商学院计算机信息工程学院，山西太原030006）摘要：玻璃的主要化学成分是二氧化硅(SiO2)，古代玻璃文物极易受埋藏环境的影响而风化，风化导致成分比例发生变化，进而影响其颜色、纹饰等。本文分别针对纹饰、颜色、类型和化学成分含量对古代玻璃文物是否会被风化进行建模与算法求解的设计，并对古代玻璃文物风化前含量进行合理预测，为改善玻璃耐风化指出了研究方向。关键词：聚类K-means算法；卡方检验；灰度预测模型；玻璃风化基金项目：山西省教育科学十三五规划2020年度互联网+教育研究专项课题+服务人工智能专业发展的大学数学课程体系建设研究（项目编号：HLW-20145）；2020年山西省省级教学改革项目“基于人工智能专业需求的大学数学教学改革与实践”（项目编号：J2020417）通讯作者：闫伟文引言玻璃作为古代社会的珍宝，是人类发明较早的硅酸盐人工制品，其发展历史源远流长[1]。玻璃的主要化学成分是二氧化硅(SiO2),丝绸之路作为古代中西方文化交流的通道，进一步推动了玻璃制品及技术的传播与发展，古代历史上个性化较为明显的两种玻璃分别为高钾玻璃与铅钡玻璃[2]。古玻璃文物极易受埋藏环境的影响而风化，风化导致成分比例发生变化，进而影响其颜色，纹饰等。有文献研究表明，玻璃的耐风化性不仅与玻璃成分有关，还与分相形貌有关[3]；掺杂某些稀土氧化物的玻璃，化学稳定性更好，抗风化性能更优[4]；稀土掺杂对玻璃腐蚀和风化性能的影响[5]；镀膜层对玻璃抗风化能力的提高[6]；利用高压电厂提高玻璃表面化学稳定性[7]；风化对钢化玻璃抗冲蚀性能的影响[8]等。本文主要研究高钾玻璃与铅钡玻璃的风化与颜色，纹饰，化学成分含量等的关系，为玻璃表面的化学稳定性，抗风化性能等的研究提供了方向与思路。1古玻璃文物表面风化与类型、纹饰、颜色的关系依据2022年高教社杯全国大学生数学建模竞赛C题给定的附件数据：（1）各种古玻璃文物的分类信息；（2）这些文物表面风化与未风化处的化学成分的含量比例；（3）未分出类型的古玻璃文物表面风化与未风化处的化学成分的含量比例。使用SPSS软件对古玻璃文物表面风化情况与玻璃类型，纹饰和颜色等通过卡方检验的显著性对其差异性进行分析，找见化学成分含量的变化规律，并预测风化前的化学成分含量。1.1表面风化与类型单变量的关系表1表面风化与...
