Определение агрегированной морфологии поверхности в межлицкой переходной зоне (ИТС)

Таким образом, мы предложили протокол, чтобы проиллюстрировать влияние агрегированной морфологии поверхности на микроструктуру ИТ. Изображение SEM-BSE было количественно проанализировано для получения градиента пористости ИТС с помощью цифровой обработки изображений, а алгоритм кластеризации K-средств был дополнительно использован для установления взаимосвязи между градиентом пористости и шероховатостью поверхности.

Представляем протокол для изучения влияния совокупной поверхностной морфологии на формирование отдельных переходных зон в цементных материалах. Он сочетает в себе экспериментальный метод с методом обработки данных, чтобы проиллюстрировать влияние совокупной шероховатости поверхности на формирование ИТЗ. Начните с литья модельного бетона.

Взвесь 1000 граммов цемента и 350 граммов воды с электронным балансом, и протрите пять литров смешивания горшок с мокрым полотенцем, чтобы смочить его. Добавить воду и цемент в кастрюлю, поместить его на смеситель и поднять его в положение перемешивания. Смешайте при 65 об/мин в течение 90 секунд и дайте смеси сидеть на месте в течение 30 секунд.

Очистить в пасте внутреннюю стенку горшка. Затем смешайте при 130 об/мин еще 60 секунд. Удалить горшок из смесителя и положить керамическую частицу в пасту, а затем тщательно смешать его с цементной пастой вручную.

Наполовину заполните форму свежей цементной пастой, поместите керамическую частицу поверх пасты и заполните остальную часть формы пастой. Протрите избыток цементной пасты скребком ножом и вибрировать плесень на вибрирующем столе в течение одной минуты. Печать поверхности формы с цепляться пленки для предотвращения испарения влаги.

Лечить образец в лечебной комнате в течение 24 часов, а затем удалить образец из формы и вылечить в течение 28 дней при тех же условиях окружающей среды. Сканирование образца с помощью рентгеновской компьютерной томографии, чтобы получить стопку ломтиков и примерно выбрать ломтик, где керамическая частица, как представляется, самый большой. Приготовь границу керамической частицы с кругом и определите центр круга как геометрический центр частицы.

Используйте режущие машины, чтобы разрезать образец на две части через геометрический центр керамической частицы. Затем погрузите две части в изопропиловый спирт в течение трех дней, чтобы удалить неохвеленную воду и прекратить внутреннюю гидратацию. Убедитесь в том, чтобы заменить изопропил решение каждые 24 часа.

Высушите две части в вакуумной сушильной печи в течение семи дней при температуре 40 градусов по Цельсию. Чтобы укрепить микроструктуру, используйте палец, чтобы размазать внутреннюю поверхность двух цилиндрических пластиковых форм с помощью демольдинговой пасты. Поместите кусок образца в каждую форму с поверхностью для изучения лицом вниз.

В бумажном стакане весят 50 граммов эпоксидной смолы низкой вязкости, добавляют пять граммов затвердевания и вручную перемешивают смесь в течение двух минут. Поместите форму в холодную монтажную машину вместе с бумажным стаканчиком. Запустите вакуум на машине и залить эпоксидной смолы в форму, пока она не сливается с каждым образцом.

Держите плесень в машине в течение 24 часов, чтобы сильнее эпоксидной смолы. На следующий день, удалить дно каждой формы и выжать образец. Храните его в вакуумной сушильной печи.

Когда он будет готов, измельчите образец кремниевой карбидовой бумагой и алкоголем на автоматической полировке, как описано в текстовой рукописи. Затем прикрепите фланелет к повороту машины и отполировать образец алмазной пастой 3, 1 и 0,25 микрометра со скоростью 150 об/мин. Удалите мусор в ультразвуковой очиститель с алкоголем после каждого шлифования и полировки шаг.

После завершения, хранить каждый образец в пластиковой коробке с поверхностью для изучения лицом вверх и держать коробки в вакуумной сухой печи. В вакуумной среде распылите тонкий слой золотой фольги на поверхность для изучения с помощью автоматического распылитель. Поместите полоску клейкой ленты на стороне образца, чтобы соединить испытательную поверхность и противоположную поверхность, а затем поместите образец на испытательную скамейку с испытательной поверхностью вверх.

Переместите образец, чтобы сосредоточиться на первой области, а затем вакуум SEM и перейти к backscattered электронный режим. Установите увеличение до 1000X и тщательно отрегулируйте яркость и контрастность. Переместите объектив в направлении агрегированной границы в другое положение и сделайте другое изображение.

Получить по крайней мере 15 изображений для статистического анализа. Затем повторите процесс визуализации на регионах два и три. После визуализации используйте Image J для предварительной обработки изображений с лучшей подгонкой и три на три медианных фильтра три раза, чтобы уменьшить шум и увеличить границу различных фаз.

Вручную захват границы керамической частицы и вырезать эту часть из исходного изображения. Приблизительно определите верхнее пороговое значение фаз пор, установив различные пороговые значения и сегментовав изображение для сравнения с исходным. Получите серо-масштабное распределение оставшейся части изображения.

Выберите две приблизительно линейные части кривой, чуть выше предопределенного верхнего порогового значения и подготовьйте эти две части с линейной кривой. Точка пересечения будет установлена на точном верхнем пороговом значении этого изображения. Используйте это значение для выполнения сегментации и сравнения двоичного изображения с исходным изображением серой шкалы для определения конечного порогового значения.

Затем преобразуем серое изображение в двоичное изображение с белым изображением, представляющим фазу поры, и черным, представляющим твердую фазу. Сравнивались пористость распределения регионов ИТЗ выше, на стороне и ниже совокупности. Пористость над верхней поверхностью была меньше, чем на стороне или выше агрегата, в то время как ИТЗ ниже агрегата был наиболее пористым из-за микропроблеза.

Совокупная морфология поверхности была исследована путем установки ручной захвата, нерегулярной границы с прямой линией и круговой дугой. Прямая линия оказалась лучшей для выбранной границы. Были рассчитаны определенные параметры градиента поверхности и градиента пористости, и алгоритм кластеризации K-средств был применен для того, чтобы подраздеть точки рассеяния на две группы, грубую группу и гладкую группу.

По мере уменьшения градиента пористости увеличивается шероховатость поверхности. Распределения пористости ИТЗ в грубой и гладкой группе были усредовы и сопоставлены почти на каждом расстоянии, пористость ИТ-систем вокруг гладких поверхностей была значительно ниже, чем пористость вокруг шероховатости поверхностей, доказывая, что поверхностная морфология действительно играет важную роль в формировании ИТ. Правильный процесс шлифования и полировки должен быть выбран для получения достаточно гладкой поверхности для экспертизы BSE.

На основе количественного анализа, который БФБ измеряет с помощью модели гауссийской смеси, можно было бы также определить доли объема различных фаз в материалах на основе цемента. BSE является мощным методом количественного анализа состава многофазных материалов.