Engineering
A subscription to JoVE is required to view this content.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Bestemmelse av samlet overflate morfologi ved grenseflate Transition Zone (ITZ)
Chapters
Summary
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Vi foreslo herved en protokoll for å illustrere effekten av samlet overflate morfologi på ITZ mikrostruktur. Den SEM-BSE bildet ble kvantitativt analysert for å få ITZ ' s porøsitet gradient via digital bildebehandling og en K-betyr clustering algoritmen ble videre ansatt for å etablere et forhold mellom porøsitet gradient og overflate grovhet.
Transcript
Vi presenterer en protokoll for å undersøke effekten av aggregert overflatemorfologi på dannelsen av individuelle overgangssoner i sementbaserte materialer. Den kombinerer den eksperimentelle metoden med databehandlingsmetode for å illustrere effekten av aggregert overflate roughness på ITZ formasjon. Begynn med å støpe modellen betong.
Vei 1000 gram sement og 350 gram vann med elektronisk balanse, og tørk av fem liters blandegryte med et vått håndkle for å fukte den. Tilsett vann og sement til potten, legg den på mikseren og løft den til omrøringsposisjonen. Bland ved 65 rpm i 90 sekunder og la blandingen sitte stille i 30 sekunder.
Skrap i pastaen av pottens indre vegg. Bland deretter ved 130 omdr./min i ytterligere 60 sekunder. Fjern potten fra mikseren og legg den keramiske partikkelen inn i pastaen, og bland den deretter grundig med sementpastaen for hånd.
Fyll formen halvveis med den friske sementpastaen, legg den keramiske partikkelen på toppen av pastaen og fyll resten av formen med pastaen. Tørk av overflødig sementpasta med en skrapekniv og vibrer formen på et vibrerende bord i ett minutt. Forsegle muggoverflaten med plastfolie for å forhindre fuktighetsfordampning.
Herd prøven i et herderom i 24 timer, fjern deretter prøven fra formen og kur i 28 dager under de samme miljøforholdene. Skann prøven med røntgendatatomografi for å få en bunke skiver og velg omtrent en skive der den keramiske partikkelen ser ut til å være størst. Monter grensen til den keramiske partikkelen med sirkelen og bestem midten av sirkelen som den geometriske midten av partikkelen.
Bruk en skjæremaskin til å skjære prøven i to deler gjennom det geometriske midten av den keramiske partikkelen. Senk deretter de to delene ned i isopropylalkohol i tre dager for å fjerne ubegrenset vann og avslutte intern hydrering. Sørg for å erstatte isopropyloppløsningen hver 24.
Tørk de to delene i en vakuumtørkeovn i syv dager ved en temperatur på 40 grader Celsius. For å stivne mikrostrukturen, bruk en finger til å smøre den indre overflaten av to sylindriske plastformer med nedverdigende pasta. Plasser et stykke av prøven i hver form med overflaten som skal undersøkes vendt nedover.
I en papirkopp, veie 50 gram lav viskositet epoksyharpiks, tilsett fem gram herder, og rør blandingen manuelt i to minutter. Plasser formen i den kalde monteringsmaskinen sammen med papirkoppen. Start vakuumet på maskinen og hell epoksyharpiksen i formen til den smelter sammen med hver prøve.
Hold formen i maskinen i 24 timer for å hardere epoksyharpiksen. På neste dag fjerner du bunnen av hver mugg og klemmer ut prøven. Oppbevar den i en vakuumtørkeovn.
Når du er klar, slip prøven med silisiumkarbidpapir og alkohol på en automatisk poleringsmaskin som beskrevet i tekstmanuskriptet. Fest deretter flanellen til maskinens dreiebord og poler prøven med diamantpasta på tre, ett og 0,25 mikrometer med en hastighet på 150 o/min. Fjern rusk i en ultralydsvasker med alkohol etter hvert slipings- og poleringstrinn.
Når du er ferdig, oppbevar hver prøve i en plastboks med overflaten som skal undersøkes vendt opp og hold boksene i en vakuumtørr ovn. I et vakuummiljø, spray et tynt lag gullfolie på overflaten som skal undersøkes med en automatisk sputter coater. Plasser en stripe med tape på siden av prøven for å koble testoverflaten og motsatt overflate, og plasser deretter prøven på testbenken med testflaten vendt oppover.
Flytt prøven for å fokusere på region en og støvsug SEM og bytt til tilbakeskattert elektronmodus. Sett forstørrelsen til 1000X og juster lysstyrken og kontrasten forsiktig. Flytt objektivet langs retningen på den samlede grensen til en annen posisjon og ta et annet bilde.
Få minst 15 bilder for statistisk analyse. Gjenta deretter bildebehandlingsprosessen på region to og tre. Etter bildebehandling bruker du bilde J til å forbehandle bildene med best mulig passform og tre og tre medianfilter tre ganger for å redusere støyen og forbedre grensen til ulike faser.
Ta grensen til den keramiske partikkelen manuelt og kutt denne delen fra det opprinnelige bildet. Bestem grovt den øvre terskelverdien for porefaser ved å angi forskjellige terskelverdier og segmentere bildet slik at det sammenlignes med den opprinnelige. Få tak i den gråskalafordelingen av den gjenværende delen av bildet.
Velg to omtrent lineære deler av kurven, like over den forhåndsbestemte øvre terskelverdien og monter disse to delene med den lineære kurven. Skjæringspunktet angis med nøyaktig øvre terskelverdi for dette bildet. Bruk denne verdien til å utføre segmentering og sammenligne det binære bildet med det opprinnelige gråskalabildet for bestemmelse av endelig terskelverdi.
Konverter deretter det gråskalabildet til et binært bilde med hvitt som representerer porefase og svart som representerer en solid fase. Porøsitetsfordelingen av ITZ-regioner over, på siden av og under aggregatet ble sammenlignet. Porøsiteten over den øvre overflaten var mindre enn på siden eller over aggregatet, mens ITZ under aggregatet var den mest porøse på grunn av mikrobleding.
Den samlede overflatemorfologien ble undersøkt ved å montere den manuelt fangede, uregelmessige grensen med den rette linjen og en sirkulær bue. Den rette linjen så ut til å være en bedre passform for den valgte grensen. De definerte overflatereffhets- og porøsitetsgradientparametrene ble beregnet, og K-middelklyngealgoritmen ble brukt til å dele opp spredningspunktene i to grupper, en grov gruppe og en jevn gruppe.
Etter hvert som porøsitetsgradienten minker, øker overflatebruheten. Porøsitetsfordelingene til ITZ-ene i den grove og glatte gruppen ble i gjennomsnitt, og sammenlignet på nesten alle distanser var porøsiteten til ITZ rundt de glatte overflatene betydelig lavere enn porøsiteten rundt grove overflater, noe som beviser at overflatemorfologi faktisk spiller en viktig rolle i ITZ-formasjonen. Riktig sliping og poleringsprosessen bør velges for å oppnå en jevn nok overflate for BSE-undersøkelse.
Basert på den kvantitative analysen BSE-tiltakene med gaussisk blandingsmodell, kan volumfraksjonene av ulike faser i sementbaserte materialer også bestemmes. BSE er en kraftig teknikk i kvantitativ analyse av sammensetningen av flerfaser materialer.
Tags
Engineering grenseflate overgang sone (ITZ) samlet overflate morfologi SEM-BSE digital bildebehandling metode K-betyr clusteringRelated Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
