多种滤膜扫描电镜图像处理

滤膜结构是一种纤维组成的多孔隙结构,应用数字图像处理的方法对多种滤膜电子显微照片进行分析;使用MATLAB图像处理工具包进行图像增强、二值化处理、面积计算、孔隙率计算等方法,对人造滤膜和天然滤膜结构进行研究。     

基于CT图像单轴受载煤样损伤计算

针对CT图像的特点,分别从像素与体素两种尺度定义了表面孔隙率与体孔隙率.利用数字地形模型方法计算表面孔隙率,给出了基于工业CT灰度图像体孔隙率的计算方法.对煤样单轴加载下不同阶段的CT图像进行分析,获得了煤样表面孔隙率与体孔隙率随应力变化关系曲线.两种孔隙率都能较好地反映煤样内部损伤变化,表面孔隙率反映的是像素级的孔隙,体孔隙率反映了像素内部的孔隙,更能体现CT图像的特点.     

滨海软土微观孔隙测定方法

土体孔隙结构是其重要物理力学指标,对研究土体变形、破坏有重要意义。通过室内试验(SEM、CT技术)及数值模拟(Arc GIS)对滨海软土的孔隙结构、孔径大小及分布进行研究,就土体在分级荷载下的二、三维孔隙结构进行探讨。将基于CT试验的Arc GIS三维孔隙率、PCAS统计的SEM二维孔隙率、利用SEM二维图像计算的三维孔隙率、压汞试验实测孔隙率进行对比,分析不同方法测定孔隙率的精确度。同时对SEM图像进行测量和分析,统计不同孔径的孔隙数量随荷载的变化规律,从而分析软土的固结机理和微宏观力学性质。研究表明:随竖向荷载增大,土体大孔隙逐渐被压缩,孔隙平均直径逐渐减小,总孔隙体积减小,结构单元之间变得紧密,表观孔隙率减小。土体的轴向、径向和体积的收缩变形是由于孔隙的压缩以及颗粒的变形引起的,同时孔隙的分形维数受孔隙的压缩和颗粒的影响较大,周长-面积法求取孔隙的分形维数受阈值选取影响,但体积-面积法不受阈值选取的影响。     

滨海软土微观孔隙测定方法研究

摘 要 土体孔隙结构是其重要物理力学指标,对研究土体变形、破坏有重要意义。本研究通过室内试验（SEM、CT技术）及数值模拟（ArcGIS）对滨海软土的孔隙结构、孔径大小及分布进行研究,就土体在分级荷载下的二、三维孔隙结构进行探讨。将基于CT试验的ArcGIS三维孔隙率、PCAS统计的SEM二维孔隙率、利用SEM二维图像计算的三维孔隙率、压汞试验实测孔隙率进行对比,分析不同方法测定孔隙率的精确度。同时对SEM图像进行测量和分析,统计不同孔径的孔隙数量随荷载的变化规律,从而分析软土的固结机理和微宏观力学性质。研究表明：随竖向荷载增大,土体大孔隙逐渐被压缩,孔隙平均直径逐渐减小,总孔隙体积减小,结构单元之间变得紧密,表观孔隙率减小。土体的轴向、径向和体积的收缩变形是由于孔隙的压缩以及颗粒的变形引起的,同时孔隙的分形维数受孔隙的压缩和颗粒的影响较大,周长-面积法求取孔隙的分形维数受阈值选取影响,但体积-面积法不受阈值选取的影响。     

钙质砂颗粒内孔隙三维表征

南海钙质砂颗粒形状复杂,颗粒棱角突出且面孔隙与内孔隙结构发达.为了准确表征钙质砂内孔隙三维形态,本文借助高精度X射线μCT扫描技术,得到钙质砂颗粒高精度断层图像.通过对原始CT扫描断层图像切割、除噪、二值化等一系列操作,重构得到钙质砂颗粒三维图像.由于钙质砂颗粒外形不规则,因此直接提取其内部孔隙较为困难,本文通过对钙质砂颗粒的三维图像进行三维闭合运算等一系列算法的处理,较好地重构了钙质砂内部的三维孔隙.根据块状钙质砂颗粒的外表特征、内孔隙孔隙率的大小、孔径分布曲线形状以及分形维数的大小,可以大致将块状钙质砂颗粒分为两种类型.第1种类型块状钙质砂颗粒外表存在较多沟壑且内孔隙较为发达,第2种类型块状钙质砂颗粒内孔隙较不发达且连通性较低.两种类型块状钙质砂颗粒内孔隙的孔隙率与孔径分布曲线存在明显差异.同时研究发现,钙质砂颗粒内孔隙较好地符合三维分形特征,且分形维数的大小与孔隙率大小成正相关关系.为了深入地研究钙质砂颗粒内部孔隙的连通性,本文通过计算其距离图获得颗粒内孔隙的空间网络模型,对其分析得出,钙质砂颗粒网络模型的配位数分布大体趋势相同,由于两种钙质砂颗粒内孔隙形态的差异,配位数的分布也略有差异.     

铝用石墨阴极孔隙结构与石墨化程度关系研究

铝用石墨阴极孔隙结构的常规研究方法难以对不同石墨化程度材料进行快速量化和智能化分析。根据体视学原理在二维空间定义孔隙结构参数,采用图像分析技术对不同类型石墨阴极孔隙结构的孔隙率、孔径、形状因子、孔隙取向及连通率等进行分析表征。结果表明,所用图像分析方法可定量分析石墨阴极材料的孔隙结构特征,并显示其与材料石墨化程度的规律性关系,所获数据有助于评价阴极材料性能和优化阴极制备过程参数。     

高温对喷射混凝土孔隙结构分布特征的影响分析

齐热哈塔尔水电站引水隧洞长达15.66 km,其中有3.345 km处于高地温环境中,高温会对喷射混凝土内部孔隙结构造成严重影响。为了有效的研究喷射混凝土在高温下孔隙结构的分布特征,采用CT技术对混凝土试件断面自上而下进行扫描,获得了混凝土断层扫描影像;并结合图像分析软件Image-Pro Plus对混凝土孔隙结构分析处理,以获得混凝土在不同温度下其内部孔隙变化特点和孔隙在混凝土内的分布特征。分析结果表明:混凝土孔隙率是随温度的变化而变化的;温度升高,混凝土的孔隙率也随着增大,并且混凝土内的孔隙绝大多数是沿着骨料周边发展的。     

陶瓷UO2孔隙率与孔隙分布的定量测量

借助大型金相显微镜,对陶瓷UO2的孔隙率与孔隙分布金相定量测量进行研究。研究结果表明:利用组合物镜(100×,50×,20×,5×)测量陶瓷UO2的孔隙率与孔隙分布比利用单个物镜(20×)测量所得结果精度高,分布曲线更光滑;利用低倍物镜(20×,10×,5×)摄取的金相图像测量其孔隙率与孔隙分布时,采取图像背底固定法较好,利用高倍物镜(100×,50×)摄取的金相图像测量其孔隙率与孔隙分布时,采取峰值法较好;测量视场数由孔隙测量波动程度与要求达到的测量精度所决定,当测量精度要求达到3%,置信度为95%时,需测量的视场数为300～330个。     

有机物浸渍地聚物制备有机-无机复合材料

为增强地聚物材料的力学性能,研究地聚物材料的性能特点与微观结构特征,采用MMA(甲基丙烯酸甲酯)单体有机溶液浸渍经脱水干燥处理后的地聚物基体,然后引发基体孔隙内有机物交联固化的方法制备出一种有机-无机复合材料。材料孔隙率与抗压强度测试结果表明:养护3天的地聚物经浸渍固化处理后,孔隙率明显降低,抗压强度明显提高,力学性能具有较明显的增强。采用扫描电镜与能谱分析法对复合材料的微观结构与物质成分进行观测与分析,图像与成分分析显示有机物进入材料的孔隙中,并对复合材料增强机理进行探讨。     

多孔锌合金孔隙率及通孔率的测定方法研究

多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比称之为孔隙率。要测定孔隙率必须要知道所有孔隙的体积,即开孔孔隙率和闭孔孔隙率。通过测定开孔孔隙率,计算闭孔孔隙率,进而可以求得多孔体的孔隙率。通孔率表征了材料对液态介质的流通特性。研究多孔锌合金的孔隙率和通孔率,可以为多孔锌合金的性能评价提供依据,进而改进多孔锌合金的研制方法。