Deben公司是原位测试阶段的领先供应商,同时提供显微技术的创新附件和组件。该公司报告了阿伯丁大学工程学院如何使用x射线微计算机断层扫描技术来观察合成泡沫及其压缩损伤机制,使用Deben CT5000 μXCT阶段。
在最近的工作中,阿伯丁大学工程学院进行了原位实验,研究了复合泡沫的破坏机制,使用了单轴压缩的x射线微计算机断层扫描。使用x射线微计算机断层扫描成像泡沫在压缩应变下,获得内部微观结构和发生的变化的三维图像。
所研究的材料(聚合物基复合泡沫)是一种低密度复合材料。这种泡沫是通过将中空颗粒随机填充到材料基质中制成的,它被归类为闭孔泡沫,这是因为颗粒之间没欧洲杯猜球平台有连接,每个孔都被封闭在基质中。空心颗粒对结构泡沫的性能影响很大。欧洲杯猜球平台复合泡沫的微观结构由颗粒决定;材料、体积分数和壁厚。聚合物基复合泡沫塑料中的空心颗粒通常是由玻欧洲杯猜球平台璃、陶瓷、炭和粉煤灰微球制备而成。复合泡沫塑料在海洋石油工业中的实际应用是作为绝缘材料。在从更远的海面或更深处开采石油时,这种泡沫有助于应对更低的温度和更高的压力。
在这些研究中使用的材料是Trelleborg(专注于聚合物技术的全球工程集团)提供的复合泡沫材料。泡沫的特点是中空玻璃球嵌入在环氧树脂基体中。棱柱块由一个尺寸为10x10x10mm³的杆加工而成。为保证表面平坦,减少应力集中,试件表面采用砂纸进行研磨。
x射线微计算机断层扫描是在ZEISS VersaXRM-410上进行的。微张力/压缩测试阶段安装在x光机阶段。实验配置如图1所示。将样品装入Deben CT5000内3mm玻璃化玻碳管。样品的尺寸是仔细确定的,以确保超出弹性极限所需的负载不会超过测压元件的能力。该尺寸还确保了x射线传输的满意,以获得高分辨率的图像。对试样进行无约束、单轴、准静态压缩试验,并在不同应变水平下进行扫描。样品被放置在测试机器的把手中,并被固定在顶部和底部。顶部握把保持静止,底部握把向上移动以压缩样品。应变在每次扫描期间保持不变,然后在下一次扫描之前增加。 The Deben stage control software allowed the applied load and displacement to be controlled.
如图3所示,泡沫在连续压缩过程中经历了三种不同的变形状态:(1)一个初始弹性区域,在那里应力和应变之间的关系几乎是线性的;(2)一个平台,只有很小的变化,应力达到最大值后,然后应力突然下降,然后(3)由于应力的增加而致密化。
图3 -泡沫的压应力-应变曲线μ-CT扫描
在相同的参数下进行了两次实验,以测量重复性,得到的结果表明,失效开始于弱微球,并从这些区域扩散。阅读结果和更详细的结论,请点击这里查看全文。
参考文献
论文:https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-017-1177-4
来源:http://www.deben.co.uk/