Контроль и визуализация структуры современных строительных материалов с помощью настольных СЭМ Phenom от компании Thermo Fisher Scientific
Определение свойств современных строительных материалов имеет важное значение для выбора надлежащей основы, используемой в качестве безопасной конструкции при проектировании и защиты от динамических нагрузок.
На примере статьи, целью исследования которой было изучить влияние скорости деформации нагружения, плотности материала и микроструктуры на прочность, на сжатие и способность поглощения энергии для полимерных пен с закрытыми порами, можно рассмотреть способы контроля необходимых параметров. Экспериментальные испытания проводились при различных нагрузках и при различных начальных температурах испытуемого образца. Было обнаружено, что увеличение как скорости деформации нагрузки, так и плотности пены увеличивает прочность на сжатие и способность поглощать энергию. Структура исследуемых образцов определялась с помощью сканирующего электронного микроскопа Phenom. Изображения поперечного сечения были получены путем надрезания одной стороны прямоугольного образца, охлаждения образца в жидком азоте и последующего разрушения путем изгиба в замороженном состоянии. Затем образцы были покрыты золотом с использованием метода напыления и визуализированы с помощью СЭМ Phenom, что позволило определить ячеистую структуру, находящуюся внутри образцов.
На рисунке 1 представлены микрофотографии растрового электронного микроскопа (СЭМ) ячеистой структуры вспененного полипропилена (EPP) плотностью ρ = 20 г/дм³ . ( a — d ) - микрофотографии структур гранул, ( e ) - диаграмма и фотография структуры гранулы, ( f ) - морфология структуры закрытой ячейки.
Помимо визуализации, настольный СЭМ Phenom XL обладает возможностью дооснащения специализированным столом для испытаний на растяжение/сжатие непосредственно внутри камеры микроскопа, что позволяет проследить весь процесс деформации образцов при высоком увеличении и записать его в виде видео файла для последующего исследования.
В ходе исследования изображения, полученные с помощью СЭМ, показали, что в зависимости от плотности пены возникают более мелкие ячеистые структуры с меньшими ячейками, что приводит к увеличению прочности конструкции. Проведенный анализ позволил расширить возможности использования современных строительных материалов, пластиков и композитов.
Подробнее о СЭМ Phenom XL здесь.